“Looduslikult esinevad nanoosakesed maailmas juba ammu. Need tulevad näiteks vulkaanipursetest või kui põletame küünlaid – me tegelikult hingame sisse nanoosakesi pidevalt. Ja autotossust tuleb. Need on looduslikud või pool-looduslikud nanoosakesed,” kirjeldab Keemilise ja bioloogilise füüsika instituudi (KBFI) teadur Olesja Bondarenko “Uudishimu tippkeskuses”.

Kuid nanoosakesi toodetakse ka kunstlikult, näiteks selleks, et meie jumestuskreem oleks katvam, päikesekreem kaitsvam või kilepakend annaks teada toidu riknemisest. Materjaliteaduse abiga teame, millised on nanoosakeste omadused.

Kui alustada päris algusest, pole inimestel tarbijatena enamasti võimalikki aru saada, kas toode sisaldab nanoosakesi või mitte. Seda põhjusel, et tootjail pole kohustust seda infot pakendile märkida.

Olesja Bondarenko annab nõu, et ained, mida kõige sagedamini nanosuuruses osakestena toodetesse lisatakse on ränioksiid ehk silica ning tsink- või titaanoksiid. Ehkki tsink- ja titaanoksiid võivad esineda ka tavasuuruses osakestena.   

Mis teeb nanoosakesed eriliseks?

Mida väiksem on osake, seda suurem on tema eripind ehk selle osakese pinnal paikneb suhteliselt rohkem aatomeid. See aga muudab aine reaktiivsemaks ehk paneb teda aktiivsemalt teiste ainetega reageerima.

Taolised omadused tulevad ainetes esile ennekõike nanomõõtmetes, mis on inimese silmale nähtamatu. Kuid kui võrrelda nanoosakese suurust näiteks kirbu või puugiga, siis on nende suuruste suhe samasugune kui võrrelda kirpu ja Tallinna teletorni – kirp on nanoosake ja teletorn kirp.

 Nanoosakestel (1-100 nm) on rida unikaalseid omadusi, mis loovad võimalusi uuteks läbimurreteks biomeditsiinis. Nanoosakesi võib inimesele manustada lokaalselt ehk konkreetsese haiguskoldesse, kuid sealt jõuavad nad ka vereringesse, kus puutuvad kokku immuunrakkudega.

Bondarenko selgitab, et naha peale määrituna nanoosakesed meile ilmselt kahjulikult ei mõju. Omaette lugu on muidugi sellega, et peseme nanoosakesi sisaldava kosmeetika ju duši all maha ning need satuvad reovee kaudu keskkonda.

”Šveitsi teadlased tegid hiljuti isegi uuringuid selle kohta, et titaandioksiidi, mida on väga suures mahus toodetud, selle kontsentratsioon hakkab Šveitsi järvedes lähenema sellele kontsentratsioonile, mis võib olla elusorganismidele ohtlik,” räägib Bondarenko.

Kuidas nanoosakesed kalu ja loomi mõjutavad, on veel lõpuni uurimata.

Tähelepanelik tuleks aga olla nanoosakeste sissehingamisega.

Lähme ajas tagasi. Möödunud sajandi keskel peeti ehituses imematerjaliks asbesteterniiti. Sellega kaeti 80 protsenti Eesti elamu- ja tööstushoonete katustest.

Paarikümne aasta eest aga selgus, et asbest sisaldab kiulisi struktuure, mis inimese hingamisteedesse ja kopsu sattudes põhjustavad kopsuvähki ning mitmeid teisi haigusi.

Ka nanoosakeste puhul on olemas sarnaseid kiulisi struktuure, mille mõju inimorganismile ei ole küll veel lõpuni uuritud, kuid mis võivad sissehingamisel põhjustada asbestiga sarnaseid tagajärgi.

Kui kasutame sageli näiteks nanoosakesi sisaldavat tolmpuudrit või aerosoolil tuginevat kosmeetikat, siis on küllalt suur võimalus neid osakesi sisse hingata, selgitab Bondarenko.

Kui meie siin kosmeetika kasutajatena puutume kokku nanoosakestega väga väikeses koguses, siis inimesed, kes neid tooteid toodavad, hingavad nanoosakesi sisse väga suurtes kogustes. Just nende tervisele mõjuvad nanoosakesed ilmselt kõige rohkem ning paraku küllaltki negatiivselt.

Nano- sarnaneb valkudele ja mikroorganismidele

Just põhjus, et nanoosakesed on valkude ja mikroobidega suuruse poolest sarnased, teevad nad atraktiivseks, aga ühtlasi ka ohtlikuks meie kehale.

Inimese makrofaagid ehk õgirakud ehk meile tuntumalt – valged verelibled – “õgivad” ka nanoosakesi, et neid sarnaselt haigustele neutraliseerida ehk kahjutuks teha. Seetõttu on meie immuunrakud (valged verelibled) aga eriti vastuvõtlikud nanoosakeste võimalikele ohtlikele mõjudele.

Olesja Bondarenko ühe uurimisprojekti eesmärk ongi leida seoseid meditsiiniliselt perspektiivsete nanoosakeste füüsikalis-keemiliste omaduste (keemiline koostis, suurus, pinnakate) ja bioloogiliste mõjude vahel inimeste makrofaagides.

Kateklaasiuuringutes (ehk mitte veel katseloomade või inimkeha siseste) vaadatakse võimalikku immuunvastust ja toksilisuse mehhanisme. Vaadatakse raua (Fe), hõbeda (Ag) ja vaskoksiidi (CuO) nanoosakesi ja nende uudseid modifikatsioone, et leida uusi funktsionaalselt toimivaid ent makrofaagidele ohutuid nanoosakesi.

Selle projekti tulemusena on võimalik edaspidi välja töötada biomeditsiinis kasutatavaid nanoosakesi, mis on meie immuunsüsteemile ohutud.

Olesja Bondarenko osaleb aga ka teises uurimisprojektis (ToxBe), kus uuritakse sünteetiliste nanoosakeste võimalikke kahjusid keskkonnale ja tervisele. Selle uurimisprojekti tulemusena saadakse uut ohutusteavet keskkonnamõjude kohta. Esmalt koostatakse nanoosakeste füüsikalis-keemilisi ja (öko)toksikoloogilisi andmeid koondav andmebaas, mis võimaldab analüüsida nanoosakeste toksilisust põhjustavavaid omadusi.

Toksilisus võib väljenduda näiteks lahustuvuses, oksüdatiivses stressis, mõjus biomembraanidele ja -molekulidele jmt. Nende tuvastamiseks töötatakse välja kiireid ja odavaid bioteste.

Soovitame vaadata ka teisi “Uudishimu tippkeskuse” lugusid neljapäeval pärast “Aktuaalset kaamerat” ETVs.