Этот красивый чёрно-белый узор, который похож на рисунок на шарфе модного дизайнера – на самом деле поверхность, выстилающая ваши лёгкие.
Этот снимок был получен с помощью флуоресцентного красителя, который позволил исследователям проявить паттерны, образуемые лёгочным сурфактантом (поверхностно-активным веществом, выстилающим лёгочные альвеолы). Без сурфактанта наши лёгкие не смогли бы поддерживать свою форму.
«В течение дыхательного цикла, когда ваши лёгкие сжаты, в них образуется этот паттерн, который вы можете видеть на снимке», объясняет Праджна Дхар, автор этой потрясающей фотографии.
А история этого снимка такова: Дхар и её коллеги решили выяснить, могут ли наночастицы, над разработкой которых сейчас трудится множество учёных, быть опасными для человеческого здоровья. Вопрос заключался в том, являются ли они токсичным или нет.
Чтобы выяснить это, Дхар и её команда подвергли молекулы лёгочного сурфактанта воздействию углеродных наночастиц – «крошечных нано-алмазов», как объясняет Дхар. Они обнаружили, что в краткосрочной перспективе частицы не влияют на изменения, претерпеваемые сурфактантом в цикле лёгочного сжатия и расширения. Но со временем (они наблюдали за изменениями вплоть до 21 дня), наночастицы изменяли паттерн расположения молекул сурфактанта.
Эффект, вызываемый продолжительным воздействием наночастиц, по словам Дхар, идентичен тому, который вызывает продолжительное пассивное курение, или «болезнь чёрных лёгких». Эта болезнь (силикоз) развивается у шахтёров, которые дышат угольной пылью (которая также состоит из частиц углерода) в течение многих лет. Лёгкие не в состоянии самостоятельно очистить себя от крошечных частиц пыли, поэтому она накапливается, вызывая воспаление, образование избыточной фиброзной ткани и даже отмирание лёгочной ткани.
Эффект воздействия наночастиц на ткань лёгких зависит от размера, формы и материала частиц. Дхар и её коллеги надеются использовать разработанную ими систему для тестирования наноматериалов на безопасность, расширив её на другие материалы, помимо углерода. По её словам, тестирование частиц на животных будет неэффективно, поскольку формирование болезни чёрных лёгких у животных может занять всю их жизнь. Воздействие же наночастицами непосредственно на лёгочный сурфактант даёт гораздо более быстрые результаты.