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1人工納米材料對(duì)心血管系統(tǒng)的損傷表現(xiàn)

1．1人工納米材料造成內(nèi)皮損傷：

血管內(nèi)皮是血管壁以及血液之間單層性的細(xì)胞屏障。從生理解剖結(jié)構(gòu)的角度上來說，血管內(nèi)盤能夠及時(shí)促進(jìn)激活性子與抑制因子的合成、分泌反應(yīng)，從而使血管系統(tǒng)完整性得到完成，確保血管張力處于平衡狀態(tài)。相關(guān)研究中提示，對(duì)于存在有內(nèi)皮功能障礙的人體而言，出現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化及相關(guān)疾病的可能性將明顯增大。從人工納米材料的角度上來說，造成內(nèi)皮損傷的機(jī)制主要包括如下幾個(gè)方面：其一，在與細(xì)胞直接接觸并產(chǎn)生介導(dǎo)反應(yīng)的條件下誘發(fā)細(xì)胞機(jī)械性損傷；其二，對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞造成一定的刺激作用，通過釋放炎性因子以及氧自由基成分的方式，造成細(xì)胞生長(zhǎng)受阻；其三，對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制影響，組織缺血下的心血管重建受不良影響，可能表現(xiàn)為心肌缺血癥狀。

1．2人工納米材料造成血栓損傷：

血小板在凝血、止血過程當(dāng)中具有相當(dāng)關(guān)鍵的作用。與之相對(duì)應(yīng)的是，凝血機(jī)制的異常也會(huì)與血小板的聚集水平存在明顯關(guān)系，由此可能產(chǎn)生血栓。人工納米材料可能導(dǎo)致與血小板發(fā)生電荷中和反應(yīng)，造成血小板的聚集。除此以外，在人工納米顆粒材料所誘發(fā)的內(nèi)皮損傷機(jī)制作用之下，組織纖溶酶原活性物的分泌水平有一定的降低趨勢(shì)，血小板被激活，最終表現(xiàn)為凝血前狀態(tài)，潛在誘發(fā)血栓等相關(guān)疾病的可能性。

2人工納米材料對(duì)心血管系統(tǒng)的損傷機(jī)制

2．1納米碳基物材料對(duì)心血管系統(tǒng)的損傷：

納米碳基物是納米材料中關(guān)鍵性的構(gòu)成要素之一，以碳納米管為主要代表。此類材料的主要特點(diǎn)在于：機(jī)械強(qiáng)度高、硬度高、粒徑小。形狀上與常規(guī)的石棉纖維材料相似。但在作用于生物體的過程當(dāng)中，難以發(fā)生代謝。除此以外，此類納米材料還具有良好的電子受體優(yōu)勢(shì)，能夠與π電子系發(fā)生反應(yīng)，促進(jìn)材料與生物化學(xué)成分的有機(jī)結(jié)合。在納米碳基物的影響下，對(duì)于心血管系統(tǒng)的損傷可能涉及到以下兩個(gè)方面的問題：首先，從動(dòng)物水平的角度上來說，血小板的凝聚很大程度上受到糖蛋白結(jié)合受體參與水平的影響。而在納米碳基物的應(yīng)用下，可能致使糖蛋白結(jié)合受體發(fā)生激活反應(yīng)，誘發(fā)心血管損傷。相關(guān)研究人員在以大鼠為模型的受體試驗(yàn)中研究發(fā)現(xiàn)：多壁、單壁碳納米管均會(huì)導(dǎo)致大鼠頸動(dòng)脈血栓形成速度的增快，說明兩種納米碳基物均對(duì)于血小板聚集有促進(jìn)影響。除此以外，其還有可能造成受體的自主神經(jīng)系統(tǒng)被破壞，表現(xiàn)為炎性反應(yīng)。有關(guān)研究人員同樣以大鼠為模型，在暴露于碳納米顆粒環(huán)境后，大鼠模型表現(xiàn)出心率的降低趨勢(shì)，主要機(jī)制在于：碳納米顆粒材料造成了交感神經(jīng)、迷走神經(jīng)的破壞，在心血管系統(tǒng)支配中無法保持平衡關(guān)系。對(duì)于人體而言，嚴(yán)重時(shí)可能誘發(fā)心律失常，乃至心原性猝死的問題。其次，從細(xì)胞水平的角度上來說，有關(guān)研究人員使用納米炭黑顆粒對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)行染毒，持續(xù)24．0h。觀察發(fā)現(xiàn)：受到納米碳黑顆粒材料的影響，造成細(xì)胞形態(tài)學(xué)發(fā)生改變，細(xì)胞質(zhì)膜發(fā)生損傷，細(xì)胞增生反應(yīng)受到了一定的抑制影響。除此以外，有關(guān)研究中還認(rèn)為，對(duì)于納米碳黑顆粒一類材料而言，會(huì)對(duì)內(nèi)皮型一氧化氮合酶與間隙連接蛋白－37的合成反應(yīng)造成不良影響，在降解內(nèi)皮細(xì)胞質(zhì)膜的情況下，可能誘發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化等相關(guān)疾病。除對(duì)心血管系統(tǒng)造成損傷影響以外，在納米炭黑顆粒材料作用之下，受體血管損傷后機(jī)體的自主修復(fù)功能也出現(xiàn)一定缺陷，故有關(guān)研究中通過大鼠模型試驗(yàn)證實(shí)：多壁碳納米管材料會(huì)對(duì)大鼠血管外膜成纖維細(xì)胞活性造成抑制，造成模型內(nèi)丙二醛含量的異常升高。

2．2納米金屬粉對(duì)心血管系統(tǒng)的損傷：

在納米顆粒吸入并達(dá)到肺間質(zhì)部位以后，可能穿過肺泡上皮細(xì)胞，經(jīng)由間質(zhì)組織，參與到受體的血液循環(huán)反應(yīng)過程當(dāng)中，或者是通過進(jìn)入淋巴循環(huán)系統(tǒng)的方式，進(jìn)一步分布擴(kuò)散至全身。與此同時(shí)，納米金屬粉材料中釋放的大比例金屬離子也可能通過自由基產(chǎn)生的方式，造成心血管系統(tǒng)損傷加劇。在納米金屬粉的影響下，對(duì)于心血管系統(tǒng)的損傷可能涉及到以下兩個(gè)方面的問題：首先，從動(dòng)物水平的角度上來說，相關(guān)的試驗(yàn)研究中分析認(rèn)為［4］：對(duì)于暴露在納米金屬粉環(huán)境下的小鼠模型而言，處死后解剖結(jié)果顯示其肺部銀含量可達(dá)到1．5～1．7ug單位。同時(shí)，隨著處死時(shí)間的延長(zhǎng)，肺部中的銀檢出含量將得到明顯的減低。同時(shí)，體內(nèi)團(tuán)聚的納米金屬粉釋放銀離子在小鼠被處死7d后仍然可在肺泡巨噬細(xì)胞中被檢出。根據(jù)相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為：雖氣管滴注下的銀納米團(tuán)顆粒以團(tuán)聚體的方式殘留在肺部，但呼吸暴露下的納米銀顆?？赡芙?jīng)由肺部進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)，造成心血管系統(tǒng)的損傷。其次，從細(xì)胞水平的角度上來說，納米金屬粉所生成的銀納米顆粒以及金納米顆粒都可能在氧化反應(yīng)的作用之下對(duì)細(xì)胞凋亡產(chǎn)生一定的誘導(dǎo)反應(yīng)，由此影響心血管的正常運(yùn)行。有關(guān)研究中嘗試以小鼠作為模型，對(duì)受體進(jìn)行銀納米顆粒染毒，結(jié)果顯示：銀納米顆?？赡茉斐尚∈笫荏w中的成纖維細(xì)胞凋亡反應(yīng)加劇。除此以外，在細(xì)胞色素C迅速釋放的條件下，Bax蛋白成分白轉(zhuǎn)移至線粒體內(nèi)，由于在此類納米材料的介導(dǎo)反應(yīng)下，細(xì)胞凋亡具有線粒體依賴的特征，故而將導(dǎo)致活性氧自由基成分的提升，對(duì)應(yīng)的JNK激酶的活性水平明顯增長(zhǎng)。

3結(jié)語

本文在結(jié)合近年來相關(guān)研究成果以及文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)之上，針對(duì)有關(guān)人工納米材料對(duì)心血管系統(tǒng)損傷方面所取得的研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)與歸納，認(rèn)為包括納米碳基物材料以及納米金屬粉在內(nèi)的人工納米材料都會(huì)造成內(nèi)皮損傷以及血栓損傷，需要臨床引起重視。

作者：龍?zhí)硪韱挝唬褐心洗髮W(xué)湘雅醫(yī)院心內(nèi)科