Metale ciężkie to zbiór szerszej definicji, która określa zbiór metali oraz półmetali, które charakteryzują się dużą gęstością oraz przede wszystkim właściwościami toksycznymi. W biologii oraz medycynie termin ten jest używany w kontekście pierwiastków, które używa się w przemyśle i są one toksyczne dla człowieka oraz środowiska. Są to między innymi rtęć, ołów, chrom, arsen i wiele innych.

Toksyczne działanie powyższych metali polega między innymi na ich kumulacji w narządach człowieka takich jak kości, nerki czy też mózg. Ich skumulowany nadmiar może doprowadzić do zatruć oraz przewlekłych chorób układu krążenia, układu nerwowego, nerek oraz chorób nowotworowych. Warto również zaznaczyć, że na negatywny wpływ metali ciężkich jest narażona każda osoba, np. poprzez spożywanie pokarmów zanieczyszczonych związkami tych metali.

Jak się chronić przed tego typu zagrożeniami? Z pomocą przychodzi nam stworzony przez naturę produkt w postaci Mumio, który zawiera dużą ilość kwasów humusowych. Jak wpływa to na organizm oraz jego ochronę? Aby odpowiedzieć na to pytanie na samym początku należy wyjaśnić to, czym są i jak wpływają na ludzki organizm kwasy humusowe.

Kwasy humusowe

Kwasy humusowe, inaczej kwasy próchniczne są mieszaniną związków organicznych o zmiennym składzie. Tworzą się one w biochemicznych procesach rozkładu związków organicznych budujących żywe organizmy. Inaczej, są to makrocząsteczki, które naturalnie występują we wszystkich środowiskach, w których obecna jest materia roślinna.

Kwasy humusowe możemy podzielić na dwa rodzaje: kwasy huminowe oraz kwasy fulwowe. Warto jest również nadmienić, że kwasy humusowe nie mają ściśle określonego składu i struktury.

Substancje humusowe ogrywają fundamentalną rolę w wielu ekosystemach i organizmie ludzkim. Oddziałują one z toksycznymi metalami obecnymi chociażby w organizmie człowieka, powodując spadek w biodostępności takich jonów. Kwasy humusowe mają zdolność wiązania zanieczyszczeń bez wchłaniania ich pr zez organizm, a co za tym idzie substancje szkodliwe nie przedostają się do krwiobiegu.

Kwasy humusowe a metale ciężkie

Poprzez stosowanie kwasów humusowych, które znajdują się w takich produktach jak Mumio doprowadzamy do sytuacji, w której Jelito może wydalać związane  toksyny. Oznacza to, że kwasy humusowe mają znaczącą rolę w usuwaniu zanieczyszczeń.

W celu sprawdzenia skuteczności kwasów humusowych w walce z metalami ciężkimi przeprowadzono szereg zaawansowanych badań. Jedno z nich zatytułowane „Applications of humic acids in the treatment ofheavy metal contamination „ (Zastosowania kwasów humusowych w leczeniu zanieczyszczenia metalami ciężkimi ) zostało przeprowadzone przez kilku badaczy z Wydziału Nauk Chemicznych i Biosystemów Uniwerystetu w Sienie, we Włoszech.

Została opracowana i zastosowana metoda analityczna do określenia stabilności oddziaływania wewnętrznego między kwasem humusowym a jonami metali ciężkich . Stosując tę metodę, można było określić ilościowo zdolność kwasów huminowych obecnych zarówno w środowisku glebowym, jak i wodnym do obniżenia stężenia metali ciężkich, które są często dostępne w zanieczyszczonych miejscach.  W ekosystemach podmokłych, gdzie materiały humusowe i woda pozostają w stałej korelacji, takie możliwości kompleksowania mogą stanowić fundamentalną przepustkę  dla oczyszczenia skażonych wód i gleb.

Kwasy humusowe a grafen

Grafen stał się obiektem szerokich badań jego zastosowań w wielu dziedzinach życia codziennego. Czym jest grafen i jakie są jego właściwości? Otóż jest to płaska struktura złożona z atomów węgla połączonych w sześciokąty (przypomina plaster miodu). Szerokie zainteresowanie grafenem wynikło z jego właściwości elektrycznych oraz mechanicznych.  Wykorzystywany może być również w biomedycynie w celach diagnostycznych, inżynierii tkankowej.

Niestety naukowcy skupiają się wyłącznie na pozytywnym wykorzystaniu grafenu starając się unikać odpowiedzi wobec zagrożeń dla ludzkiego organizmu oraz ekosystemu. Badanie przeprowadzone przez chińskich naukowców wykazało, że grafen znacząco hamuje liczbę korzeni pszenicy i biosyntezę chlorofilu oraz zmienia morfologię pędów. Zastanawiano się w jaki sposób kwasy humusowe mogą zmienić kolej rzeczy.

Kwas huminowy (HA), wszechobecna forma naturalnej materii organicznej, znacząco (P < 0,05) złagodził tę fitotoksyczność i przywrócił ostrą morfologię wierzchołków pędów. Zarówno grafen, jak i grafen-HA zostały przeniesione z korzeni pszenicy do pędów i znaleziono je w cytoplazmie i chloroplastach. HA zwiększał nieuporządkowaną strukturę i powierzchniowe ładunki ujemne oraz zmniejszał agregację grafenu. HA usprawnił przechowywanie grafenu w wakuolach, potencjalnie wskazując na skuteczną ścieżkę detoksykacji. Zawartość kadaweryny, alkanu, kwasu glikonowego i kwasu akonitowego została podwyższona przez grafen, co znacznie przyczyniło się do zaobserwowanej fitotoksyczności.

W pracy przedstawiono innowacyjną koncepcję, zgodnie z którą HA działa jako naturalne antidotum na grafen, regulując jego translokację i przepływy metaboliczne in vivo. Wiedza ta ma kluczowe znaczenie dla uniknięcia przeszacowania zagrożeń związanych z nanomateriałami i może być wykorzystana do kontrolowania zanieczyszczenia nanomateriałów.