Az ezüst gyönyörű – és gyilkos. A csillogó fehér fém természetes antibiotikum. Ez azt jelenti, hogy megöli a baktériumokat. Az emberek már ősidők óta felismerték ezt az előnyét. A gazdag rómaiak ezüstből készült késekkel, villákkal és kanalakkal étkeztek. Megértették, hogy az ezüst segít megakadályozni, hogy a romlott ételek megbetegítsék őket. Sőt, a történészek szerint így jutottunk el oda, hogy az étkezési eszközöket “ezüst evőeszköznek” nevezzük.”

Most az ezüstből való étkezés inkább a gazdagságról, mint az egészségről szól. Ennek ellenére az ezüst továbbra is szerepet játszik az orvostudományban. Az orvosok ezüstbevonatú kötszereket használnak, hogy elpusztítsák azokat a baktériumokat, amelyek megfertőzhetik az égési sérüléseket és más sebeket. Az ezüstöt néha orvosi eszközök, például légzőcsövek bevonására is használják. Ez csökkentheti annak a valószínűségét, hogy a lélegeztetőgépen lévő (a légzést segítő) betegeknél a baktériumoknak való kitettség miatt tüdőgyulladás alakuljon ki.

Alig az elmúlt évtizedben az ezüst mint baktériumölő szer használata drámaian kibővült – és nem csak az orvostudományban. Körülbelül 2005-től kezdődően a vállalatok elkezdték az ezüst egy speciális formáját a mindennapi termékek széles skálájához hozzáadni. Ezt az ezüstöt elképesztően apró részecskékké alakították. A cégek zoknikba, fogkefékbe, mosógépekbe, porszívókba és más tárgyakba tették.

Néha a speciális ezüst hozzáadását úgy reklámozzák, mint védelmet a baktériumok ellen, amelyek megbetegíthetik az embereket. Máskor inkább a büdös lábat vagy bűzös leheletet okozó baktériumok semlegesítéséről van szó. A legutóbbi számláláskor több mint 400 fogyasztói termék tartalmazta az ezüstnek ezt a nano-ezüstnek nevezett formáját.

A nano-ezüst részecskék, ahogy a név is sugallja, túl kicsik ahhoz, hogy még egy osztálytermi mikroszkóppal is észrevegyük őket. A részecskék átmérője 1 és 100 nanométer, azaz a méter milliárdod része között van. (A nano egy milliárdod részt jelentő előtag.) Összehasonlításképpen, a legtöbb emberi hajszál 40 000-120 000 nanométer széles. Ez több százszorosa még egy nagy nanorészecske szélességének is.

Az emberek évezredek óta használnak ezüsttermékeket. Néhány tudós azonban aggódni kezdett amiatt, hogy ha ennyi nano-ezüstöt adunk ennyi dologhoz, az károsíthatja az egészségünket vagy a környezetet. A szakértők válaszokat kezdtek keresni. De eddig az eredmények vegyesek.

Kicsi részecske, nagy felület

A tudósok szerint több dolgot is fontos tudni a nano-ezüstről, hogy felmérhessük annak lehetséges ártalmait. Először is, a nano-ezüst olyan apró, hogy apró helyekre is bejuthat. Ezek közé a terek közé tartoznak a mi sejtjeink és más élőlények sejtjei. Másodszor, mivel a nano-ezüst részecskék olyan kicsik, nagyon nagy felülettel rendelkeznek. Ez azt jelenti, hogy a térfogatukhoz képest a felületük meglehetősen nagy. A részecskék a felületükön kémiai reakciókat folytatnak. Minél nagyobb a felület, annál több a kémiai reakció. Ezek közül néhány reakció káros lehet. Mások talán nem.

A lehetséges reakciók listáján szerepel az is, ami akkor történik, amikor az ezüst reakcióba lép a levegőben lévő nedvességgel – ezek a nanorészecskék ezüstionokat bocsátanak ki. Az ezüstionok pozitív elektromos töltéssel rendelkező ezüstatomok. Egyes kutatások szerint az ezüstionok a sejtmembránok károsításával megölhetik a mikrobákat. Ezáltal a mikroba sejtjei “szivárogni” tudnak. Az érintett sejtek hamarosan elpusztulnak.

Más kutatások szerint maga a nanorészecske is képes elpusztítani egy mikrobát.

De mi történik, ha a nano-ezüst az emberi sejtekbe kerül? Néhány kutató azon töpreng, hogy a részecskék – vagy az általuk kibocsátott ionok – okozhatnak-e kárt.

Jim Hutchison egyike azoknak a tudósoknak, akik ezt próbálják kideríteni. Ő kémikus és a nanorészecskék szakértője az Eugene-i Oregoni Egyetemen.

Hutchison szerint az ezüst leglátványosabb hatása az argyria (Ahr-JEER-ee-uh) nevű állapot. A nagyon nagy mennyiségű ezüstnek kitett emberek szenvedhetnek ettől az állapottól. Bár a bőrt kékre színezi, úgy tűnik, hogy egyébként nem befolyásolja az egészséget.

A történészek gyanúja szerint az argyria az eredete a “kék vér” kifejezésnek. Nemesi származású emberek leírására használják. A királyi családok valószínűleg sok ezüst ékszert viseltek. A nemesek evéskor és iváskor is valódi ezüst étkészletet használtak.

Ezek a kékvérűek valószínűleg sok kolloid ezüstöt is ittak. Ez egy olyan folyadék, amelybe ezüstrészecskéket szuszpendáltak.

“A kolloid ezüstöt már régóta használják” – mondja Hutchison. “Úgy gondoltak rá, mint egy csodaszerre sok különböző betegségre.”

Ez különösen népszerű volt, mielőtt a modernkori antibiotikumokat kifejlesztették volna a mikrobák elpusztítására. Egyesek még ma is isszák. Úgy vélik, hogy képes leküzdeni néhány súlyos betegséget. Az amerikai Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatal azonban nem ért egyet. Ez a szövetségi ügynökség szerint nincs tudományos bizonyíték arra, hogy a kolloid ezüst bármit is sikeresen kezelne.

Eleddig Hutchison kutatásai azt sugallják, hogy a nano-ezüst és az általa kibocsátott ezüstionok valószínűleg nem károsak az emberekre (azon túl, hogy némelyikük elkékül). “Soha nem lehet bizonyítani, hogy minden technológia biztonságos lesz, mielőtt használnánk” – mondja. “De úgy tűnik, hogy az ezüst nem mérgező számunkra.”

Az ACS Nano folyóiratban közzétett 2011-es tanulmányában Hutchison csapata nagy teljesítményű mikroszkópok alatt vizsgálta az ezüst ékszereket és étkezési eszközöket. Azt találták, hogy a szilárd ezüsttermékekből nanorészecskék hullanak ki. “Ez azt jelenti, hogy a nano-ezüst hosszú-hosszú ideig érintkezett az emberrel” – mondja. És ez – vonja le a következtetést – “megnyugtató lehet, mert úgy tűnik, hogy ezek az expozíciók nem okoztak kárt.”

Mégis, jegyzi meg Hutchison, a nano-ezüstöt több termékben használják, mint valaha. Ez része a baktériumölők piacának fellendülésének. Lehetséges, hogy az emberek és a környezet is olyan nagy mennyiségű ezüstnek van kitéve, hogy a múltbeli tapasztalatok nem biztos, hogy teljesen előre jelzik a jövőbeli kockázatokat.”

A kevésből sok

Tény, hogy nincsenek tanulmányok arra vonatkozóan, hogy mennyi nano-ezüst lehet túl sok, mondja Ramune Reliene. Ő a New York Állami Egyetem rákkutatója Albanyban.

Tanulmányok bizonyítják, hogy a nano-ezüst károsíthatja az emberi sejteket. De ezek a tanulmányok a sejteket 100-10 000-szer több nano-ezüstnek tették ki, mint amennyivel az emberek jelenleg találkoznak a környezetben, mondja. Ráadásul a sejtek Petri-csészében voltak. Egy élőlényben lévő sejt másképp működik, mint egy laboratóriumi tálban.

A tudósok szerint ezért fontos a sejtvizsgálatokon túlmutatni. Egyesek azt szeretnék, ha a nano-ezüstöt állatokon tesztelnék. Reliene és mások már megkezdték ezt a munkát laboratóriumi egerekkel és patkányokkal. Eddig csak néhány ilyen vizsgálatot végeztek el. Ez azt jelenti, hogy még túl korai lenne biztosan tudni, hogy a nano-ezüst milyen hatással lehet a kis és nagy állatok egészségére.

Ezek a korai kutatások mégis arra utalnak, hogy a nano-ezüst problémákat okozhat. Tavaly például Reliene kutatócsoportja olyan adatokat tett közzé, amelyek szerint az ezüstdarabkák rákkeltő hatásúak lehetnek.

A kutatók öt napon keresztül nagy mennyiségű nano-ezüstöt tartalmazó vizet adtak öt egérnek. Ezután a szakértők megvizsgálták az állatok vérsejtjeit, a csontvelőjükben lévő sejteket és a fejlődő egérembriókból származó szöveteket. Minden esetben DNS-károsodást találtak. Ez a molekula a legtöbb sejtben megtalálható. Ez mondja meg a sejteknek, hogyan növekedjenek és működjenek.

Reliene különösen aggódik a csontvelőben lévő DNS-károsodások miatt. Ez azért van, mert mind az egereknél, mind az embereknél a vérsejtek a csontvelőben képződnek. Az a fajta károsodás, amelyet a kutatók az egerek csontvelőjében láttak, ugyanaz a típus, amely az embereknél vérrákhoz vezet. A leukémia és a limfóma két példa erre.

“Úgy tűnik, hogy a nanoszilver bizonyos szövetekre, különösen a csontvelőben lévő éretlen vérsejtekre mérgező” – zárja Reliene. Csoportja a Nanotoxicology 2015. márciusi számában osztotta meg eredményeit.

No silver lining to this pollution

Andrew Maynard az Ann Arbor-i Michigani Egyetem környezet-egészségügyi kutatója. Az ő csapata a Reliene-éhoz hasonló vizsgálatot végzett. Bár még nem tették közzé az adataikat, hajlandóak megosztani néhány korai eredményt. Ezek közül a legfontosabbak: Maynard azt mondja, hogy csoportja “gyakorlatilag semmilyen hatást nem tapasztalt”, amikor egereket etetett nagyon nagy mennyiségű nano-ezüsttel akár 28 napon keresztül.

Mind ő, mind Reliene azt mondja, hogy további kutatásokra van szükség, ha azt remélik, hogy rájönnek, miért hozhatott két hasonló vizsgálat ilyen eltérő eredményeket.

Az egyik lehetséges magyarázat a nano-ezüst részecskék bevonására használt vegyi anyagokkal kapcsolatos. A bevonat megakadályozza, hogy az egyes részecskék összecsomósodjanak. A különböző vállalatok különböző bevonatokat használnak. És ezek a bevonatok befolyásolhatják, hogy a nano-ezüst mérgező-e. Ezenkívül a nano-ezüstöt különböző méretben és formában lehet előállítani. Ez is befolyásolhatja a toxicitását.

Maynard gyanítja, hogy ha a nano-ezüst problémákat fog okozni, akkor az valószínűleg a környezetben fog megjelenni. Rengeteg nano-ezüst kerül oda. A nano-ezüsttel bevont mosógépek például minden egyes mosással a részecskék egy részét a csatornahálózatba öblítik. Onnan a részecskék a folyókba és a tavakba kerülnek.

“Mivel olyan kicsik, a nanorészecskék nagy távolságokra is eljuthatnak a vízben, a halak felvehetik őket, és bekerülhetnek a gyökérrendszerekbe” – mondja Maynard. Emellett leülepedhetnek a folyó vagy tó fenekén lévő üledékre is. És lehetséges, hogy a részecskék károsíthatják az ott élő mikrobákat. Az ilyen mikrobák között vannak olyan baktériumok, amelyek fontos szerepet töltenek be: lebontják az elpusztult növényeket és állatokat.

Amíg a mikrobák ezt teszik, visszavezetik a környezetbe a nitrogént, a foszfort és a szenet, amely az elpusztult szervezetekben volt. Ezek az elemek minden élőlény számára nélkülözhetetlen tápanyagok.

Ha a baktériumok nem tudják elvégezni a feladatukat, ezek a tápanyagok elzárva maradnak. Akkor a közeli növények nem tudják felhasználni őket a növekedéshez. Ez viszont csökkentheti a növényevő állatok táplálékellátását. Ez még a növényevő állatokra vadászó nagyobb állatok egészségére is hatással lehet.

Chris Metcalfe megpróbálja megérteni, hogy a nano-ezüst hogyan befolyásolhatja ezt a tápanyagkörforgást. A kanadai Ontario állambeli Peterborough-ban, a Trent Egyetemen dolgozik. Környezeti toxikológusként olyan anyagokat tanulmányoz, amelyek mérgekként szolgálhatnak a környezetben.

Ő és csapata nagy mennyiségű nano-ezüstöt juttatott egy Ontario északi részén található kísérleti tóba. Ez megváltoztatta a fenéken élő baktériumok keverékét. Metcalfe nem tudja megmondani, hogy a nano-ezüst változást eredményezett-e az egyes baktériumtípusok általános számában. Ez azért van így, mert a baktériumok azonosítására szolgáló technológiának korlátai vannak. De hozzáteszi: “Azt mondhatjuk, hogy megváltoztatta a baktériumok összetételét – amelyek közül néhányan részt vesznek a szén, a nitrogén és a foszfor körforgásában”. Ez pedig hatással lehet a tápanyagkörforgásra és az attól függő élőlényekre.”

A munkacsoportja három évvel ezelőtt publikálta eredményeit az Environmental Science and Technology című szaklapban.”

Ez az ezüstgolyó talán nem tart sokáig

De lehet egy még ennél is közvetlenebb aggodalom, aggódik Metcalfe és más tudósok. A nano-ezüst folyamatos áramlása a környezetbe elősegítheti, hogy a káros mikrobák ellenállóvá váljanak a baktériumölővel szemben. A mikrobák hajlamosak fejlődni – vagy idővel alkalmazkodni – a változó körülményekhez. És ezek az alkalmazkodások lehetővé tehetik számukra, hogy túléljék az ezüst mérgező dózisát.

Ha ez megtörténne, az orvosok többé nem támaszkodhatnának ezüstbevonatú orvosi eszközökre vagy ezüsttel kezelt kötszerekre, hogy megakadályozzák, hogy az ilyen baktériumok megbetegítsék betegeiket.

A mikrobák különösen jók a rezisztencia kialakításában. Ezért a káros baktériumok elpusztítására kifejlesztett antibiotikumok közül sok már nem működik. A legtöbb ilyen gyógyszert gyakran és hosszú ideig használták. Az antibiotikumok ilyen erős és tartós használata esetén a mikrobáknak nagyobb esélyük van arra, hogy a DNS-ükben éppen a megfelelő változást fejlesszék ki, hogy leküzdjék a gyógyszereket. Amint ez sikerül, ezek a “szuperbaktériumok” túlélnek, hogy további, ugyanilyen képességű mikrobákat szaporítsanak.

A mikrobáknak különösen nehéz rezisztenciát kifejleszteniük az ezüsttel szemben, mert az elem elpusztítja a sejtmembránokat, mondja Maynard. Ebből nem könnyű kilábalni. De nem is lehetetlen. A tudósok arra figyelmeztetnek, hogy minél több nano-ezüst kerül a környezetbe, annál nagyobb az esélye annak, hogy a mikrobák megtanulnak ellenállni neki.

Ahogy Maynard fogalmaz: “Az ezüst egy nagy védelmi vonal a mikrobákkal szemben. Nem akarjuk ezt a fegyvert zoknikra pazarolni.”

Hatalomszavak

(ha többet szeretne megtudni a hatalomszavakról, kattintson ide)

antibiotikum Gyógyszerként (vagy néha takarmányadalékként a haszonállatok növekedésének elősegítésére) felírt baktériumölő anyag. Nem hat vírusok ellen.

argyria A bőr tartós, kék elszíneződése, amely egy betegség kezelésére szolgáló ezüstalapú készítmények túlzott expozíciója miatt alakul ki.

baktérium (többes számban baktérium) Egysejtű szervezet. Ezek a Földön szinte mindenhol élnek, a tengerfenéktől az állatok belsejéig.

rák Több mint 100 különböző betegség bármelyike, amelyek mindegyikére jellemző a kóros sejtek gyors, ellenőrizetlen növekedése. A rákos megbetegedések, más néven rosszindulatú daganatok kialakulása és növekedése daganatokhoz, fájdalomhoz és halálhoz vezethet.

szén A 6-os atomszámú kémiai elem. A földi élet fizikai alapja. A szén szabadon létezik grafit és gyémánt formájában. Fontos része a szénnek, a mészkőnek és a kőolajnak, és kémiailag képes önmagához kötődni, így rengeteg kémiailag, biológiailag és kereskedelmileg fontos molekulát alkot.

sejt A szervezet legkisebb szerkezeti és funkcionális egysége. Jellemzően túl kicsi ahhoz, hogy szabad szemmel látható legyen, és membránnal vagy fallal körülvett vizes folyadékból áll. Az állatok méretüktől függően több ezer és trilliónyi sejtből állnak.

kémiai Két vagy több atomból álló, meghatározott arányban és szerkezetben egyesülő (összekapcsolódó) anyag. Például a víz egy kémiai anyag, amely két hidrogénatomból és egy oxigénatomhoz kötődik. Kémiai jele H2O.

kémiai reakció Olyan folyamat, amely egy anyag molekuláinak vagy szerkezetének átrendeződésével jár, szemben a fizikai forma megváltozásával (például szilárd anyagból gázzá).

kémia A tudományterület, amely az anyagok összetételével, szerkezetével és tulajdonságaival, valamint egymással való kölcsönhatásaikkal foglalkozik. A kémikusok ezt a tudást ismeretlen anyagok tanulmányozására, nagy mennyiségű hasznos anyag reprodukálására vagy új és hasznos anyagok tervezésére és létrehozására használják. (vegyületekről) A kifejezés egy vegyület receptjére, előállításának módjára vagy egyes tulajdonságaira utal.

kolloid (adj. colloidal) Egy másik anyagban szétszóródott, nagyon finomra osztott anyag. A kolloid ezüst például nagyon apró, folyadékban felfüggesztett ezüstrészecskékből áll.

DNS (a dezoxiribonukleinsav rövidítése) A legtöbb élő sejtben található hosszú, kettős szálú, spirális alakú molekula, amely a genetikai utasításokat hordozza. Minden élőlényben, a növényektől és állatoktól a mikrobákig, ezek az utasítások mondják meg a sejteknek, hogy milyen molekulákat kell létrehozniuk.

elektron Negatív töltésű részecske, amely általában az atom külső régióiban kering; a szilárd anyagokban az elektromosság hordozója is.

elem (a kémiában) Több mint száz olyan anyag mindegyike, amelyek legkisebb egysége egyetlen atom. Ilyen például a hidrogén, az oxigén, a szén, a lítium és az urán.

embrió A fejlődő gerinces vagy gerinccel rendelkező állat korai szakasza, amely csak egy vagy néhány sejtből áll. Melléknévként az embrió kifejezés lenne – és egy rendszer vagy technológia korai szakaszára vagy életére utalhat.

Food and Drug Administration (vagy FDA) Az Egyesült Államok Egészségügyi és Emberi Szolgálatok Minisztériumának része, az FDA feladata számos termék biztonságának felügyelete. Felelős például azért, hogy a gyógyszerek megfelelően legyenek címkézve, biztonságosak és hatásosak; hogy a kozmetikumok és étrend-kiegészítők biztonságosak és megfelelően legyenek címkézve; és hogy a dohánytermékek szabályozottak legyenek.

élelmiszerhálózat (más néven tápláléklánc) Az ökoszisztémán osztozó élőlények közötti kapcsolatok hálózata. A tagszervezetek táplálékforrásként a hálózaton belül másoktól függenek.

csíra Bármely egysejtű mikroorganizmus, például baktérium, gombafaj vagy vírusrészecske. Egyes csírák betegséget okoznak. Mások elősegíthetik a magasabb rendű szervezetek, köztük a madarak és emlősök egészségét. A legtöbb csíra egészségügyi hatása azonban ismeretlen.

ion Egy vagy több elektron elvesztése vagy megszerzése miatt elektromos töltéssel rendelkező atom vagy molekula.

leukémia A rák olyan típusa, amelyben a csontvelő nagy számban termel éretlen vagy kóros fehérvérsejteket. Ez vérszegénységhez, a vörösvértestek hiányához vezethet.

lymphoma Az immunrendszer sejtjeiből kiinduló ráktípus.

marrow (az élettanban és az orvostudományban) A csontok belsejében kialakuló szivacsos szövet. A vörösvértestek többsége, a fertőzések ellen küzdő fehérvérsejtek és a vérlemezkék mind a csontvelőben képződnek.

membrán Olyan akadály, amely méretüktől vagy más jellemzőiktől függően akadályozza egyes anyagok átjutását (vagy átáramlását). A membránok a szűrőrendszerek szerves részét képezik. Sokan szolgálják ezt a funkciót a test sejtjein vagy szervein.

mikroba A mikroorganizmus rövidítése. Olyan élőlény, amely túl kicsi ahhoz, hogy szabad szemmel lássuk, beleértve a baktériumokat, egyes gombákat és sok más szervezetet, például az amőbákat. A legtöbbjük egyetlen sejtből áll.

mikroszkóp A szabad szemmel való észleléshez túl kicsi tárgyak, például baktériumok, növények vagy állatok egyes sejtjei megtekintésére használt műszer.

nano A milliárdod részre utaló előtag. A metrikus mértékrendszerben gyakran használják rövidítésként olyan tárgyakra utalva, amelyek hossza vagy átmérője a méter milliárdod része.

nanorészecske Olyan kis részecske, amelynek méreteit a méter milliárdod részeiben mérik.

nitrogén Színtelen, szagtalan és nem reagáló gáznemű elem, amely a Föld légkörének mintegy 78 százalékát alkotja. Tudományos jele N. A nitrogén nitrogén-oxidok formájában szabadul fel a fosszilis tüzelőanyagok elégetésekor.

részecske Valaminek egy parányi mennyisége.

Petri-csésze Baktériumok vagy más mikroorganizmusok tenyésztésére használt sekély, kör alakú edény.

foszfor A természetben foszfátokban előforduló, erősen reaktív, nem fémes elem. Tudományos jele P.

tüdőgyulladás Olyan tüdőbetegség, amelyben a vírus vagy baktérium okozta fertőzés gyulladást és szövetkárosodást okoz. Néha a tüdő megtelik folyadékkal vagy nyálkával. A tünetek közé tartozik a láz, hidegrázás, köhögés és légzési nehézség.

rezisztencia (mint gyógyszerrezisztencia) Egy gyógyszer hatékonyságának csökkenése egy betegség, általában egy mikrobiális fertőzés gyógyítására. (mint betegségrezisztencia) Egy szervezet azon képessége, hogy leküzdje a betegséget. (mint a testmozgás) Egyfajta, meglehetősen mozgásszegény gyakorlat, amely az izmok összehúzódására támaszkodik, hogy helyi szövetekben erőt fejlesszen.

technológia A tudományos ismeretek gyakorlati célú alkalmazása, különösen az iparban – vagy az ezen erőfeszítések eredményeként létrejövő eszközök, eljárások és rendszerek.

toxikus Mérgező vagy képes károsítani vagy elpusztítani sejteket, szöveteket vagy egész szervezeteket. Az ilyen méreg által jelentett kockázat mértéke a toxicitása.

toxikológia A tudomány azon ága, amely a mérgeket és azt vizsgálja, hogy azok hogyan zavarják az emberek és más szervezetek egészségét.

ventilátor (az orvostudományban) Olyan eszköz, amelyet arra használnak, hogy segítsen egy személynek lélegezni – oxigént beszívni és szén-dioxidot kilélegezni -, amikor a test ezt nem tudja könnyen megtenni magától.

Szavak keresése (a nyomtatáshoz kattintson ide a nagyításhoz)