Высокие уровни ртути связаны с определенными типами клеток в мозгу млекопитающих
Воздействие ртути (Hg) в большинстве химических форм чрезвычайно нейротоксично. Даже ученые, изучающие соединения ртути, подвергаются риску из-за потенциального воздействия ртути. Известный физик Майкл Фарадей пострадал от отравления ртутью из-за длительного воздействия паров ртути, из-за чего он прекратил свои исследования в возрасте 49 лет из-за ухудшения здоровья. Другой пример — химик-лаборант Карен Веттерхан, которая погибла в результате отравления диметилртутью после того, как несколько капель вылетели из пипетки и упали на одну из ее рук в латексных перчатках.
Многочисленные исследования были сосредоточены на воздействии и воздействии ртути, особенно на морских обитателей и морских существ. Хорошо известно, что людям следует ограничить потребление некоторых видов рыбы, например, тунца, из-за присутствия ртути. Однако возникает вопрос: могут ли ионы ртути достичь мозга наземных животных?
Доктор Юлия Пушкарь, профессор физики и астрономии в Научном колледже Университета Пердью, поначалу отнеслась к этому скептически. С 2008 года она ведет программу визуализации мозга в Университете Пердью. Ее группа, обладающая опытом в подготовке проб, измерениях и анализе данных, востребована исследователями в США и во всем мире, в том числе из Японии, а с недавних пор и из Австралии.
Исследовательской группе Пушкарь было поручено проверить наличие ртути в мозге мангустов, собранных на острове Окинава. Удивительно, но сканирование мозга выявило ртуть у этих агрессивных животных. Исследовательская группа усовершенствовала сканирование, достигнув разрешения в несколько десятков нанометров, чтобы наблюдать за пораженными клетками мозга. Их совместные выводы были недавно опубликованы в журнале Environmental Chemistry Letters.
Тайна того, как ртуть попадает в мозг мангуста, остается неразгаданной. Возможные источники включают воду, которую они пьют, птичьи яйца, которые они потребляют, воздействие минералов или даже воздух, которым они дышат. Но одно совершенно ясно: это очень плохой знак.
«Ртуть очень токсична при низких концентрациях, поскольку ртуть может связывать и влиять на функции основных биомолекул», — объясняет Пушкарь. «Эффективность детоксикации будет зависеть от константы поглощения и связывания внутри обнаруженных скоплений и потенциальной утечки из них в случае гибели клеток мозга. На данный момент не существует известного способа безопасного растворения этих агрегатов из тканей, и нет сообщений об обращении вспять отравления ртутью. Главный подход, который мы все должны принять, — избегать любых воздействий, особенно хронических, как в случае с Фарадеем».
«Я скептически относилась к возможности обнаружения ртути. Обычно нейротоксические элементы, даже если они попадают в мозг, присутствуют в сверхнизких концентрациях», — объясняет Пушкарь. «Мы отвезли эти образцы в усовершенствованный источник фотонов в Аргоннской национальной лаборатории, где мозг подвергли интенсивному рентгеновскому воздействию. Вопреки моему скептицизму, сигнал ртути присутствовал».
Сканируя образцы мозга, исследователи начали отслеживать области мозга, в которых, по-видимому, было более высокое содержание ртути. После трех лет исследований и пяти поездок в два национальных синхротронных центра (Advanced Photon Source в Аргоннской национальной лаборатории и NSLS-II в Брукхейвенской национальной лаборатории) исследователи теперь могут сообщить, что конкретные клетки головного мозга: клетки сосудистого сплетения (составляющие гематологический барьер спинномозговой жидкости)), а астроциты субвентрикулярной зоны содержат точки, богатые ртутью (размером ~0,5–2 мкм).
Команда исследователей считает, что эти клетки помогают фильтровать ртуть из крови и тканей мозга и хранить ее с помощью другого элемента, селена (Se). Какие именно Se-содержащие биологические молекулы связывают ртуть, еще предстоит выяснить.
Это открытие имеет важное значение для мониторинга окружающей среды среди наземных животных и предоставляет новые инструменты для отслеживания ртути в клетках головного мозга, потенциально влияющей на здоровье и безопасность человека.
«Деятельность человека приводит к выбросам 2000 метрических тонн ртутных соединений ежегодно, и мы до конца не понимаем, где в конечном итоге оказывается вся эта нейротоксичная ртуть», — говорит Пушкарь. «Большинство исследований до сих пор были сосредоточены на морской биоте (рыбы и киты), но, очевидно, затронуты и наземные виды. Мы ожидаем, что человеческий мозг реагирует на ртуть аналогичным образом через взаимодействие с клетками сосудистого сплетения и астроцитами. Однако мы не знаем, если в человеческом мозге достаточно селенсодержащих биомолекул, чтобы связываться с ртутью».
Обсудим?
Смотрите также:
