rozwój alergii: ukryte niebezpieczeństwo tlenu

długotrwałe reaktywne związki pośrednie tlenu, które rozwijają się na cząsteczkach w atmosferze, mogą wyjaśnić, dlaczego coraz więcej osób cierpi na alergie.

nowe odkrycia naukowców z Instytutu Chemii Maxa Plancka i Instytutu Paula Scherrera w Szwajcarii pomagają wyjaśnić, w jaki sposób powstają substancje toksyczne i wywołujące alergię w naszym powietrzu. Naukowcy po raz pierwszy wykryli długo żyjące reaktywne półprodukty tlenu na powierzchni cząstek aerozolu. Te formy tlenu przetrwają tu ponad 100 sekund i w tym czasie reagują z innymi zanieczyszczeniami powietrza, takimi jak tlenki azotu. Chemicznie rzecz biorąc, cząstki pyłu są utleniane i nitrowane. To właśnie sprawia, że cząsteczki sadzy są bardziej toksyczne i zwiększają potencjał pyłków do wywoływania alergii.

chociaż naukowcy od lat podejrzewają, że te formy pośrednie istnieją, wierzono, że zniknęły w ułamku sekundy, a zatem miały niewielki wpływ na procesy chemiczne w atmosferze. Pośrednie formy tlenu rozwijają się, gdy Ozon reaguje z cząsteczkami stałymi, takimi jak sadza, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne lub białka pyłkowe.

„nasze badania nie tylko rozwiązują wcześniejsze sprzeczności między teoretycznymi obliczeniami i pomiarami, ale pokazują również, że Półprodukty są również odpowiedzialne za wiele reakcji atmosferycznych i fizjologicznych”, powiedział Manabu Shiraiwa, główny autor badania.
Ulrich Pöschl, kierownik Grupy Badawczej ds. aerozoli w Instytucie Maxa Plancka w Moguncji, idzie o krok dalej: „podejrzewamy, że wzrost alergii w krajach uprzemysłowionych jest związany z tymi reakcjami. Im więcej ozonu i tlenków azotu jest emitowanych przez przemysł i ruch drogowy, tym częściej cząsteczki organiczne, takie jak białka pyłku brzozy, są nitrowane i to właśnie drażni nasz układ odpornościowy.”Pöschl i jego współpracownicy uzyskali dowody na to, że te nitrowane białka mogą rzeczywiście powodować poważniejsze reakcje alergiczne niż rodzima forma białka. Jeśli ta hipoteza zostanie potwierdzona, zdrowie ludzkie będzie jeszcze bardziej zagrożone ze względu na emisje związane ze spalaniem niż wcześniej sądzono.

reaktywne związki pośrednie tlenu mogą również wyjaśniać niektóre bezpośrednie niekorzystne skutki zdrowotne sadzy z silników wysokoprężnych i cząstek dymu tytoniowego. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne znajdujące się na powierzchni tych cząstek ponownie łatwo reagują z ozonem i tworzą długotrwałe reaktywne półprodukty tlenu. Jeśli cząstki są wdychane, oddziałują bezpośrednio z procesami fizjologicznymi w ludzkich płucach i innych narządach.
naukowcy zakładają również, że półprodukty tlenu mogą mieć pośredni wpływ na nasz klimat. Przypuszczalnie są one zaangażowane w tworzenie i wzrost drobnych cząstek organicznych z lotnych związków organicznych emitowanych zarówno ze źródeł naturalnych, jak i wytwarzanych, takich jak roślinność i działalność przemysłowa. Cząstki te rozpraszają światło słoneczne i wpływają na powstawanie chmur i opadów atmosferycznych, wpływając w ten sposób na bilans energetyczny ziemi i cykl hydrologiczny.

aby obliczyć obfitość atmosfery i efekty klimatyczne reaktywnych półproduktów tlenu, naukowcy z Moguncji Max Planck przeprowadzą dalsze eksperymenty kinetyczne i rozległe symulacje numeryczne. We współpracy z partnerami biomedycznymi badają również fizjologiczne działanie azotowanych białek utworzonych przez półprodukty tlenu reagujące z tlenkami azotu.
(SB/MF)

oryginalna publikacja:
Shiraiwa M. et al.: Rola długotrwałych reaktywnych związków pośrednich tlenu w reakcji ozonu z cząstkami aerozolu. Chemia Przyrodnicza, 20. Februar 2011; doi: 10.1038 / NCHEM.988

http://www.mpg.de/