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 n 上发表的研究显示与空气污染颗粒物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
早在即有研究n b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。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者相比不可同而语。
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。图片来源：m
阻塞血管的颗粒物
研究者们招募了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小时里研究人员采集了受试者的血样和尿样并在三个后再次采样。实验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分钟有些受试者的血液中就可以检测到金了。 小时后 个受试者中有人的血液中检测到金；吸入直径最小的小于等于纳米金颗粒的受试者尿液中出现金。 个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动脉中斑块形成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。
a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；b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：m
为了研究该现象是否发生在人类身上研究人员招募了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直径纳米小时之后休息小时再进行手术。研究人员在人的血液和另外人的尿液中检测到金这名患者术中切除的动脉斑块中均含有金颗粒其余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-蓝色表示基线强度无金颗粒红色表示高拉曼强度有金颗粒。图片来源：m
证据表明金颗粒似乎可以直接参与动脉阻塞形成但作者担心大气污染中的纳米颗粒危害可能更大。因为这些颗粒具有活性和毒性所以它们聚集在动脉壁上时会导致炎症加剧引起细胞应激反应从而使疾病恶化。这些颗粒如果聚集在体内其他炎症部位还可能影响癌症等其他疾病的病情。这可能也说明胎儿在孕期或许就已经暴露于纳米颗粒污染之中了。
这项由爱丁堡大学心血管学家主持的研究可能有助于我们更好地理解心血管健康同时找到将大气污染带来的健康风险降到最低的方法还有可能帮助制造商研发更安全的产品。
更好地理解纳米颗粒在身体中转移与积累的过程对环境和工程纳米颗粒的风险评估都至关重要。
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参考资料：
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