Nový biomarker může signalizovat, že uran v pitné vodě se hromadí a poškozuje ledviny

Nová studie vědců na Columbia University Mailman School of Public Health zjistila, že izotopové složení uranu lze použít jako biomarker pro neinvazivní měření akumulace uranu v ledvinách. Uran z pitné vody se může v ledvinách akumulovat – dokonce i při nízké úrovni expozice – a tento nově identifikovaný biomarker může sloužit jako včasný varovný znak poškození ledvin.

Zjištění, Publikováno v Environmentální věda a technologieNavrhněte potenciální průlom při detekci a prevenci chronického onemocnění ledvin způsobený toxicitou uranu. Tento objev nabízí kritické vhled do převážně přehlížené hrozby životního prostředí.

„Uran, který vstupuje do těla pitnou vodou, je filtrován ledvinami, kde je některé z nich zachováno a může v průběhu času způsobit škodu,“ uvedl starší autor Anirban Basu, Ph.D., geochemik a vědec na Columbia Mailman School. „Naše studie naznačuje, že izotopy uranu v moči mohou poskytnout citlivý, neinvazivní biomarker pro detekci akumulace ledvin a riziko poškození.“

Rozsáhlá expozice

Podle federálních údajů mají téměř dvě třetiny amerických komunitních vodních systémů-obsluhující přibližně 320 milionů lidí-detekovatelné hladiny uranu. Asi 2% těchto systémů překračuje maximální úroveň kontaminantů EPA (MCL) 30 mikrogramů na litr (μg/l). Mezi soukromými jamkami, které dodávají vodu na zhruba 15% populace, asi 4% přesahují MCL.

Zatímco uran je nejlépe známý jako radioaktivní prvek, jeho chemická toxicita – zejména k ledvinám – je to naléhavější zájem o úrovně environmentální expozice. Studie ukazují, že i nízké koncentrace uranu (pod 30 μg/l MCL) mohou narušit funkci ledvin.

„Naše zjištění vyvolávají zvláštní obavy pro komunity ve Velkých pláních a náhorní plošině Colorado, včetně mnoha domorodých amerických populací, kde přírodní uranové vklady a dědictví těžební činnosti vedly k vysoké kontaminaci podzemních vod,“ dodal Basu.

Dopady na zdraví a potřeba lepší detekce

Zhruba 80% požitého uranu je vylučováno močí během několika dnů, ale zbytek se může akumulovat v ledvinách – zejména ve vnější vrstvě, kde se váže na buňky, způsobuje poranění a interferuje s vitálními funkcemi. V průběhu času může toto poškození přispět Chronické onemocnění ledvin.

„Současné nástroje k měření uranu v těle nám neřeknou, kolik se v ledvinách konkrétně hromadí-jedná se o velký zátaras k porozumění a prevenci dlouhodobého poškození ledvin před vystavením uranu,“ uvedla první autorka Catherine Lucey, doktorandská studentka v oblasti životního prostředí v Columbia Mailman School.

V experimentech s myšími vědci zjistili, že v ledvinách i kostích s odlišnými izotopickými podpisy po pouhých 7 až 14 dnech vystavení kontaminované vodě. Toto je první důkaz in vivo, že absorpce molekulárního uranu mění proporce svých izotopů detekovatelných v orgánech a v moči.

Protože izotopový podpis uranu je detekovatelný v moči, tento biomarker by mohl umožnit nákladově efektivní a neinvazivní monitorování hladin uranu ledvin-zvláště užitečné v komunitách s vyšším rizikem expozice.

„Naše výsledky podporují vývoj nových modelů, aby předpovídali, jak uran cestuje tělem – od požití po akumulaci a vylučování,“ řekl Lucey. „Tato práce klade základ pro přesné biomarkery, které by mohly vést k dřívějšímu zásahu – než dojde k nevratnému poškození ledvin.“

Studie je součástí širšího úsilí o zlepšení dohledu nad životním prostředím a vývojem nástrojů pro monitorování expozic kovů u zranitelných populací. Vědci plánují budoucí studie s delšími obdobími expozice a nižší uran dávky k lepšímu pochopení dlouhodobých účinků.

Mezi další spoluautory patří Brandon L. Pearson, Kathryn DeSantis, Ana Navas-Acien, Kathrin Schilling a Jeff Goldsmith z Columbia Mailman School of Public Health a Alex N. Halliday z Lamont-Doherty Earth Observatory v Columbia Climate School.