Новое исследование подтверждает, что токсичные металлические наночастицы, загрязняющие воздух, проникают внутрь важнейших, производящих энергию структур в сердцах людей, живущих в загрязненных городах, вызывая сердечный стресс.
Используя современную электронную микроскопию, ученые показали, что крошечные металлические наночастицы проникают внутрь митохондрий сердечной ткани, повреждая эти важнейшие электростанции, которые обеспечивают сердце энергией.
Исследовательская группа, возглавляемая профессорами Барбарой Махер из Ланкастерского университета и Лилиан Кальдерон-Гарсидуэньяс из Университета Монтаны и Университета Валье-де-Мексико, обнаружила металлические наночастицы, в том числе наночастицы, богатые железом, и другие металлы, полученные из загрязнения, такие как титан. , внутри поврежденных сердечных клеток 26-летнего и даже трехлетнего малыша.
Сердца были удалены у людей, погибших в результате несчастных случаев и живших в сильно загрязненном Мехико.
Полученные данные проливают новый свет на то, как загрязнение воздуха может вызвать развитие сердечных заболеваний, поскольку частицы, богатые железом, были связаны с повреждением клеток и усилением сердечного оксидативного стресса даже в этих очень молодых сердцах.
Повторное вдыхание этих богатых железом наночастиц и их циркуляция кровотоком к сердцу может объяснять хорошо установленную связь между воздействием загрязнения воздуха твердыми частицами и учащением сердечно-сосудистых заболеваний, включая сердечные приступы. Исследование показывает, что сердечно-сосудистые заболевания могут начаться в очень раннем возрасте, а в более позднем возрасте перейти в полноценное сердечно-сосудистое заболевание. Таким образом, этот тип загрязнения воздуха может быть причиной "тихая эпидемия" сердечных заболеваний на международном уровне. Вызывая ранее существовавшие сердечные заболевания, он также может быть причиной некоторого повышения уровня смертности от COVID-19, наблюдаемого в районах с высоким уровнем загрязнения воздуха твердыми частицами.
Профессор Махер сказал, "Давно известно, что люди с высоким уровнем загрязнения воздуха твердыми частицами испытывают повышенный уровень и тяжесть сердечных заболеваний. Наша новая работа показывает, что богатые железом наночастицы из-за загрязнения воздуха могут попадать прямо в миллионы сердечных митохондрий, структур, которые генерируют энергию, необходимую для того, чтобы наше сердце могло правильно перекачивать кровь. То, что мы обнаружили эти металлические частицы в сердце даже трехлетнего ребенка, указывает на то, что болезнь сердца может начаться в раннем возрасте, а ее клинические последствия проявляются только в более позднем возрасте. Очень важно сократить выбросы сверхмелкозернистых частиц из наших автомобилей и из промышленности, прежде чем мы передадим болезни сердца и следующему поколению."
Исследователи, используя просвечивающую электронную микроскопию высокого разрешения и энергодисперсионный рентгеновский анализ, обнаружили, что митохондрии, содержащие богатые железом наночастицы, оказались поврежденными, при этом некоторые клетки демонстрируют деформации, а другие – разорванные мембраны. Профессор Кальдерон-Гарсидуэньяс заявил, что повышенные уровни маркеров сердечного оксидативного стресса присутствуют в очень молодых обследованных случаях.
Богатые железом наночастицы, обнаруженные внутри клеток сердца, идентичны по размеру, форме и составу тем, которые испускаются из таких источников, как выхлопные газы, шины и тормоза транспортных средств. Эти наночастицы загрязнения воздуха также испускаются промышленными источниками, а также открытыми пожарами в домах.
Некоторые из богатых железом наночастиц также обладают сильными магнитными свойствами. Это вызывает опасения по поводу того, что может произойти, когда люди с миллионами этих наночастиц в своем сердце будут использовать устройства с соответствующими магнитными полями, такие как фены и мобильные телефоны. Люди, которые работают в отраслях, где они подвергаются воздействию магнитных полей, например сварщики и инженеры по линиям электропередач, также могут подвергаться риску. Такое воздействие потенциально может привести к электрической дисфункции сердца и повреждению клеток.
Исследование основано на предыдущих выводах исследователей, показывающих, что сердца городских жителей содержат миллиарды этих наночастиц и могут быть в 10 раз более загрязнены, чем сердца людей, живущих в менее загрязненных местах.
Исследователи говорят, что их исследование подчеркивает необходимость того, чтобы правительства всего мира боролись с загрязнением ультрамелкодисперсными частицами в своих городах.
Профессор Кальдерон-Гарсидуэньяс сказал, "Воздействие такого загрязнения воздуха является изменяемым фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний в глобальном масштабе, что усиливает острую необходимость в индивидуальных и государственных действиях, а не только по сокращению PM2.5, но для мониторинга, регулирования и сокращения выбросов этих специфических ультратонких компонентов коктейля загрязнения городского воздуха.’"
Исследование подробно описано в статье "Богатые железом наночастицы загрязнения воздуха: непризнанный экологический фактор риска митохондриальной дисфункции миокарда и сердечного оксидативного стресса," который был опубликован в Интернете журналом Environmental Research.