تبلیغات
انجمن پزشکان جوان - آیا نانوذرات به سلامتی انسان آسیب می‌رسانند؟
انجمن پزشکان جوان

پزشک باید بداند تندرستی انسان را چگونه نگه دارد.بیماری او را چگونه زایل کند و اسباب هر دو را چطور فراهم نماید.

آیا نانوذرات به سلامتی انسان آسیب می‌رسانند؟

شنبه 7 آذر 1388

فناوری‌های نانو در زمینه‌های گوناگونی همچون توسعه داروها، آلودگی‌زدایی آب‌ها، فناوری‌های ارتباطی و اطلاعاتی تولید مواد مستحكم‌تر و سبك‌تر دارای مزایای بالقوه می‌باشند. در حال حاضر شركت‌های زیادی نانوذرات را به شكل پودر، اسپری و پوشش تولید می‌‌كنند كه كاربردهای زیادی در قسمت‌های مختلف اتومبیل، راكت‌های تنیس، عینك‌های آفتابی ضدخش، پارچه‌های ضدلك، پنجره‌های خود تمیزكن و صفحات خورشیدی دارند.

 اما اثرات افزایش بیش از حد تولید و استفاده از نانومواد در سلامت كاركنان و مصرف كننده‌ها، سلامت عمومی و محیط زیست باید به دقت مورد توجه قرار گیرد. از آنجایی كه فرآیند رشد و واكنش‌های شیمیایی كاتالیستی در سطح اتفاق می‌افتند، یك مقدار مشخصی از ماده در مقیاس نانومتری بسیار فعال‌تر از همان مقدار ماده با ابعاد بزرگ‌تر می‌باشد. این ویژگی‌ها ممكن است بر روی سلامتی و محیط زیست اثرات منفی داشته و منجر به سمیت زیاد نانوذرات شوند.

 همزمان با توسعه دانش ما در مورد مواد در مقیاس‌نانو و افزایش توانایی كار كردن با ساختارها در این مقیاس، فناوری‌نانو رفته رفته گسترش یافته و سرمایه‌گذاری جهانی در این زمینه نیز افزایش می‌یابد. فناوری‌های نانو در زمینه‌های گوناگونی همچون توسعه داروها، آلودگی‌زدایی آب‌ها، فناوری‌های ارتباطی و اطلاعاتی تولید مواد مستحكم‌تر و سبك‌تر دارای مزایای بالقوه می‌باشند. در حال حاضر شركت‌های زیادی نانوذرات را به شكل پودر، اسپری و پوشش تولید می‌‌كنند كه كاربردهای زیادی در قسمت‌های مختلف اتومبیل، راكت‌های تنیس، عینك‌های آفتابی ضدخش، پارچه‌های ضدلك، پنجره‌های خود تمیزكن و صفحات خورشیدی دارند. تعداد این شركت‌ها روز به روز در حال افزایش است.

محدوده اندازه ذراتی كه چنین علاقه‌مندی را به خود جلب كرده است، عموما كمتر از 100 نانومتر است. برای داشتن تصوری از این مقیاس لازم به ذكر است كه موی انسان دارای قطر 10000 تا 50000 نانومتر، یك سلول قرمز خونی دارای قطر حدود 5000 نانومتر و ابعاد یك ویروس بین 10 تا 100 نانومتر است. با كاهش اندازه ذرات، نسبت تعداد اتم‌های سطحی به اتم‌های داخلی افزایش می‌یابد. به عنوان مثال درصد اتم‌های سطحی یك ذره با اندازه 30 نانومتر، 5 درصد است، در حالی كه این نسبت برای یك ذره با اندازه 3 نانومتر، 50 درصد می‌باشد.

بنابراین نانوذرات در مقایسه با ذرات بزرگ‌تر نسبت سطح به وزن بسیار بزرگ‌تری دارند. با كاهش اندازه ذرات به یك دهم نانومتر یا كمتر، اثرات كوانتومی پدیدار می‌شوند و این اثرات، می‌تـوانـند به مقـدار زیــادی ویـژگی‌هـای نــوری، مغـناطیسی و الكتـریكی مواد را تغییر دهند. از طریق پی‌گیری ساختار مواد در مقیاس نانو، امكان طراحی و ساخت مواد جدید با ویژگی‌های كاملا نو به وجود می‌آید. تنها با كاهش اندازه و ثابت نگهداشتن نوع ماده، ویژگی‌های اساسی از قبیل هدایت الكتریكی، رنگ، استحكام و نقطه ذوب ماده (كه معمولا برای هر ماده مقدار ثابتی از آنها را در نظر می‌گیریم) می‌تواند تغییر كند.

در حال حاضر نانوذراتی كه به طور ناخواسته، از طریق فرآیندهای احتراق انجام شده جهت تولید انرژی یا در اتومبیل‌ها، فرآیندهای خوردگی مكانیكی و یا فرآیندهای صنعتی معمول به وجود می‌آیند، بیش از تولید صنعتی نانوذرات بر محیط زیست و زندگی انسان تاثیر می‌گذارند. اما اثرات افزایش بیش از حد تولید و استفاده از نانومواد در سلامت كاركنان و مصرف كننده‌ها، سلامت عمومی و محیط زیست باید به دقت مورد توجه قرار گیرد. از آنجایی كه فرآیند رشد و واكنش‌های شیمیایی كاتالیستی در سطح اتفاق می‌افتند، یك مقدار مشخصی از ماده در مقیاس نانومتری بسیار فعال‌تر از همان مقدار ماده با ابعاد بزرگ‌تر می‌باشد. این ویژگی‌ها ممكن است بر روی سلامتی و محیط زیست اثرات منفی داشته و منجر به سمیت زیاد نانوذرات شوند.

تنفس نانوذرات

خطرات احتمالی نانوذراتی كه در هوا پخش شده‌اند، یعنی آئروسل‌ها از اهمیت بیشتری برخوردارند. این قضیه به دلیل تحرك بالای آنها و امكان جذب آنها از طریق ریه، كه راحت‌ترین مسیر ورود به بدن می‌باشد، اهمیت پیدا می‌كند. اندازه ذرات تا حدزیادی تعیین‌كننده محل نشست این ذرات در دستگاه تنفسی می‌باشد. به خاطر راحت‌تر شدن كار، دستگاه تنفسی را به سه قسمت ناحیه‌ای و كاركردی تقسیم می‌‌كنیم:

1- مسیر‌های هوایی بالایی،

2- ناحیه نایژه‌ها، كه هر دوی آنها به وسیله لایه موكوس حفاظت می‌شوند. در اینجا ذرات بزرگ‌تر، از طریق نشستن بر روی دیواره مسیر هوایی، از هوای ورودی به ریه جدا می‌شوند. حركات مژه‌های این قسمت، خلط را به سوی گلو بالا برده و از آنجا یا در اثر سرفه خارج و یا بلعیده می‌شوند. ذرات كوچكتر (كوچكتر از 2.5 میكرومتر) و نانوذرات ممكن است وارد كیسه‌های هوایی شوند، كه ناحیه مبادله گاز در ریه می‌باشند. جهت تسهیل جذب اكسیژن و دفع دی‌اكسید كربن، تمام غشاها و سلول‌ها در این قسمت از ریه، نازك و آسیب‌پذیر بوده و هیچ‌گونه لایه حفاظتی ندارند. تنها مكانیسم حفاظتی در این قسمت از طریق ماكروفاژها می‌باشد.

3- ماكروفاژها سلول‌های بزرگی هستند كه اشیای خارجی را بلعیده و از طریق جابه‌جا كردن آنها، به عنوان مثال به سوی گره‌های لنفاوی، آنها را از كیسه‌های هوایی خارج می‌كنند. نانوذرات تا حد زیادی از این سیستم حفاظتی رها شده و می‌توانند وارد بافت‌های تنفسی گردند. ذرات و الیاف باقی‌مانـده می‌تواننـد با بافت‌های مخاطی ریوی بر هم كنش داده و منجر به ایجاد التهاب شدید، زخم و از بین رفتن بافت‌های ریوی گردند. این وضعیت ریه‌ها شبیه حالت به وجود آمده در بیماری‌هایی همچون بیماری باكتریایی ذات‌الریه، یا بیماری‌های ریوی صنعتی مهلك همانند سیلیكوسیس یا آزبستوسیس می‌باشد.

سیلیكوسیس و آزبستوسیس

با وجودی كه بیماری‌های سیلیكوسیس و آزبستوسیس از طریق نانوموادی كه به روش تكنیكی تولید شده‌اند به وجود نمی‌‌آیند، اما منشا ایجاد این بیماری‌ها، تنفس موادی شبیه نانوذرات است كه اطلاعات قدیمی در مورد اثرات زیان‌بخش آنها بر روی سلامتی وجود دارد. سیلیكوسیس زمانی ایجاد می‌شود كه گرد و غبار حاوی سیلیس به مدت طولاتی به درون ریه تنفس شود. سیلیس بلوری برای سطح بیرونی ریه سمی می‌باشد. زمانی كه سیلیس بلوری در تماس با ریه قرار می‌گیرد اثرات التهابی شدیدی به وجود می‌آید. در مدت زمان طولانی این التهاب باعث می‌شود تا بافت ریه به طور برگشت‌ناپذیری آسیب‌دیده و ضخیم شود كه این پدیده به نام فیبروسیس نامیده می‌شود.

سیلیس بلوری عموما در ماسه‌سنگ، گرانیت، سنگ لوح، زغال سنگ و ماسه سیلیسی خالص وجود دارد. بنابراین افرادی همچون كارگران كارخانه‌های ذوب فلزات، سفال‌گران و كارگرانی كه با ماسه كار می‌كنند، در معرض خطر قرار دارند. سیلیس بلوری از سوی سازمان بهداشت جهانی به عنوان یك ماده سرطانزا معرفی شده است.

الیاف پنبه نسوز دارای طول چند میكرومتر می‌باشند و در نتیجه جزء نانومواد قرار نمی‌گیرند. با این‌ حال جزء ذرات و الیاف مجموعه امراض شغلی قرار می‌گیرند. پنبه نسوز یك فیبر معدنی طبیعی است كه در بیش از 3000 ماده ساختمانی و محصول تولید شده به كار گرفته شده است. تمام انواع پنبه نسوز تمایل به خرد شدن به الیاف بسیار ریز دارند.

به دلیل كوچك بودن، این الیاف پس از پخش شدن در هوا ممكن است به مدت چند ساعت یا حتی چند روز معلق بمانند. الیاف پنبه نسوز تخریب‌پذیر نبوده و در طبیعت پایدار می‌باشند. این الیاف در مقابل مواد شیمیایی پایدار هستند، تبخیر نمی‌شوند، در آب حل نمی‌شوند و در طول زمان تجزیه نمی‌گردند. پنبه نسوز موجب ایجاد سرطان ریه و مزوتلیوما می‌شود كه نوعی تومور خطرناك غشایی است كه ریه را می‌پوشاند .

آلودگی ذره‌ای هوا در مشاغل دیگری همچون تولید و فرآوری كربن سیاه و الیاف مصنوعی نیز موجب ایجاد نگرانی می‌شود.

آلودگی ذره‌ای هوا

آلودگی هوا مخلوط كمپلكسی از تركیبات مختلف در فاز گاز، مایع و جامد است. خود مواد ذره‌ای مخلوطی ناهمگن از ذرات معلق هستند كه تركیب شیمیایی و اندازه آنها متفاوت است. در مطالعات اپیدمی‌شناسی، انواع مختلفی از آلودگی‌های ذره‌ای هوای معـرفی شـده‌اند كـه از آن جمـله میـتـوان بـه TPS (مجموع مواد معلق) و PM 10 (مواد ذره‌ای با قطر موثر آئرودینامیك كمتر از 10 میكرومتر) اشاره كرد. در سال‌های اخیر مطالعات زیادی در زمینه مواد ذره‌ای ریز PM 2.5 (ذراتی با قطر آئرودینامیك كمتر از 2.5 میكرومتر) و فوق ریز (ذرات با قطر كمتر از 100 نانومتر) انجام گرفته است.

با وجودی كه میزان خالص آلودگی‌ ذره‌ای هوای شهری (یعنی مقدار PM 2.5)، با كم شدن نشر ذرات از صنایع و مراكز تولید انرژی كاهش یافته است، غلظت ذرات فوق‌ریز ناشی از ترافیك افزایش یافته است. هر چند غلظت این ذرات كوچك معمولاً مهمتر است اما سهم آنها معمولاً پایینتر از غلظت كل است. بنابراین اندازه‌‌گیری توزیع اندازه ذرات تا چند نانومتر ، برای توصیف ذرات پخش‌شده از ترافیك ضروری است.

با توسعه روش‌های اندازه‌گیری آثار روشن‌تری از ذرات با اندازه كوچك‌تر مشاهده گردید. با این‌حال، بسیاری از مطالعات هنوز ادامه دارند و تعداد بسیار كمی از آنها تاكنون به نتیجه رسیده‌اند. پیشنهاد شده است كه اثرات زیان‌آور آلودگی ذره‌ای هوا به طور عمده به غلظت ذرات كوچك‌تر از 100 نانومتر ارتباط دارد و به غلظت جرمی ذرات بزر‌گ‌تر بستگی چندانی ندارد. بنابراین معقول به نظر می‌رسد كه اطلاعات به دست آمده از اپیدمی‌شناسی محیطی را با داده‌های حاصل از مطالعات سم‌شناسی انجام گرفته بر روی حیوانات و یا سایر داده‌های تجربی تركیب نماییم.

مطالعات اپیدمی‌شناسی زیادی ثابت كرده‌اند كه ارتباط مستقیمی بین افزایش مقطعی مواد ذره‌ای و افزایش بیماری و مرگ و میر ناشی از نارسایی‌های قلبی و عروقی وجود دارد. بیماران مسن‌تری كه سابقه بیماری‌های قلبی و یا تنفسی دارند و همچنین بیماران دیابتی، در معرض خطر بیشتری قرار دارند.

مدارك تجربی، مكانیسم‌های بیولوژیكی محتملی همچون تحریك دستگاه تنفسی و فشار اكسیدی جهازی را نشان می‌دهند. در نتیجه این تحریك‌ها، مجموعه‌ای از پاسخ‌های زیستی همانند موارد زیر ممكن است ایجاد شوند:

تغییر جریان خون به نحوی كه موجب ایجاد انعقاد در قسمتی از رگ‌های خونی گردد، به هم خوردن آهنگ ضربان قلب، عملكرد نادرست و بحرانی رگ‌ها، ناپایداری پلاكت‌های خونی، و در طولانی مدت توسعه تصلب شرایین، التهاب مزاجی و ریوی ناشی از ذرات، تصلب شرایین تسریع شده و عملكرد تغییر یافته ارادی قلب.

این موارد ممكن است بخشی از عوامل زیستی باشند كه آلودگی ذره‌ای هوا را به مرگ و میر ناشی از بیماری‌های قلبی ارتباط می‌دهند. همچنین نشان داده شده است كه نشست ذرات در كیسه‌های هوایی شش‌ها منجر به فعال شدن تولید سیتوكین به وسیله ماكروفاژها و سلول‌های اپیتلیال كیسه‌های هوایی گشته و موجب التهاب سلول‌ها می‌شود. در نمونه‌هایی كه به طور تصادفی از میان بزرگسالان سالم در معرض آلودگی ذره‌ای هوا انتخاب شده بودند، افزایش ویسكوزیته پلاسما، فیبرینوژن و پروتئین فعال C مشاهده گردید.

خلاصه و چشم‌انداز بحث

در مجموع مدارك بسیار زیادی حاصل از مطالعات اپیدمی‌شناسی وجود دارد كه اثرات زیان‌آور ذرات فوق‌ریز را بر روی سلامتی نشان می‌دهند. همچنین از مدت‌ها پیش مدارك زیادی مبنی بر زیان‌آور بودن تنفس ذرات قابل تنفس در محیط‌های كاری وجود دارد. به طور كامل مشخص نیست كه این مسائل به نانومواد ساخت بشر مربوط است یا نه. با این حال منطقی آن است تا زمانی كه بر اساس مطالعات بیشتر اپیدمی‌شناسی، همچنین مطالعات انجام شده بر روی حیوانات، اثرات زیان‌آور این نانومواد كاملا مشخص نشده است، از این داده‌ها چشم‌پوشی نكنیم.

در حال حاضر هیچ قانونی در مورد تولید و كاربرد نانومواد برای سلامتی كاركنان و مصرف‌كنندگان و همچنین برای مسائل زیست‌محیطی وجود ندارد. همچنین در زمینه قانون‌گذاری برای مواد شیمیایی، هیچ گزینه‌ای برای اندازه ذرات در هنگام ثبت یك ماده مدنظر قرار نمی‌گیرد.

پیش از انجام هرگونه قانون‌گذاری در زمینه نانومواد، باید اطلاعات بسیار زیادی راجع به اثرات فرآیندها و محصولات نانو، بر روی سلامتی انسان و همچنین محیط زیست به دست آید. اما حتی با در نظر گرفتن عدم قطعیت علمی موجود، شواهد كافی برای انجام اقدامات پیشگیرانه در محیط‌های كاری و بسته وجود دارد.


Can you get taller with yoga?
سه شنبه 17 مرداد 1396 05:37 ق.ظ
Spot on with this write-up, I actually believe this web site needs a lot more attention. I'll probably be returning to read through more, thanks for the info!
BHW
پنجشنبه 31 فروردین 1396 06:01 ق.ظ
I've learn some just right stuff here. Definitely price
bookmarking for revisiting. I wonder how so much effort you place to make such a fantastic informative site.
masoo
پنجشنبه 3 دی 1388 03:44 ب.ظ
kheili mamnon.
toye prozham kheili tasir dasht.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


فهرست وبلاگ
پیوندهای روزانه
آرشیو
نویسندگان
پیوندها
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
جستجو
آخرین پستها