expozíciós Forrás
jelen tanulmány azt bizonyította, hogy az eloszlás Gd belül kortikális csont szövet, valamint a megfelelési a többi észlelt elemek. A beteg történetéből ismert, hogy az MRI-t 8 hónappal a biopszia előtt végezték el, de továbbra sem ismert, hogy kontrasztanyagot használtak-e. Ezért nem állíthatjuk, hogy a Gd jel ebből az egyetlen expozíciós eseményből származik. Érdemes megjegyezni, hogy a CE-MRI-n kívüli GD-expozíciós források lehetségesek29,30.
Rare-earth elements (REE) bányászat és feldolgozás e tekintetben említhető, bár a pneumoconiosison kívüli negatív egészségügyi eredményekkel járó foglalkozási expozícióról szóló jelentések szórványosak. Li et al. találtam magasabb, húgyúti szint La Nd, Ce, valamint Gd a kitett munkavállalók foglalkozik Ce de La oxidok ultrafinom részecskék nanorészecskék, mint a nem-exposed31, azonban a következő papírt a csoport (feltehetően az azonos tárgyú), a kreatinin beállítani, húgyúti szint REEs, nem mutatott szignifikáns különbséget a gadolínium levels32. Nem találtunk jelentéseket a gadolíniumnak az utasoknak kitett alanyokban történő lerakódásáról.
az elmúlt években az antropogén Gd szennyezés, különösen a vízi rendszerekben, kiterjedt kutatás témájává vált33, 34, 35. Kétlem azonban, hogy a csapvízben a Gd alacsony koncentrációja a csontszövetben felhalmozódáshoz vezethet; és tekintettel a valószínű foglalkozási előzményekre, a gadolínium magas koncentrációinak vélelmezhető foglalkozási expozíció valószínűsége távoli.
hipotézisünk az, hogy az ebben a vizsgálatban végzett megfigyelések általában jellemzőek lehetnek a csont Gd felvételére, függetlenül a forrástól. Képalkotó kísérletek nagyobb számú biopszia a betegek ismert történelem Gd expozíciós van szükség, hogy rendszeresen meghatározzák Gd felhalmozódása/megtartása tekintetében a forrás -, mind a tervezett munka után ez a pioneer tanulmány.
ex vivo analízis, lokalizáció a csonton belül
eddig a csontokban a Gd retenciót ömlesztve vizsgálták, és sok esetben ICP-alapú technikákat alkalmaztak az elemzéshez16,17,36, 37. A kutatás által végzett csatolású plazma atom emissziós spektroszkópia (ICP-AES), ICP-MS képest lineáris GBCA (Omniscan), hogy makrociklikus (ProHanse), valamint kiderült, magasabb szintű visszatartás csont esetén lineáris kontraszt agent36,37. Az egyik vizsgálat, amely a SEM-EDS-t alkalmazta az elemzéshez, arról számolt be, hogy a csontban nem észleltek Gd-T. Ennek oka lehet a kiválasztott módszer kimutatási határértékei vagy az előző mintaelőkészítés, mivel a mintát lefejtették14. Míg az EDS észlelési határértékei általában 0 körül vannak.5 wt%, az SR-XRF spektrometria (a jelen tanulmányban alkalmazott) sokkal nagyobb érzékenységet mutat a ppm24 alpontra, így ez a módszer alkalmasabb a nyomelemek, például a GD helyi elemzésére. Valóban, a várható Gd koncentráció a csont expozíció után, hogy GBCA belül néhány ppm, amely támogatja a tömeges mérések (akár 1.77 µg Gd/g bone37), valamint az in vivo kísérletek (átlagos 1.19 µg Gd/g bone19).
mivel a gadolínium koncentrációja az észlelt struktúrákban jelentős jelentőséggel bír, megpróbáltuk a helyi Gd-tartalom számszerűsítését – és megkaptuk a 70-270 µg / g maximális értékeket (lokálisan észlelt maximális koncentráció, indikatív, nem tévesztendő össze a fent említett ömlesztett értékekkel!)- a részletes eljárást Kiegészítő anyag írja le. Ez jól korrelál a hasonló elemi képalkotó kísérletben kapott, bőrbiopsziával végzett eredményekkel, ahol a GD maps hot spot koncentrációja meghaladja a 100 µg/g38 értéket.
az ANKA synchrotron és a qBEI képeknél kapott elemi térképek korrelálásával képesek voltunk olyan szövettani struktúrákat hozzárendelni, amelyek hajlamosak a Gd felhalmozódására, nevezetesen (i) cementvonalak és (ii) vascularis pórusfalak (interfész a Haversian/Volkmann csatornákhoz). Elképzelhető, hogy a csatornák falain belüli lerakódás az erek közvetlen közelségének köszönhető, amely a Gd fő szállítási útvonalát tartalmazza az expozíció után. A cementvonalak az osteon határait jelölik, ásványi anyagokban gazdagok és kollagénhiányosak (az osteon mineralizált mátrixához képest), valamint nem kollagén fehérjéket is tartalmaznak, mint például osteopontin, glikozaminoglikánok, osteocalcin és csont sialoprotein39. A cementvonalakat az osteon képződésének fordított fázisában (azaz az új szekvenciális lamellák kialakulása előtt)40 határozzák meg. Feltételezve, hogy a tranziens Gd expozíció az osteon képződésének ezen szakaszában történt, valószínű, hogy a GD bekerülhet a cementvonal és a szomszédos lamellák összetételébe.
Korrelációs más elemek, lehetséges mechanizmusai visszatartás
A korreláció Gd más elemek is rávilágított, hogy a kémiai környezet, Gd belüli felhalmozódását, valamint a mechanizmus megtartása. A bőrön lévő Gd-lerakódásokról rendelkezésre álló adatok kolokalizációra utalnak olyan elemekkel, mint a Ca, P és Zn. Abraham et al. megfigyelt Gd együtt Ca által SIMS10. Birka et al. használt LA-ICP-MS arra a következtetésre jutott, hogy a megfelelő GD és P eloszlások jelenlétére utalnak oldhatatlan betétek GdPO4 a szöveti rész; a Gd és a Ca korreláció arra utalhat, hogy a Gd kalciumtartalmú lerakódásokat okoz, amelyek kalcifikációt váltanak ki11. George et al. az NSF által érintett bőrben az SR-XRF alkalmazásával végzett GD-felhalmozódást vizsgálták, és egyértelmű korrelációt találtak a GD, Ca és P eloszlások között, valamint a kiterjesztett abszorpciós finomszerkezeti spektroszkópia (EXAFS) alkalmazása lehetővé tette továbbá a Gd-jelenlét feltételezését GdPO4-szerű szerkezetek13 formájában. A Gd és Ca lerakódások során inhomogén Zn eloszlást is találtak, bár arra a következtetésre jutottak, hogy a Zn nem mutat egyszerű összefüggést a bőr ezen elemeivel. Ugyanakkor, High et al. szintén a használata SR-XRF megfigyelt kolokalizációja GD, Ca és Zn a bőrszövetben, és feltételezték, hogy Ca és Zn megkönnyíti elmozdulását GD a kelátképző agent12. Érdekes eredményeket kaptak a Clases et al.,, aki vizsgált, nem csak a bőrt, hanem az agyi lerakódások, használata LA-ICP-MS. A bőr elemi megoszlása Gd, P, Ca, valamint Zn összefügg a hely, forma, rámutatva, hogy a rengeteg oldhatatlan foszfát faj, míg az agy összefüggéseket, valamint a co-megújult a Gd P, Ca, Zn, valamint Fe volt observed38.
azonban a folyamatban lévő kutatások ellenére a csontban a GD beépülésének mechanizmusa meghatározatlan marad, és a lerakódás formája nem ismert. A Gd csonton belüli térbeli eloszlásának vizsgálata ennek megértésében lehet fontos, és ilyen vizsgálatokat is meg kell követelni41. Bár a bőr lerakódásának mechanizmusa eltérhet a csont felhalmozódásától, a meszes régiókban is találtunk Gd-T. Darrah et al. javasolt, hogy a Gd-kelátokból felszabaduló Ionos Gd3+ később beépül a bone17 szénsavas kalcium-hidroxi-apatit ásványi fázisába. Egy ilyen folyamat, az úgynevezett” transzmetalláció”, amelyben a GBCA molekulája állítólag in vivo környezetben megy keresztül, az endogén kationok (Fe3+, Zn2+, Mg2+, Ca2+ stb.) és Gd3+, valamint endogén anionok (karbonát, hidroxid, foszfát stb.) és a ligandum. A Ca-transzmetallációt a Ca-hoz hasonló Gd támogatja, az ionok ionos sugara 107,8 pm a GD-hez, 114 pm pedig a kalciumhoz. Ebben az összefüggésben szeretnénk megemlíteni az Sr csontba történő beépüléséről szóló korábbi tanulmányunkat, mivel az Sr kémiailag hasonló a Ca-hoz. Azoknál a betegeknél, akik megkapták Sr-ranelát kezelés a csontritkulás, Sr elsősorban található az újonnan alakult csont mátrix (alakult ebben az időszakban a megnövekedett Sr szérum szint) pedig be kell építeni a hidroxiapatit kristályok módosítása/növelve a kristályrácsban constant42,43. Ezért feltételezhetjük, hogy a Gd-visszatartás ugyanolyan jellegű, amelyet tovább lehet értékelni a speciációs elemzéssel.
a másik lehetséges transzmetallációs versenytárs a Zn, amelyet már a fent tárgyalt bőr lerakódások ex vivo mérései javasoltak. 2010-Ben S. Greenberg esetjelentést tett közzé egy krónikus Zn-mérgezésben szenvedő betegről, rámutatva a GD-Zn transzmetalláció miatti lehetséges Gd-visszatartásra44. A Diamond Light Source és ESRF szinkrotronokon végzett méréseinkkel szubmikrométeres gerendákkal a mineralizált csonton belüli Gd struktúrákra összpontosítottunk. Ezek a képalkotó kísérletek a Gd és a Zn helyi átfedését mutatták ki. Bár eloszlási mintáik nem azonosak, úgy tűnik, hogy a Gd csak a magas Zn-tartalmú területeken van jelen. Csoportunk korábbi vizsgálatai magas Zn -, Pb-és Sr-tartalmat mutattak ki a cementhuzatokban22. A GD és a Zn közötti kölcsönös függőséget mutató jelenlegi eredmények támogathatják a Gd-Zn transzmetallációt, mint a Gd visszatartás mechanizmusát.
szignifikancia és lehetséges toxicitás
a gadolínium a ritkaföldfémek csoportjába tartozik, általában nem található élő szervezetekben, és szabad Ionos Gd3+ Formájában3 nagyon mérgező. A csontszövet metabolikusan aktív, és folyamatosan átalakul. Ezért valószínű, hogy lassú endogén Gd felszabadulás lép fel a véráramba, és a kockázat még nagyobb azoknál a betegeknél, akiknél fokozott csontreszorpció (terhesség, szoptatás, menopauza idején; osteoporosisos betegeknél) 17,45. A gbcas alkalmazásával kapcsolatos biztonsági aggályok növekedése állatkísérleteket váltott ki, a Gd-visszatartás különböző szövetek általi vizsgálatát, a gbcas egészséges állatokban történő egyszeri vagy ismételt adagolását, valamint az indukált betegségmodelleket. Jost et al. összehasonlítva a lineáris és makrociklikus gbcas-t patkányokban az agy lerakódása tekintetében, 2 hetes ismételt alkalmazás után, LA-ICP-MS46 alkalmazásával. A Gd felhalmozódásának korábban ismeretlen helyét Delfino et al azonosította. a who megfigyelte a periodontális szövetekben a GD lerakódását Murin modellben indukált vesebetegséggel, SR-XRF és LA-ICP-MS47 alkalmazásával. Érdekes eredményeket mutatott a Gd különböző csontszövetek – corticalis, trabecularis csont és csontvelő-differenciál akkumulációja fiatal és felnőtt patkányokban ICP-MS által Fretellier et al.48. A Prola – Netto et al tanulmányozta a GBCAs terhesség alatti alkalmazását és a GD magzatra gyakorolt lehetséges hatását. a rhesus makákókban, és bár a méhen belüli expozíció után csak rendkívül alacsony Gd-szintet találtak a fiatal szövetekben, a combcsontot az összes állat esetében következetes Gd-visszatartás helyeként azonosították49. Mostanáig azonban nem végeztek vizsgálatokat, amelyek lehetővé tették a Gd beépülésének mechanizmusainak tisztázását a csontba, valamint annak további sorsát, ezért állatmodelleket és emberi biopsziákkal kapcsolatos vizsgálatokat kell követelni50.
A tudás lerakódás a Gd-t a GBCAs a csont fontos, főleg a kilátás a közelmúltban szerzett bizonyítékok a felhalmozási magatartás agyszövet, valamint a lehetséges kockázatok toxicitás ingyenes Gd. A legjobb tudásunk szerint ezek a mérések az első kísérlet a GD felhalmozódására a csontszövetben, ami kivételes érték a Gd visszatartás mechanizmusainak megértéséhez, továbbá a GBCAs biztonságosságára vonatkozó előrejelzésekhez.
Outlook
összefoglalja a további kutatások legfontosabb kérdéseit, amelyeket javasoljuk, hogy összpontosítson: (i) szisztematikus elemzése biopszia a betegek ismert történelem GBCA bevitel képest ellenőrzés nélkül klinikai Gd expozíció, (ii) az állatkísérletek összehasonlítása Gd egészítette ki, valamint kontroll állatok megkülönböztetni felhalmozási minták folyamatos, valamint a rövid expozíciós idő események (iii) mennyiségi meghatározása Gd belül csont, amely használatával érhető el mátrix-illesztett szabványok (a többi elemi képalkotó módszerek, mint például a LA-ICP-MS SIMS lehet alkalmazni is); (iv.) a speciation a letétbe helyezett Gd kell végezni, pl. by XANES and EXAFS to gain knowledge about the specific chemical form, which is essential in predicting the possible health hazard (toxicity).