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空气污染=吃土+致死性心血管疾病?!

时间:2018-03-31 08:15 作者:未知
 

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图片来源:Getty | AFP
本文转载自“科研圈”,撰文 BETH MOLE,翻译 张畅,审校 夏烨,编辑 魏潇一种主流理论是,细小颗粒可能引起系统炎症和细胞应激反应,从而令心血管系统不堪重负,并导致心律紊乱。但有研究显示,在心血管疾病中,纳米颗粒的作用其实更为直接:空气污染物中的纳米颗粒可以透过小鼠和人的肺-血屏障,进入血液循环。一项在 ACS Nano 上发表的研究显示,与空气污染颗粒物近似大小的纳米颗粒进入小鼠和人的血液循环后,会聚集在动脉斑块中,或将直接导致动脉粥样硬化和致死性心血管疾病。流动的金子早在 2010 年,即有研究发现,纳米颗粒能通过搭乘屏障细胞穿过大鼠的肺组织进入血液循环系统。不带正电荷且直径小于 34nm 的颗粒污染物尤其危险,因为它们能够轻易的进入动物体内,还可以在器官和组织中迁移和积聚。但研究人员不能确定人体是否也有这种机制。面对这一难题,爱丁堡大学的研究者们想出了一个新方法:用纳米金颗粒代替有害纳米颗粒物进入被试体内。实验使用的纳米金颗粒与燃烧废气中的纳米颗粒大小相近。燃烧废气是大气污染物的主要成分,其中危害最大的粒子可能含有氮氧化物、二氧化硫和其他可以引起机体氧化应激及炎症的毒性成分。而金则是一种惰性物质,对人体造成的影响与前者相比不可同日而语。
电子显微镜下典型金颗粒松散团块,这种颗粒由火花发生器产生,颗粒直径约3.8nm。图片来源:Miller et al.阻塞血管的颗粒物研究者们招募了 14 名健康男性志愿者,让他们在封闭仓中吸入不同大小的金纳米颗粒两小时,同时在健身脚踏车上进行强度适中的运动,来保证受试者进行深呼吸,将金纳米颗粒吸入肺深处。在开始接触金颗粒的 24 小时里,研究人员采集了受试者的血样和尿样,并在三个月后再次采样。实验前,所有受试者的血液循环系统里都没有检测到纳米金颗粒,但在实验开始后 15 分钟,有些受试者的血液中就可以检测到金了。24 小时后,14 个受试者中有 12 人的血液中检测到金;吸入直径最小的金颗粒的受试者尿液中出现金。3 个月后受试者血液和尿液中依然可以检测到金颗粒。接下来,研究人员让动脉粥样硬化性心血管病基因工程小鼠吸入纳米金颗粒,随后在小鼠的肝脏和动脉中均可被检测到。更重要的是,动物实验表明,纳米金颗粒参与了动脉斑块的形成,从而参与阻塞动脉血液流动。
吸入金颗粒后,动物肺部组织切片可见明显的金颗粒,颗粒主要存在于肺巨噬细胞内;计算机着色后,红色为毛细血管,蓝色为肺泡腔,黄色为金颗粒。图片来源:Miller et al.为了研究该现象是否发生在人类身上,研究人员招募了 12 名即将进行颈总动脉斑块切除手术的患者。其中三人同意吸入金纳米颗粒 4 小时,之后休息 24 小时再进行手术。研究人员在 1 人的血液和另外 2 人的尿液中检测到金,这 3 名患者术中切除的动脉斑块中均含有金颗粒,其余 9 名患者的动脉斑块中则检测不到金颗粒的迹象。
金颗粒在斑块中的可视化图像。标亮部分为组织中的扫描区域,绿-蓝色表示基线强度,红色表示高拉曼强度。图片来源:Miller et al.