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Les nanoparticles titaniques trouvés dans le brouillard enfumé de charbon et la boîte de frêne endommagent poumon dans les souris

Les scientifiques de tech de la Virginie ont découvert que les particules incroyablement petites d'un oxyde de titane exceptionnel et hautement toxique trouvé dans le brouillard enfumé de charbon et la boîte de frêne endommagent poumon dans les souris après une exposition unique, avec les dégâts à long terme se produisant en juste six semaines.

Les tests ont été dirigés par Irving Allen effarouché, un professeur avec l'université du Virginie-Maryland de la médecine vétérinaire, avec des collaborateurs de l'autre côté du tech de la Virginie et des chercheurs à l'université du Colorado, à l'université de la Caroline du Nord à Chapel Hill, à l'université est de la Caroline, et à l'université normale de Chine orientale à Changhaï. Les découvertes étaient récent publiées dans les frontières de tourillon scientifique en immunologie.

Elles suivent 2017 découvertes de geoscientist Michael Hochella de tech de la Virginie ce charbon brûlant -- quand de la fumée n'est pas captée par les filtres à extrémité élevé actuel trouvés dans des centrales des États-Unis -- émet les substances particulaires minuscules connues sous le nom de nanoparticles titaniques de suboxide dans l'ambiance. De tels nanoparticles ont été trouvés par l'équipe de Hochella des scientifiques en frêne rassemblé des rues de ville, trottoirs, et dans les étangs et les baies près des États-Unis et des villes chinoises.

Utilisant la souris modélise dans un réglage de laboratoire, ceux-ci les plus minuscules des nanoparticles -- aussi petit que 100 millionths d'un mètre -- est entré dans les poumons après avoir été inhalé. Une fois à l'intérieur des poumons, les nanoparticles ont rencontré des macrophages, les cellules défensives des poumons qui enferment et enlèvent des matières étrangères. Type, ces cellules protègent les poumons contre des agents pathogènes, tels que des bactéries et des virus. Mais contre ces nanoparticles, les macrophages hésitent.

Ils ne peuvent pas décomposer les nanoparticles titaniques, ainsi les cellules commencent à mourir, et des recrues de ce procédé plus de macrophages. Ces procédés commencent une boucle de contre-réaction par chaque rond des cellules mourantes se concentrant autour des nanoparticles. Mourir, nanoparticle-contenant des cellules commencent alors à effectuer des gisements dans les poumons et ces gisements posent des problèmes. Nous commençons à voir des chocs négatifs sur la fonction pulmonaire, et fondamentalement les poumons ne continuent pas à fonctionner correctement. »

Irving Allen effarouché, un membre du service des sciences biomédicales et du Pathobiology

Dans quel Allen appelle « une découverte saisissante, » son équipe a découvert des effets négatifs après seulement une exposition aux nanoparticles toxiques. Les dégâts à long terme des gisements peuvent apparaître dans seulement six semaines, soulevant des inquiétudes pour les villes fortement polluées. « Nous nous sommes rendus compte si quelqu'un est proche vivant une centrale, ou nous approchons d'une de ces sources brûlantes de charbon, elles ne seraient pas exposées à une dose unique, elles seraient exposées à ceci quotidiennement, » il a dit. « Nous également n'avons pas vu le jeu de poumon après une semaine, ainsi quand ces choses sont dans des vos poumons qu'elles restent là, et elles restons là pendant un laps de temps étendu. »

Plus ainsi, les poumons endommagés peuvent mener à une susceptibilité plus élevée au virus ou à l'infection bactérienne, et pourraient empirer des sympt40mes liés à l'asthme ou à la bronchopneumopathie chronique obstructive (COPD).

Cependant, les effets exacts de ces nanoparticles toxiques sur des êtres humains, d'autres animaux, végétation, et des circuits de refroidissement ne sont pas connus et n'exigent pas davantage d'étude par les chercheurs internationaux, Allen a dit.

Les « poumons de souris et d'être humain sont fonctionellement assimilés, mais anatomiquement différent d'un grand choix de voies subtiles, » Allen a ajouté. « Tandis que les études faites en cet article sont couramment utilisées aux troubles modèles de voie aérienne dans les gens, plus des caractéristiques cliniques directes sont nécessaires pour comprendre entièrement le choc humain de l'exposition à ces nanoparticles. »

Les nanoparticles titaniques de suboxide -- phases appelées de Magnéli par des chercheurs -- étaient par le passé rares pensés, ont trouvé sur terre en quelques météorites, d'un petit endroit de certaines roches au Groenland occidental, et de temps en temps dans des roches de lune. Cependant, Hochella, fonctionnant avec d'autres chercheurs en 2017, constaté que ces nanoparticles sont en fait répandus mondial du burning du charbon.

Selon l'étude plus tôt, publiée dans des transmissions de nature, presque tout le charbon contient des petites quantités du rutile ou de l'anatase de minerais, les deux les oxydes de titane de « normale, » naturels, et relativement inertes. Mais une fois brûlés, ces minerais convertissent en suboxide titanique. Les nanoparticles deviennent alors aéroportés si la centrale n'est pas équipée des trappes de pointe de particules, de ce type aux Etats-Unis. Pour des pays sans règlements stricts, les nanoparticles peuvent flotter loin dans des courants d'air localement, régionalement, et même mondial, Hochella a dit. (Il a ajouté que les Etats-Unis ont commencé la première fois à l'aide des dépoussiéreurs électrostatiques sur des piles de charbon pendant les années 1920.)

Les études tôt de biotoxicity par le groupe de Hochella avec des embryons de poissons de zèbre ont montré des signes de choc biologique négatif des nanoparticles, proposant le tort potentiel aux êtres humains. Maintenant, avec cette étude, la chance de la toxicité aux êtres humains est beaucoup plus grande. « Le problème avec ces nanoparticles est qu'il n'y a voie pas facile ou pratique d'éviter leur formation pendant le burning de charbon, » a dit Hochella, professeur émérite discerné par université des sciences de la terre avec l'université de tech de la Virginie de la Science, sur la version de l'étude plus tôt il y a deux ans.

Hochella et son équipe ont trouvé les nanoparticles titaniques de suboxide bien accidentellement tout en étudiant le mouvement en aval d'un frêne 2014 de charbon se renversent en rivière de Dan de la Caroline du Nord. Le groupe plus tard a produit les mêmes nanoparticles titaniques de suboxide en brûlant le charbon dans des simulations de laboratoire. Constructions potentielles de ce risque sanitaire sur des découvertes déterminées de l'Organisation Mondiale de la Santé : Plus de 3,3 millions d'en raison mondiaux de occurrence des morts prématurées par an de l'air pollué, et seule en Chine, 1,6 millions de morts prématurées sont prévu annuellement dus aux blessures cardiovasculaires et respiratoires de la pollution de l'air.

Ceci soulève des questions multiples : Les nanoparticles sont-ils absorbés par le fuselage par des autres moyens, tels que le contact avec les yeux ou la peau ? Peuvent-ils réussir à pénétrer leur la végétation - comprenant la nourriture - cependant pour souiller ? Si oui, quelles sont les implications sur le tractus gastro-intestinal ? Sont-elles présentes dans l'eau potable ? Si une souris remarque les dégâts à long terme à six semaines, que fait cette pose pour les êtres humains qui respirent l'air ?

Allen demande instamment que vérifiant le mouvement aux études humain-orientées.

« Nous avons recensé un seul polluant dans l'environnement, et nous avons montré qu'il y a une préoccupation potentielle de santé pour des êtres humains, de sorte que nous donne un biomarqueur que nous pouvons suivre plus attentivement, » il ait dit. « Nous devrions commencer à regarder ces substances particulaires plus attentivement pendant que nous nous rendons compte des risques pose de ces nanoparticles. Ce sont des questions qui doivent être posées. »

Ce circuit, tandis qu'évident, peut ne pas être si simple, moralement ou politiquement. Les scientifiques ne peuvent pas exposer les sujets d'expérience humains au brouillard enfumé de charbon ou les incinérer et aux nanoparticles toxiques. Par conséquent, un scénario susceptible : les scientifiques pourraient étudier ces particules en tissu de poumon humain des biopsies de poumon et des spécimens cliniques. Cependant, beaucoup de cliniciens ont été peu disposés à participer à cet effort dans on du risque de pays tout au plus. Allen a dit qu'une raison peut être la sensibilité que ces pays retiennent vers des éditions de qualité de l'air.

Source:
Journal reference:

McDaniel, D.K., et al. (2019) Pulmonary Exposure to Magnéli Phase Titanium Suboxides Results in Significant Macrophage Abnormalities and Decreased Lung Function. Frontiers in Immunology. doi.org/10.3389/fimmu.2019.02714.