Ученые Инженерной школы природных
ресурсов Томского политеха совместно с коллегами из Тихоокеанского института
географии Дальневосточного отделения РАН изучают причины появления
редкоземельных металлов – лантаноидов – в живых организмах и их влияние на них.
Это одно из немногих исследований в России на данную тему. Ученые проводят
комплексное исследование образцов растений, почв, горных пород, животных
Приморья, Алтая, Республики Саха. Они уже выяснили, что организм
дифференцированно распределяет лантаноиды по органам и тканям животных, а их
дисбаланс может приводить к патологиям.
Исследование проводится при поддержке гранта
Российского научного фонда «Влияние литолого-геохимической специфики горных
ландшафтов Сибири и Дальнего Востока на формирование элементного состава
организма млекопитающих» (проекты № 20-64-47021 и № 20-67-47005) и является
продолжением работы, посвященной исследованию отражения литолого-химической
специфики территории в элементном составе организма. В перспективе полученные
результаты приблизят ученых-медиков к пониманию природы различных заболеваний.
Повышенный интерес к изучению редкоземельных
металлов в окружающей среде связан с активным развитием нанотехнологий. Это
приводит к широкому использованию данной группы химических элементов в
электронике, автомобилестроении, оптике, сельском хозяйстве, медицине, что
увеличивает вероятность проникновения лантаноидов в живые организмы. В том
числе в организм человека.
В рамках исследования ученые Томского политеха
совместно с коллегами из Тихоокеанского института географии Дальневосточного
отделения РАН рассматривают взаимосвязи редкоземельных металлов в комплексе
компонентов природной среды (почвы, растений, горных пород) и организме
млекопитающих.
«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. Поэтому необходимо
изучать разные регионы для выявления общих тенденций. Кроме того, важно
проводить комплексное исследование компонентов природной среды, чтобы понимать
закономерности и механизм попадания химических элементов в организм
млекопитающих при взаимодействии с объектами природы. В случае с человеком
механизм будет аналогичный», – поясняет профессор отделения геологии Томского
политеха Наталья Барановская.
Для определения элементного состава образцов
растений, почв, горных пород, животных ученые проводят анализы при помощи
масс-спектроскопии с индуктивно связанной плазмой, сканирующей электронной
микроскопии и других высокотехнологичных методов. На основе полученных
результатов составляется база данных. После чего проводится их сравнительный
анализ.
В ходе исследования ученые выявили содержание в
ультрамикроскопических количествах редкоземельных металлов в этих образцах.
«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. В частности, есть
предположение, что они способствуют концентрации особой группы микроорганизмов,
которые вызывают дисбаланс различных процессов и влияют на функции органов и
систем. Кроме того, на основании изучения образцов млекопитающих наша группа
выяснила, что редкоземельные металлы способны преодолевать плацентарный
барьер», – поясняет Наталья Барановская.
Исследование направлено на понимание механизмов
попадания лантаноидов в живые организмы, закономерностей их накопления и
распределения в органах и тканях, а также влияния на этот процесс природного и
техногенного факторов. Решение данной фундаментальной задачи в перспективе
может помочь в профилактике заболеваний людей и животных, вызванных
присутствием в их элементном составе редкоземельных металлов.
Источник: Национальный исследовательский Томский политехнический
университет.