Ученые ТПУ изучают воздействие редкоземельных металлов на организм человека

Причины и пути попадания редкоземельных металлов (лантаноидов) в организм животных и человека и их влияние на него изучаются специалистами Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического университета (ТПУ), 17 мая сообщает пресс-служба вуза.

Совместное исследование ученых ТПУ и Тихоокеанского института географии Дальневосточного отделения РАН ведется в рамках проекта «Влияние литолого-геохимической специфики горных ландшафтов Сибири и Дальнего Востока на формирование элементного состава организма млекопитающих».

Исследование поддержано Российским научным фондом и продолжает ранее проведенную работу по изучению влияния литолого-химической специфики территории на элементный состав организма.

Ученые в ходе проводимой работы собирают и исследуют образцы растений, почв, горных пород и животных регионов Приморья, Алтая, Республики Саха на наличие в них лантаноидов — металлов с атомными номерами 57–71 в периодической таблице (от лантана до лютеция).

Ими уже установлено, что по органам и тканям животных лантаноиды распределяются неравномерно. При этом их дисбаланс в организме может вызывать патологию. Поэтому результаты проводимого исследования будут полезны для понимания причин возникновения некоторых заболеваний.

Актуальность изучения влияния редкоземельных металлов на окружающую среду, в том числе на организм человека, возросла в последнее время в связи с быстрым развитием нанотехнологий, которые широко используют эти металлы в электронике, автомобилестроении, оптике, сельском хозяйстве и медицине.

Ученые ТПУ анализируют существующие взаимосвязи редкоземельных металлов в компонентах природной среды — почвы, растений, горных пород, и организме млекопитающих.

Профессор отделения геологии Томского политеха Наталья Барановская пояснила: «Химический состав среды обитания в различных регионах разный, он формирует живые организмы. Доказано, что элементный состав организма меняется в зависимости от миграционных свойств химических элементов, форм их содержания в средах, геохимической специфики пород, формирующих состав вод, растений, употребляемых животными».

Отсюда, для выяснения влияния на живые организмы тех или иных химических элементов, возникает необходимость изучать их распространение в разных регионах. При этом важно проводить именно комплексное исследование компонентов природной среды, которое поможет понять существующие закономерности и механизмы попадания химических элементов в организм млекопитающих (а значит и человека) при взаимодействии с объектами природы.

Анализ образцов растений, почв, горных пород и животных для определения элементного состава исследователи ТПУ осуществляют с помощью масс-спектроскопии с индуктивно связанной плазмой, сканирующей электронной микроскопии и других высокотехнологичных методов, формируя на основе полученных результатов базу данных.

Ученые установили, что собранные ими образцы содержат редкоземельные металлы в ультрамикроскопических количествах. Наталья Барановская так прокомментировала полученные ими результаты:

«Ранее проведенные исследования показали, что на состояние живых организмов влияют не только химические элементы, но и их наноминеральные формы. Особенность лантаноидов заключается в том, что они легко встраиваются в клетки и образуют металл-органические компоненты, свойства которых еще не изучены. При этом наши совместные с коллегами из Сибирского государственного медицинского университета исследования по саркоидозу, а также исследования ученых из Индии говорят о том, что лантаноиды могут вызывать патологические процессы в организме».

Полученные в ходе исследований данные позволяют предполагать, что эти металлы приводят в живом организме к повышенной концентрации особой группы микробов, которые, в свою очередь, вызывают в нем дисбаланс различных процессов, влияющий на функции его органов и систем.

Также ученые установили, что редкоземельные металлы могут преодолевать плацентарный барьер, существующий между кровью матери и кровью плода в плаценте.

Исследователи отмечают, что их работа поможет понять механизм попадания лантаноидов в живые организмы, процесс их накопления и распределения в органах и тканях и влияния на этот процесс природного и техногенного факторов.

Решение этой задачи в дальнейшем послужит для разработки мер профилактики и лечения заболеваний людей и животных, вызванных присутствием в их организмах редкоземельных металлов.