Vpliv nanodelcev na človeka in okolje

Mednarodni simpozij o vplivu nanomaterialov na človeka in okolje, ki ga je prejšnji petek v Ljubljani organiziral Francoski inštitut v Sloveniji v sodelovanju z ljubljansko Pravno fakulteto, je v veliko predavalnico fakultete privabil presenetljivo malo ljudi. Kljub temu se je zdelo, da je bila predavalnica polna – ne poslušalcev, pač pa strahu, tako na strani predstavnikov industrije kot tudi na strani znanosti, morda (a ne nujno) sloneče na drugih pozicijah.

V zanimivih predstavitvah in komentarjih je bilo občutiti bojazen, da bomo, navdušeni nad uporabnostjo nanomaterialov, spregledali njihov morebitni škodljivi učinek na ljudi, in hkrati bojazen, da bomo prav z opozorili o nujnih raziskavah vpliva nanomaterialov na človeka povzročili strah v javnosti in z njim silni in obetavni prodor uporabe nanomaterialov po nepotrebnem zavrli. Bodo izdelki z nanodelci v javnosti delili usodo gensko spremenjene hrane?

Majhnost povzroči 
čarobno preobrazbo

Nanodelci, ki v zadnjem desetletju zaradi možnosti uporabe nesporno pomenijo revolucijo, verjetno po vplivu na človeka in okolje enakovredno industrijski, imajo zaradi svoje – za laike nepredstavljive – majhnosti posebne lastnosti. Te so drugačne od mikroskopskih ali še večjih delcev iste snovi. Glavni učinki, ki so posledica majhnih razsežnosti, so velika površinska napetost, kvantni efekti, ki povzročajo drugačne električne in optične lastnosti, površinske resonance električnega naboja in supermagnetizem v magnetnih materialih. Ti omogočajo njihovo uporabo na najrazličnejših področjih, od gradbeništva prek industrijskih premazov in tekstila do kozmetike in nadvse učinkovite medicine.

Lahko bi celo rekli, da gre pri zmanjšanju velikosti delcev za čarobno preobrazbo: snov, ki ima v mikronski velikosti, vidni pod mikroskopom, določene lastnosti, v nanovelikostih postane po svojem delovanju nekaj povsem drugega, nekaj, kar na primer na steklu odbije umazanijo, v betonu in jeklu izjemno poveča trdnost, v premazih na lesu poveča obstojnost, v embalaži za hrano preprečuje njeno kvarjenje.

Gre pa tudi za nekaj, česar niti pod mikroskopom ne vidimo (izjema so posebni elektronski mikroskopi z milijonkratno močjo povečave) in je na svojih poteh okoli nas in v nas skoraj neulovljivo in neustavljivo. Nanodelci namreč zaradi svoje majhnosti prodirajo v kožo in skozi celično membrano, in če so dovolj majhni, celo v celično jedro. Kaj tam počnejo?

Kot smo slišali na simpoziju, v glavnem odgovora še ne poznamo, ga pa slutimo. Opravljenih je bilo namreč že nekaj raziskav, na podlagi katerih je mogoče slutiti, da nekateri nanodelci v določenih razmerah utegnejo prodreti v kri in naprej v notranje organe in celo možgane. Ali potem, ko nanodelci pridejo v naše telo, tam ostanejo? In če ostanejo, kaj tam počnejo?

Kaj nanodelci počnejo 
v našem telesu?

Kako nanodelci, ki jih bodisi vdihnemo, pojemo z »bleščečim« jabolkom ali pa si jih vtremo v kožo s kremo za zaščito pred sončnimi žarki, potem v našem telesu delujejo, ne vemo. Po do zdaj opravljenih raziskavah raziskovalci vedo le, da utegnejo biti zaradi vdora nanodelcev v telo najbolj prizadeti jetra, vranica, ledvica in bezgavke, v splošnem pa so nanodelci lahko vzrok vseh bolezni, povezanih s krvožiljem.

Prodiranje nanodelcev v možgane skozi celično membrano iz krvnega obtoka je gotovo eden bolj strašljivih scenarijev, je omenila prof. dr. Maja Remškar, vodja odseka za fiziko trdne snovi na Institutu Jožef Stefan v Ljubljani. Povečano pojavljanje degenerativnih nevroloških bolezni v okoljih, obremenjenih z visokimi koncentracijami ultrafinih prahov, kaže po njenih besedah na možnost vpliva teh delcev v ozračju na razvoj nekaterih bolezni.

Za titanov dioksid, ki je v nanovelikostih čedalje pogostejši del potrošniških izdelkov, so zdaj za njegovo velikost 30 nanometrov raziskovalci ameriške uprave za okolje že dokazali, da so celice mikroglie, ki varujejo nevrone v možganih, zaradi prisotnosti nanodelcev začele sproščati radikale. Ti so sestavni del tako imenovanega oksidativnega stresa, ki velja za prikritega povzročitelja parkinsonove in alzheimerjeve bolezni.

Strupeno v laboratoriju ni nujno strupeno tudi v okolju

Scenarij je torej res videti zastrašujoč, toda kot je bilo tudi mogoče sklepati po razpravi na petkovem simpoziju, je to samo vtis, ki ni nujno odsev resnice. Do zdaj opravljene raziskave o vplivu nanodelcev na telesna tkiva in organe so bile večinoma in vitro, laboratorijske.

Laboratorijsko in življenjsko okolje pa se razlikujeta, in kot je bilo nedavno ugotovljeno, je vpliv toksičnosti nanodelcev v laboratorijskih razmerah bistveno večji kot v realnem okolju (ali pa ga tam sploh ni zaznati), v spoju nanodelcev z bakterijami in drugimi primesmi.

Potrebno bo torej še veliko raziskav, preden bomo lahko nanodelce posadili bodisi na piedestal bodisi na zatožno klop. Pred tem pa ne bi smeli podleči nepotrebnemu strahu, čeprav je skušnjava velika: zgodba z azbestom, pri katerem je minila cela vrsta let (in je umrlo veliko ljudi) od prvih opozoril o njegovi škodljivosti do dejanske prepovedi, je še kako aktualna in poučna.

Z nanodelci seveda ni neposredno in kar povprek primerljiva, saj nas nanodelci, resda nenamenski, v našem okolju obdajajo in na nas vplivajo tako rekoč že od nekdaj. Opozarja pa, da kljub temu ne bi smeli biti brezskrbni in da bi, vsaj kar zadeva namensko dodane nanodelce v potrošniških izdelkih, uporabnike o njihovi prisotnosti morali seznaniti, pa čeprav njihovo škodljivo delovanje ni še niti potrjeno niti ovrženo.

»Nanodelci so vedno bili del naše vsakdanjosti, le da se jih šele zdaj začenjamo zavedati in obvladovati,« poudarja dr. Remškarjeva. Prav tako meni, da moramo prodor novih izdelkov, ki vsebujejo nanodelce tako v končnih izdelkih kot v obliki polsurovin, sprejeti kot dejstvo, toda pri tem imamo pravico vedeti, v katerih izdelkih so dodani in kje v okolju jih je zaznati. »Po silovitem navdušenju nad odkritji nanotehnologije je zdaj čas za prav tako ali še silovitejše navdušenje nad možnostjo iznajdbe novih vrst detektorjev nanodelcev. Razvoj detekcijskih metod in raziskave toksičnosti nanodelcev bi morali spadati med prednostna področja znanosti in tehnologije,« meni dr. Remškarjeva in ob tem še opozarja, da regulativa močno zaostaja v primerjavi s hitro odzivnostjo kapitala, ki kuje dobičke brez upoštevanja tveganja za ljudi in okolje.

Telo se samo očisti nanodelcev – če jih ni preveč

»Zakonodajalci in proizvajalci se sklicujejo na nasprotujoče si rezultate raziskav, ki so posledica narave nanodelcev in zapletenosti dragih znanstvenih poskusov, pa tudi počasnega usmerjanja raziskovalnega denarja v področje nanovarnosti, ki ne prinaša neposrednega profita. Prva svarila v zvezi z nenadzorovano uporabo nanodelcev so se v strokovni javnosti pojavila že pred sedmimi leti, a razen napovedanega obveznega označevanja kozmetike, ki vsebuje nanomateriale, še ni zakonske podlage za ukrepanje pristojnih institucij, ki bedijo nad varnostjo kemikalij in zdravja. Je pa veliko priporočil za varno proizvodnjo in uporabo nanomaterialov ter polno različnih dokumentov, ki pojasnjujejo posebne lastnosti nanodelcev in njihove karakterizacije. Kot smo se učili računalniške pismenosti, se bomo očitno morali vsi naučiti tudi osnov nanotehnologije,« meni dr. Maja Remškar.

V prid stališču, da strah ni potreben, a je v zvezi z nanodelci nujna previdnost, pa je treba tudi povedati, da raziskave ugotavljajo, da vsi zelo majhni delci niso nevarni za človeka, če jih le ne pride v organizem preveč. Z evolucijo je človeško telo razvilo obrambne mehanizme pred raznimi boleznimi, prav tako pred virusi, bakterijami in majhnimi delci.

Strah je torej odveč, toda odveč je tudi brezskrbnost: umestna je previdnost, skupaj s pravo mero dvoma – ta pa je že sicer pospeševalec znanosti.


*

Pri nas je na področju nanovarnosti najbolj dejaven urad za kemikalije pri ministrstvu za zdravje, druge pristojne institucije se s to problematiko šele seznanjajo. Zaradi nujne odzivnosti Slovenije pri poročanju o nacionalnih aktivnostih in priprave akcijskih načrtov glede nanovarnosti, kot velja za vse članice EU in OECD, se pristojni organi z različnih ministrstev povezujejo med seboj za usklajeno delovanje.


*

Nanodelci obstajajo v različnih velikostih in oblikah. Poznamo jih kot nanopore, to je nosilce zdravil oziroma aktivnih snovi v reverzibilnih bakterijah, kot nanocevke, ki so nova generacija maziv in ojačitvenih vlaken, nadalje kot nanodelce, ki so samočistilni premazi, zaščitni premazi in barve. Nanokristale imamo v keramiki in prikazovalnikih, nanovlakna so v tekstilu, zlasti za neprebojne tkanine, nanotipala imamo v mikroskopiji in biosenzoriki, nanoročice za nas iščejo razstreliva, nanolupine prenašajo zdravilne učinkovine, nanotrakovi so kot električni prevodniki. Imamo pa še nanokompozite, ki so kot samomazalne prevleke, sončne celice in celo umetne mišice. Izdelkom (in njihovim izdelovalcem), ki vsebujejo nanodelce v vseh teh različicah, omogočajo polet v višave tako po uporabnosti kot posledično tudi po komercialni uspešnosti. Zato ni presenetljivo, da sta njihova proizvodnja in uporaba vse večja.