Шановні колеги, вітаю Вас! Науковий семінар Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України «Актуальні проблеми сучасної біохімії» продовжує свою роботу. 14-го січня (вівторок) 2025 р. о 10-30 в Актовій залі Інституту будемо слухати доповідь мол. наук. співр. відділу структури і функції білка Інституту к.б.н. Арсенія Борисова «Сучасні уявлення щодо шкідливого впливу карбон-вмісних частинок повітря та їх взаємодії з іншими забруднювачами, зокрема важкими металами».
Традиційно до цього інформаційного листа додаю авторські тези доповіді.
При цьому повідомляю, що прийняти участь у роботі семінару можна буде й у дистанційному форматі відповідно до наступної адреси: https://meet.google.com/gem-rofq-nsz
Запрошую Вас та Ваших колег до участі у роботі нашого семінару.
З повагою - С.О.Костерін
24 грудня 2024 р.
Сучасні уявлення щодо шкідливого впливу карбон-вмісних частинок повітря та їх взаємодії з іншими забруднювачами, зокрема важкими металами
Арсеній Борисов, к.б.н., м.н.с. відділу структури і функції білка
Згідно з даними ВООЗ (2016), забруднення повітря частинками (РМ, particulate matter) є значним фактором ризику для здоров'я людини. Тверді частинки-забруднювачі, які потрапили до повітря, долають величезні відстані і розповсюджуються по всьому світу. Вони посідають восьме місце серед факторів, що збільшують рівень смертності в усьому світі, та є причиною занепокоєння медичної спільноти. Основними джерелами забруднення повітря карбон-вмісними частинками є вихлопи транспортних засобів, дим від спалювання деревини, вугілля, пластику та сміття. Негативні ефекти можуть бути спричинені безпосередньо РМ або токсичними сполуками, які на них адсорбуються.
Частинки-забруднювачі повітря можуть бути причиною розвитку серцево-судинних та легеневих захворювань. Наразі, епідеміологічні дослідження пов'язують забруднення повітря РМ із захворюваннями центральної нервової системи (ЦНС), такими, як, інсульт, хвороби Альцгеймера, Паркінсона та розлади розвитку нервової системи. Діти, а також особи старшого віку, які зазнають впливу забрудненого повітря, виявляють ознаки когнітивної дисфункції. Механізми, що лежать в основі патологій мозку, спричинених забрудненням повітря, до кінця не вивчені, але нейрозапалення, оксидативний стрес, та порушення мозкового кровообігу можуть бути першопричинами.
У наших дослідженнях показано, що частинки диму від згоряння деревини та пластику зумовлюють порушення ключових характеристик глутамат- та ГАМК (γ-аміномасляна кислота)-ергічної нейротрансмісії та оксидативного потенціалу в нервових терміналях головного мозку. Глутамат та ГАМК є ключовими збудливим та гальмівним нейромедіаторами в ЦНС, відповідно, порушення сигналювання яких є характерною ознакою неврологічних та нейродегенеративних захворювань, зокрема інсульту, хвороби Альцгеймера, склерозу, мозкової травми, епілепсії. Вплив забруднювачів повітря на ЦНС здійснюється безпосередньо, шляхом транспортування нанорозмірних частинок в ЦНС.
Суспендовані у воді тверді частинки диму антропогенного походження від згоряння одноразових медичних масок (поліпропіленові волокна) суттєво знижували початкову швидкість накопичення та акумуляції L-[14C]глутамату та [3H]ГАМК нервовими терміналями. Виявлено значне зниження вивільнення збуджуючих і гальмівних нейромедіаторів, L-[14C]глутамату та [3H]ГАМК, шляхом екзоцитозу, а також збільшення позаклітинного рівня цих нейромедіаторів під впливом диму від згоряння медичних масок у препаратах нервових терміналей. Доведено, що випадкова або навмисна утилізація відходів одноразових медичних масок шляхом спалювання, призводить до вивільнення нейроактивних нанорозмірних твердих часток у навколишнє середовище, сприяючи забрудненню повітря та водних ресурсів нанопластиком, а також розвитку та поширенню нейропатології.
Виявлено різноманіття інтерференції ефектів забруднювачів, а саме важких металів та твердих частинок диму, щодо впливу на ключові пресинаптичні процеси. Доведена реципрокна нейрологічна небезпека мультизабруднення кадмієм та свинцем з одного боку та твердими частинками диму від згоряння деревини тополі та медичних масок з іншого боку через порушення балансу збудження-гальмування та мембранного потенціалу нервових терміналей.
Доведено синергічний ефект міді та твердих частинок диму на ключові пресинаптичні процеси та нейрологічну загрозу від мультізабруднення через порушення балансу збудження-гальмування, мембранного та мітохондріального потенціалу, закислення синаптичних везикул та генерацію АФК. Розповсюдження нейрологічних захворювань, які є третьою за поширеністю причиною інвалідності та передчасної смерті в ЄС за даними журналу Lancet Public Health, може бути результатом недооціненого синергічного нейротоксичного впливу міді та карбон-вмісних частинок диму на нервову систему.