March 27th, 2011

По поводу "доказаной" безвредности фильтров Петрика

ГРАФЕН

Цитотоксичность графена и нанотрубок - форма важнее содержания

В последнее время появляется всё больше работ, посвященных различным применениям графена. Ученые, работающие в области биомедицины, тоже надеются использовать его замечательные свойства. Одна из идей – доставка белков для реконструкции нейронов и восстановления нервной системы. Это необходимо для борьбы с таким тяжелым недугом как болезнь Альцгеймера. Однако токсичность и биологическая активность графена до сих пор не были изучены. Первые результаты опубликовали учёные из

National Center for Toxicological Research и Univ. of Arkansas (США) [1]. Они оценили in vitro токсичность графена в отношении клеток PC12 (часто используемых в качестве модели нейронов мозга) и сравнили с воздействием углеродных нанотрубок. Плёнки графена, состоящие из 3-5 слоёв, были получены RF-CVD методом с катализатором Fe-Co/MgO. Одностенные углеродные нанотрубки (ОСНТ) диаметром 0.8-1.2 нм тоже были синтезированы с использованием метода RF-CVD и Fe-Co/MgO катализатора (рис. 1).

 




 
Рис. 1. TEM изображения графеновых плёнок и ОСНТ, используемых в работе [1].

 

Как известно, наноматериалы могут вызывать апоптоз и некроз* клеток. Для того чтобы разобраться в механизме клеточной смерти, возможной под воздействием графена, исследователи [1] проследили за изменениями двух важных ферментов - лактатдегидрогеназы (ЛДГ), маркера некроза клеток, и каспазы, индикатора апоптоза. Кроме того, они оценили метаболическую активность клеток РС 12 и генерацию активных форм кислорода (АФК), вызывающих окислительный стресс (рис. 2).

 





Рис. 2. Схема исследований

  Результаты продемонстрировали, что изменения этих показателей под действием графена и ОСНТ, имеющих одинаковый химический состав и кристаллическую структуру, сильно отличаются. Это тот самый случай, когда форма важнее содержания – токсичность напрямую связана с формой наноматериала. Так, например, ОСНТ вызвали резкое повышение уровня ЛДГ (показателя повреждения клеточной мембраны и некроза клеток), рис. 3. При воздействии графена уровень ЛДГ превысил контрольную величину только для самой высокой концентрации (100 мкг/мл), да и то лишь после 24 ч инкубации.

Рис. 3. Изменение ЛДГ, маркера повреждения клеток (% к контролю),
от концентрации наноматериалов [1].

Очевидно, ОСНТ сильнее повреждают клеточные мембраны из-за своей “игольчатой” формы. Микроскопические наблюдения изменений морфологии клеток под воздействием графена подтвердили, что клеточные мембраны не повреждаются, хотя на поверхности клеток и образуются агрегаты.

Оценка метаболической активности показала, что при концентрациях ~ 0.1 мкг/мл токсичность графена несколько выше, чем ОСНТ, при бóльших концентрациях – наоборот.

Механизм токсичного воздействия графена, по-видимому, связан с окислительным стрессом, т.к. при большой концентрации наноматериала или средней концентрации, но длительной инкубации, наблюдается генерация АФК. Активность каспазы зависит от времени воздействия, что свидетельствует об апоптозе (но слабом).

Экспериментальных данных ещё явно недостаточно для того, чтобы делать окончательные выводы, но одно ясно – в малых дозах (0.01 мкг/мл) графен можно использовать без опаски, т.к. для этой концентрации изменений ни в одном из четырёх исследованных показателей токсичности обнаружено не было. Авторы [1] полагают, что графен может стать ключевым наноматериалом при лечении нейродегенеративных заболеваний.

________________

*Апоптоз и некроз – два вида клеточной смерти. Апоптоз – генетически запрограммированное контролируемое устранение клеток, защитный механизм; некроз обусловлен повреждением клеточной мембраны, нарушением целостности клетки, осуществляется быстро и неуправляемо.

О.Алексеева

MIX
  • 1_st

"ЗОЛОТАЯ ПРОПОРЦИЯ" в органическом мире

 Пытаюсь найти ответ, почему при росте веток очередной выброс сегмента соответствует "золотой пропорции", но все статьи о "золотом сечении" посвящены только констатации этого факта.
Принцип возникновения "золотой пропорции" объясняется только на примере волновых колебаний и не нуждается в объяснении при возникновении в спиралях, но трудно понять смысл членения сегментов животных и растений по "золотому сечению" .
Наверное, самым логичным было объяснить это "динамической симметрией" под действием гравитации, но так как "золотое сечение" есть в космосе, то imho, гравитация не является фактором.

И может кто-нибудь знает, почему пропорцию "золотого вурфа", встречающуюся в трехчленных частях, часто выражают пропорцией 1,3, употребляя при этом выражение "соотношение по золотому сечению"?