ПАУ, являющиеся продуктом неполного сгорания углерода, были частью повседневной жизни человека с тех пор, как обитатели пещер впервые зажарили мясо на открытом огне. Более изощренные формы воздействия сейчас варьируются от копченого сыра до загрязнения воздуха автомобилями, сигарет, бутерброда с ветчиной и общественной питьевой воды.
ПАУ – это часть пищи, которую мы едим, воздуха, которым мы дышим, и воды, которую мы пьем.
Однако в последние годы эти же соединения вызывают растущий интерес и вызывают научные исследования из-за их роли в качестве канцерогенов. Агентство по регистрации заболеваний, связанных с токсичными веществами, назвало ПАУ или смеси ПАУ в качестве трех из 10 основных химических веществ, вызывающих озабоченность.
С помощью этой новой технологии у ученых есть возможность изучать, как никогда раньше, потенциально вызывающие рак соединения, перемещающиеся по человеческому телу.
Результаты были только что опубликованы исследователями из Университета штата Орегон и других институтов химических исследований в токсикологии при поддержке Национального института наук о здоровье окружающей среды (NIEHS)
Новаторская работа была в центре внимания доктора философии.D. исследование Эрин Мадин из штата Орегон, чьи исследования были частично поддержаны премией исследовательской программы Superfund в NIEHS за ее работу в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса.
«Мы доказали, что эта технология будет работать, и она изменит способ изучения канцерогенных ПАУ», – сказал Дэвид Уильямс, директор исследовательской программы Superfund в OSU, профессор Колледжа сельскохозяйственных наук и главный исследователь Института Линуса Полинга.
«Почти все, что мы знаем о токсичности ПАУ, основано на том, что мы давали животным высокие дозы этих соединений, а затем наблюдали, что происходит», – сказал Уильямс. "Никто до этого не мог изучить эти вероятные канцерогены при нормальном диетическом уровне, а затем увидеть, как они перемещаются по телу и изменяются различными биологическими процессами."
Технология, позволяющая это осуществить, представляет собой новое применение ускорительной масс-спектрометрии, которая как инструмент биологического отслеживания чрезвычайно чувствительна, чем что-то вроде измерения радиоактивности. Ученые могут измерять уровни ПАУ в крови до бесконечно малых соотношений – сравнимых с одной каплей воды в 4000 олимпийских плавательных бассейнах или с шагом в один дюйм на измерительной ленте длиной 3 миллиарда миль.
В результате микродозы соединения, даже меньшие, чем можно было бы найти в нормальной диете или воздействии окружающей среды, могут быть отслежены, поскольку они обрабатываются людьми. Последствия глубокие.
«Знание того, как люди метаболизируют ПАУ, может подтвердить ряд исследований на животных и клетках, а также обеспечить лучшее понимание того, как работают ПАУ, определив их механизм или механизмы действия», – сказал Билл Сук, директор исследовательской программы NIEHS Superfund.
Одно соединение ПАУ, изученное в этом исследовании, дибензо (def, p) -хризен, является довольно сильнодействующим и определяется как вероятный канцероген для человека.
Его вводили добровольцам, участвовавшим в исследовании, в капсулах, эквивалентных уровню ПАУ, обнаруженному в порции копченого мяса объемом 5 унций, что составляло около 28 процентов от среднего дневного потребления ПАУ с пищей. Было довольно быстрое поглощение соединения, достигающее пикового уровня метаболизма в течение примерно двух часов, а затем быстрое выведение.
Исследователи смогли изучить не только исходное соединение, но и отдельные метаболиты по мере его изменения.
«Отчасти так интересно то, что мы можем вводить возможные канцерогены людям в ходе научных исследований, а затем изучать результаты», – сказал Уильямс. "Согласно общепринятой научной этике, это просто недопустимо. Но с другой стороны, мы не даем этим людям токсины, мы даем им обед.
Вот сколько ПАУ входят в нашу повседневную жизнь, и на этот раз мы можем изучать эти соединения при нормальных уровнях воздействия на человека."
Другими словами, то, что ученый может счесть канцерогеном, – это то, что большинство из нас сочло бы хорошим стейком на гриле. Есть много неожиданных форм воздействия ПАУ.
Эти соединения, конечно, обнаруживаются в загрязненном воздухе, сигаретах и копченой пище, но также в зерновых культурах, картофеле и на удивительно высоком уровне в листовых зеленых овощах.
«Из нашего исследования ясно, что ПАУ могут быть токсичными, но также ясно, что в уравнении есть нечто большее, чем просто источник ПАУ», – сказал Уильямс. "Мы получаем большую часть наиболее токсичных ПАУ с пищей, а не с вдыханием. И некоторые довольно высокие дозы могут поступать из таких продуктов, как листовые овощи, которые, как мы знаем, полезны для здоровья.
Вот почему нам нужно лучше понимать, что происходит в организме человека при переработке этих соединений."
Лаборатория OSU, возглавляемая Уильямсом, набирает добровольцев для последующего исследования, которое также будет использовать копченый лосось в качестве источника смеси ПАУ и связывать результаты с генетическим составом человека.
По словам Уильямса, некоторые из ранних результатов исследования на самом деле достаточно хорошо подтверждают предыдущие исследования, которые проводились с использованием высоких доз на лабораторных животных. По его словам, возможно, что воздействие ПАУ с пищей в течение всей жизни может оказаться меньшим риском для здоровья, чем считалось ранее при нормальных уровнях воздействия, но с этой технологией необходимо будет провести дополнительную работу, прежде чем можно будет сделать такие выводы.
Соавторами исследования были представители Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса и Центра экологических наук ОГУ.
«Дальнейшее развитие и применение этой технологии может иметь большое влияние на здоровье человека», – написали исследователи в своем заключении.