Рис. 1. Схема путей поступления, распределения и выведения наноматериалов в организме человека

───────> доказанные пути

-------> потенциальные пути

┌──────────┐ ┌──────────────────────┐ ┌─────────────────────────────┐ ┌────────┐ ┌────────────┐

│ Источник │ │ Воздух, вода, одежда │ │ Прием лекарственных средств │ │ Воздух │ │ Пища, вода │

└────┬─────┘ └───┬──────────────────┘ └──┬─┬────────────────────────┘ └─┬──────┘ └──────────┬─┘

│ │ │ └──────────────────────────────┼─────────────┐ │

│ │ │ │ │ │

│ │ │ \/ │ \/

\/ \/ │ ┌──────────────────────────┐ │ ┌──────────┐

┌──────────────────────┐ ┌───────┐ │ │ Система дыхания │ └───>│ ЖКТ │

│ Способ проникновения │ │ Кожа │ │ │(трахея, бронхи, альвеолы)│ ┌ ─ ─ ─ ─ ┴─┬───────┬┘

└────┬─────────────────┘ └┬┬┬────┘ ┌ ─ ─ ─┐ │ └────┬┬─┬──────────────────┘ ┌───┘ /\ │

│ │ \/ ┌────┼───────────────┘│ │ │ \/ │ │

│ ┌ ─ ─ ─ ─┘│└ ─ ─ ┐ ┌─────┐ │ ┌───┼────┼────────────────┘ │ ┌───────┐ │

│ │ │ │ ЦНС │<──┬─┘ │ └────────┐ ┌───────┘ │ │ Лимфа │ │ │

\/ │ │ ├─────┤ │ │ \/\/ └─┬─────┘ │

┌──────────────┐ │ └─>│ ПНС │<──┬─────┘ ┌───────────┐ │ │ │ │

│Распределение │ │ │ └─────┘ └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─┤ │<─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘ │ │

└────┬─────────┘ \/ │ Кровь │<─────────────────────────────┘ ┌──┴────┐│

│ │ ┌───────┐ ┌────────────────>│ ├───────────────────────────────────>│ Печень││

│ │ Лимфа ├───────────┘ ┌──────────────┤ ├─────────────────────────────┐ └───────┘│

│ │ └───────┘ │ └─┬┬──┬─┬─┬─┘ │ │

│ ┌───────────────────┘ ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─┘ │ └───────────────────┐ │ │

│ │ │ │ ┌ ─ ┘ │ └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐ │ │ │

│ \/ \/ \/ \/ \/ \/ │

│ │┌──────────────┐ ┌─────────────────┐ ┌────────┐ ┌───────┐ │ ┌───────────┐ ┌────────┐ │

│ │ Костный мозг │ │ Другие мишени │ │ Легкие │ │ Почки │ │ Селезенка │ │ Сердце │ │

│ │└──────────────┘ │ (мышцы, │ │ │ │ │ │ └───────────┘ └────────┘ │

│ │ плацента, др.) │ └───┬────┘ └───┬───┘ │

│ │ └─────────────────┘ │ │ │

│ │ │ │

\/ \/ \/ \/ \/ \/

┌───────────┐ ┌──────┐ ┌────────┐ ┌───────┐ ┌────────────────┐ ┌─────────┐

│ Экскреция │ │ Кожа │ │ Воздух │ │ Моча │ │ Грудное молоко │ │ Фекалии │

└───────────┘ └──────┘ └────────┘ └───────┘ └────────────────┘ └─────────┘

Рис. 1. Схема путей поступления, распределения

и выведения наноматериалов в организме человека

Токсичность. Имеющиеся в настоящее время в небольшом количестве исследования в этом направлении указывают на то, что наноматериалы могут быть токсичными, тогда как их эквивалент в обычной форме в этой же концентрации безопасен. Показано, что даже однократная ингаляция углеродных нанотрубок вызывает у экспериментальных животных воспалительный процесс в легочной ткани с последующим некрозом клеток и развитием фиброза, что, возможно, в дальнейшем способно привести к раку легких. Наноматериалы обладают нейротоксичностью, в том числе, по-видимому, за счет прохождения через гематоэнцефалический барьер, вызывая окислительный стресс в клетках мозга; кардиотоксичность и гепатотоксичность наноматериалов также определяется развитием окислительного стресса и воспалительной реакции, что приводит к апоптозу и некрозу клеток; имеются отдельные сведения, что наночастицы могут усиливать ответы на аллергены.

В отношении влияния наноматериалов на генотоксичность, гормональный и иммунный статус, тератогенность, эмбриотоксичность, мутагенность, канцерогенность достоверные данные в литературе отсутствуют.

Наряду с возможными токсическими свойствами, в литературе рассматриваются возможности применения наноматериалов в качестве, в частности, селективных переносчиков лекарств к органам и тканям. Возрастает также число разработок т.н. "нанопищи", то есть использования некоторых нутриентов (главным образом жирорастворимых витаминов, макро- и микроэлементов, биологически активных веществ) в виде наночастиц или в комплексе с инертными наноматериалами - носителями с целью обогащения как продуктов массового потребления, так и специализированных продуктов питания для профилактики алиментарно-зависимых состояний у населения.

Однако эффективность использования в питании человека продуктов, содержащих наночастицы пищевых веществ, в настоящее время практически не изучена. Это обусловливает необходимость оценки биодоступности и усвояемости компонентов пищевых продуктов, получаемых нанотехнологическим путем.

Таким образом, токсичность наноматериалов, согласно имеющимся литературным данным, обусловлена, в первую очередь, развитием окислительного стресса и повреждением ДНК, что может приводить к развитию воспалительной реакции, апоптозу и некрозу клети. Нельзя исключать, однако, и наличия других механизмов токсичности наноматериалов, связанных, в частности, с их повреждающим действием на клеточные мембраны и органеллы, усилением транспорта потенциально токсичных компонентов через барьеры организма, а также возможной генотоксичностью и аллергезтрующим действием.

VI. Анализ сведений о безопасности производства и использования наноматериалов VII. Порядок организации надзора и проведения токсикологических исследований наноматериалов