Solunan nanopartiküller akciğerde birikebilir ve daha sonra beyin,
karaciğer ve dalak gibi diğer organlara ve muhtemelen gebe kadınlarda fetusa
gidebilir. Bazı malzemelernanopartiküller şeklinde solunduğunda toksik hale
gelebilir. Solunan nanopartiküller akciğer iltihabına ve kalp sorunlarına
neden olabilir.
|
Solunan Partiküller
Hava kirliliğinin bir bileşeni olan partiküllü maddenin
insan sağlığına etkisi olan rolü bilinmektedir. Ortam partikülat hava
kirliliğinin, kardiyovasküler hastalık ve ölüm ile istatistiksel olarak
ilişkili olduğu bulunmuştur.
Nanopartiküllerin sayısıyla kütle arasında güçlü bir ilişki
olduğunu gösterilmiştir. Maruziyet-doz ilişkileri zamana ve yere bağlıdır ve
epidemiyolojik çalışmalar uygun ölçümün olmaması nedeniyle engellenmektedir.
Yanma kaynaklı partiküllerin olumsuz sağlık etkilerinde bir itici güç olduğuna
dair kanıtlar vardır.
Solunan partiküllerin dozunun tahmin edilmesi için, bölgesel
depolanma, alıkonma, çözünürlük, yeniden dağılım, dolaşımdaki translokasyon,
metabolizma, belirli organlarda birikme ve idrar ve dışkı yoluyla atılım
yolları dahil olmak üzere çeşitli mekanizmaların bilinmesini gerektirir.
Partikül birikimini kontrol eden veya etkileyen faktörler, partikül
karakteristiklerini, solunum yollarını ve solunum şekli gibi ventilasyonun
bireysel özelliklerini içerir.
Şekil-1: Sağlıklı bir yetişkinde, çapın fonksiyonu olarak partikül
birikiminin monotonik olmayan ilişkileri
Şekil 2. Pulmoner bölgede (akciğerler) biriken çözünmeyen partiküller
için bilinen ve asılı mekanik boşluk yollarının diyagramı
Solunan partikülat madde, Şekil 1'de gösterilen bir modelde
tarif edildiği gibi partikül büyüklüğüne bağlı olarak insan solunum sistemi
boyunca (gırtlak, burun, trakeobronşiyal ve diş yuvaları bölgeleri)
biriktirilebilir. 100 nm'den küçük partiküllerin fraksiyonel çökelme verimi,
pulmoner bölgelerde (akciğer) % 30 ile 70 arasındadır. Azalan partikül boyutu
diş yuvaları birikiminde büyük bir artışa neden olur.
Pulmoner bölgedeki çözünmeyen partiküllerin mekanik klirensi
için genel yollar Şekil 2'de verilmiştir. Solunum yolunda birikimden sonra,
nanopartiküllerin translokasyonu potansiyel olarak akciğer interstisyumu,
beyin, karaciğer, dalak ve hamile kadınlarda muhtemelen fetüste meydana
gelebilir.
Solunum
Toksisitesi için Deneysel Kanıt
Havadaki partikül toksisitesinin değerlendirilmesi için
çeşitli model nanopartikülat malzemeler kullanılmıştır. Bunlar arasında
polistiren, titanyum dioksit, karbon siyahı, kobalt, nikel ve lateks
bulunmaktadır.Fareler, eşit bir konsantrasyona maruz kaldıklarında, titanyum
dioksitin nanopartiküllerin, ince TiO2'den daha fazla bronkoalveolar
enflamasyona neden olduğu görülmüştür. Nanopartikülat polistiren için de benzer
sonuçlar elde edilmiştir.
Bu çalışmalar, toksisiteleri düşük olan malzemelerin,
nanopartiküllerini içeren formülasyonlarda uygulandığında toksik olabileceğini
göstermektedir. Bu partiküller düşük çözünürlükte ise, bu etki sadece inhale
edilen dozun artan yüzey alanına bağlı olabilir. Nanoskalalı ve ince karbon
siyahı ve lateks partiküllerinin düşük dozları için benzer sonuçlar elde
edilmiştir.
Nikel nanopartiküller için, daha büyük boyutlu nikele
kıyasla, artmış akciğer enflamasyonu ve toksisitesi gözlenmiştir. Bu nedenle,
inhalasyona maruziyet için, nanopartiküllerin aynı kimyasal bileşimin daha
büyük partiküllerine kıyasla daha fazla toksisite gösterebileceği sonucuna
varılabilir. Nanopartikülat Ni nanopartikülat TiO2 en az toksik olan,
nanopartikülat Ni nanopartikülat Co daha toksiktir. Toksisitenin sıralaması,
malzemelerin, plazmid DNA'ya serbest radikal hasarını indükleme kabiliyetine
yansımış olup, bu da serbest radikal oluşumunun, toksisitede gözlenen bu
farklılıkların altında kaldığını gösterir.
Ultraince
Partiküller (UFP)
Ultra ince partiküller, nanoboyutlu partikülatlardır. Ortam
hava kirliliğine neden olan partiküllerle ilgili standartlar, PM10 ve
PM2.5 partikül sınıflarından çok daha küçük olan ve daha agresif
sağlık etkilerine sahip olduğuna inanılan bu boyut sınıfındaki partikülleri
kapsamaz.
UFP'ler karbon bazlı veya metalik olarak iki grupta
toplanabilir; bunlar da magnetik özelliklerine göre daha fazla tipe
bölünebilir. Elektron mikroskobu ve özel fiziksel laboratuar koşulları altında
UFP morfolojisininin gözlemlemesi sağlanabilmektedir.
UFP'ler hem üretilir hem de doğal olarak meydana gelir.
UFP'ler, hava kaynaklı partikül maddesinin ana bileşenidir. UFP'ler solunum
yolu ile ilgili maruz kalma durumunda, akciğerin derinlerine nüfuz etme
özellikleri nedeniyle sağlık için büyük bir endişe kaynağıdır.
Sistemik
Toksisite
Nanopartiküller, kandan akciğere translokasyon yapabilir,
bunun derecesi değişebilir. Solunum yollarından başka bir translokasyon yolu,
nöronal alım ile olabilir.
Partikülat
Toksisitesinin Mekanizmaları
Genel olarak parçtiküllerin toksisitesi için olası birkaç
etki mekanizması (epitelyal doku hasarı, iltihaplanma, oksidatif stres tepkisi
ve alerjiyi gibi) kabul edilmiştir.
