Исследователи КФУ совместно с коллегами из Челябинского государственного университета и Технического университета Луизианы (США) выяснили, как воздействуют твердые зольные частицы, образуемые при сжигании, на клетки млекопитающих.

В воздухе витает и перемещается множество пылевых частиц от выбросов с промышленных объектов, продуктов сжигания угля и даже золы. Все это не просто оседает на коже человека, вызывая раздражение, но и проникает в легкие, что может привести к ухудшению здоровья. Ученые международной группы комплексно изучили эту проблему, проанализировав состав частиц и их влияние на клетки человеческого организма. Эксперимент заключался в оценке влияния мелкодисперсной зольной пыли на модельные культуры иммунных и раковых клеток. Результатом исследования стал допустимый предел концентрации производственной пыли в воздухе. Благодаря этим данным специалисты смогут подобрать правильный размер пор и материал для фильтрации.

«Нами впервые было проведено широкомасштабное исследование с использованием образцов зольной пыли пяти предприятий, четыре из которых – электростанции, находящиеся в США, и одно предприятие российское, Челябинский металлургический комбинат. Удалось выяснить, что все исследуемые образцы при сверхвысоких концентрациях оказывают негативное воздействие как на жизнеспособность клеток, так и на их генетический материал. При этом среди ключевых факторов, определяющих токсичность зольной пыли, были не только размер и морфология частиц, но и их химический состав, зависящий от происхождения сжигаемого угля. Так, наиболее явное пагубное воздействие оказали частицы с угольной электростанции Рокдейла (США), имеющие наибольший диаметр и образующиеся при сгорании битуминозного угля. В то же время аналогичным уровнем генотоксичности обладала зольная пыль из Челябинска с субмикронным диаметром частиц и высоким содержанием кремния», – пояснил главный научный сотрудник НИЛ Бионанотехнологии (ИФМиБ) Равиль Фахруллин.

Специалисты визуализировали проникновение некоторых видов частиц в клетки млекопитающих. В результате, удалось доказать, что токсичность наночастиц летучей золы обратно пропорциональна их размеру. Также выяснилось, что даже без поглощения летучей золы клетками, взаимодействие с клеточной мембраной уже вызывало токсический эффект.

Работа проведена в рамках проекта «Разработка комплексного метода детекции и оценки токсических свойств зольной пыли в биологических объектах» при поддержке гранта президента РФ.

Подробнее ознакомиться с результатами исследования можно в журнале Molecules https://www.mdpi.com/1420-3049/26/7/1926