Пестициды ухудшают астму у детей?

Сера, наиболее широко используемый пестицид в Калифорнии, может нанести вред здоровью детей, живущих вблизи ферм, на которых используются пестициды. Отмечено ухудшение функции легких и усиление симптомов, связанных с астмой, а также более высокое использование препаратов от этого заболевания.
В исследовании детей в сельскохозяйственном сообществе в штате Калифорния авторы обнаружили значительные ассоциации между использованием элементарной серы и ухудшением здоровья респираторной системы у детей, живущих примерно на полмили или менее от мест, где применяется это вещество, по сравнению с детьми, не подвергающимися воздействию. Серу обычно рассматривает как безопасное для окружающей среды и здоровья человека вещество, но предыдущие исследования показали, что оно является раздражителем для дыхательной системы. Эффект, оказываемый им на жителей, особенно детей, живущих вблизи обработанных полей, ранее не изучался, несмотря на широкое использование химического вещества. Это исследование является первым, которое связывает сельскохозяйственное использование серы с более низким уровнем респираторного здоровья у детей, живущих поблизости.
Элементарная сера разрешена для использования на обычных и органических культурах для борьбы с грибком и другими вредителями и очень важна для обеих систем. Это самый тяжелый сельскохозяйственный пестицид в Калифорнии и Европе. Только в Калифорнии в 2013 году в сельском хозяйстве было применено более двадцати одного миллиона килограммов элементарной серы. Широкое использование вещества обусловлено его высокой эффективностью и низкой токсичностью для людей. Сера естественным образом присутствует в пище и почве и является частью нормальной биохимии человека, но вдыхание серы может вызвать раздражение дыхательных путей и кашель. Авторы считают, что нужно лучше понять, как люди подвергаются воздействию серы, используемой в сельском хозяйстве, и каким образом возможно смягчить ее действие.
Исследовательская группа изучила ассоциации между функцией легких и связанными с астмой респираторными симптомами у сотен детей, живущих вблизи полей, где применялась сера. Дети были участниками одного из самых длинных пролонгированных исследований о воздействии пестицидов и других факторов окружающей среды среди детей, живущих в сельскохозяйственном сообществе. В исследовании было обнаружено несколько ассоциаций между респираторной системой и использованием элементарной серы. Десятикратное увеличение предполагаемого количества серы, используемого в пределах одного километра от места жительства ребенка в течение года, предшествующего легочной оценке, было связано с трехкратным увеличением шансов на использование лекарств от астмы и двукратным увеличением шансов появления респираторных симптомов, таких как хрипы и одышка.
Исследование также показало, что каждое 10-кратное увеличение количества элементарной серы, применяемое в течение предыдущих двенадцати месяцев в радиусе километра от дома, было связано со средним снижением ПСВ у семилетних дети на сто сорок три миллилитра в секунду (мл/с). Для сравнения, воздействие сигаретного дыма матери на ребенка связано с уменьшением показателя на сто один мл/с после пяти лет воздействия.
Исследователи использовали модели регрессии для контроля за курением матерей во время беременности, сезона рождения, загрязнения воздуха в виде частиц, продолжительности грудного вскармливания, пола и возраста ребенка, роста, а также других показателей.

Источник: Environmental Health Perspectives

Астма изменяет свойства клеток в организме?

Определение физических свойств клеток помогает врачам диагностировать и отслеживать прогрессирование определенных заболеваний, в числе которых бронхиальная астма. Современные методы включают прямое зондирование клеток с помощью дорогостоящих инструментов, таких как атомно-силовые микроскопы и оптические пинцеты, которые обеспечивают прямой, инвазивный контакт с клетками.
Инженеры разработали способ оценки свойств клетки путем простого наблюдения. Исследователи используют микроскопию, чтобы отмечать постоянные движения частиц клетки – контрольные движения, которые могут быть использованы для оценки “жесткости” клетки. В отличие от применения оптических пинцетов, техника неинвазивна, что сводит к нулю риск изменения или повреждения клетки при исследовании ее содержимого. Жесткость или эластичность клетки могут многое объяснить – например, является ли она здоровой или больной. Известно, что раковые клетки более “мягкие”, чем обычно, в то время как клетки, пораженные бронхиальной астмой, могут быть довольно “жесткими”. Еще в начале двадцатого века Альбертом Эйнштейном была получена формула, которая позволяет рассчитать механические свойства материала, наблюдая и измеряя движение частиц в нем. При этом любые движения частиц должны быть обусловлены влиянием температуры материала, а не внешними силами, действующими на частицы.
Внутри клетки органеллы, такие как митохондрии и лизосомы, постоянно реагируют на температуру клетки. Тем не менее, есть и другие составляющие в виде белков и молекул, которые составляют окружающую цитоплазму. Постоянное размытие активности в клетке затруднило возможность определить, какие движения вызваны температурой, а какие – более активными процессами, просто наблюдая за движением в  клетке. Это ограничение, по словам авторов, затрудняет применение уравнения Эйнштейна при наблюдении и измерении физических свойств клетки.
Ученые решили исследовать температурные движения в клетке, проявляющиеся постоянным смещением ее структур. Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи провели эксперименты на клетках меланомы человека, раковых клетках, которые были выбраны из-за способности быстро расти. Они вносили небольшие полимерные частицы в каждую клетку, затем отслеживали их движения под флуоресцентным микроскопом. Также измерялась устойчивость клеток путем внесения в них раствора соли – процесс, который выводит воду из клеток, делая их более сжатыми и жесткими.
Исследователи записывали видеоролики с разной частотой кадров и наблюдали, как движения частиц менялось в зависимости от жесткости клетки. При частоте выше десяти кадров в секунду заметно было, в основном, смешение частиц на месте; эти вибрации, по-видимому, вызывались только температурой. Только при более низкой частоте кадров ученые обнаруживали более активные случайные движения, причем частицы двигались на большие расстояния в цитоплазме. Сравнив свои расчеты жесткости с фактическими измерениями, выполненными с использованием оптических пинцетов, ученые установили, что их данные соответствовали измерениям только тогда, когда они использовали движение частиц, захваченных на частотах десяти кадров в секунду и выше, что показало – движения частиц, происходящие на высоких частотах, действительно вызваны температурой.
Результаты предполагают, что если наблюдать клетки с достаточно высокой частотой колебаний, они смогут изолировать движения частиц, которые обусловлены исключительно температурой, и определят их среднее смещение – значение, которое можно напрямую использовать в уравнении Эйнштейна для вычисления жесткости клетки, что позволит использовать эту методику для изучения клеток, участвующих в развитии рака, бронхиальной астмы и других болезней, в которых свойства клеток изменяются по мере прогрессирования заболевания.

Источник: Journal of the Mechanics and Physics of Solids