Учёные выяснили, как образуются минералы в слёзных каналах человека
21 Июля 2021

Ученые геолого-географического факультета Томского госуниверситета исследовали минеральные фазы дакриолитов – образований, которые формируются в слёзных каналах человека. Одна из рабочих гипотез, которая при этом проверялась, – зависимость минерального состава «глазных камней» от состояния окружающей среды. Исследование такого рода было проведено впервые, обычно научный интерес вызывают причины появления дакриолитов и методы лечения вызванных ими заболеваний. 

Дакриолиты состоят из органического вещества, в котором присутствуют включения неорганических соединений. Предыдущие исследования по этой теме показали, что неорганические фазы представлены в основном карбонатсодержащим гидроксилапатитом, реже фиксируется наличие кальцита, галита и водного фосфата магния. Эти минералы считаются эндогенными, то есть возникающими непосредственно в организме. Поскольку в составе живого организма содержится множество химических элементов, это дает основание предположить, что прецизионное (таргетное) исследование неорганических компонентов выявит дополнительные минеральные фазы, образование которых потенциально может быть связано с окружающей средой, в которой существует человек. 

Оксана Бухарова

– Мы – часть окружающего мира, неотъемлемая его часть. Когда меняется окружающая среда, и конечно не без нашего участия, все это отражается на живых организмах. Происходят сбои на клеточном уровне, и это приводит к различным патологиям, в частности, патогенному минералообразованию. Мы пьем воду, которая просачивается через породы разного состава. Мы употребляем пищу, в которой содержится некоторое количество эссенциальных или условно эссециальных химических элементов. В конце концов, мы дышим воздухом, в котором содержатся различные по составу пылевидные частицы. Так в организм человека попадает большое количество элементов, которые должны способствовать его нормальному функционированию, а «излишек» – выводится из него, – объяснила доцент кафедры минералогии и геохимии ГГФ ТГУ Оксана Бухарова.

За три года ученые ГГФ в соответствии с протоколом биоминералогического исследования отобрали более 800 образцов дакриолитов из слёзных протоков 60-летней женщины, которая страдала коллагенозом и аутоиммунным заболеванием. В отличие от дакриолитов, полученных в результате хирургического вмешательства в слезные мешки и протоки, эти образцы были твердыми.

– Мы показали, каким непростым является состав дакриолитов, что они состоят не только из органики, которую медики достойно изучили, – поясняет Оксана Бухарова. – В перечне медицинских манипуляций есть пункт «Анализ минерального состава мочевых камней». Лишь только эти камни подвергаются тщательному анализу, причем, коллеги-медики рекомендуют обращаться к нам, поскольку сами они не обладают необходимой приборной базой, не располагают методиками, которые применяет минералогия. Все остальные патогенные образования медики не анализируют. Надеемся, что наше исследование расширит спектр материалов для диагностики.

Дакриолиты изучали в ТГУ с помощью сканирующего электронного микроскопа совмещенного типа с энергодисперсионным детектором, позволяющим обнаружить различные неорганические фазы: оксид кремния, оксалат кальция, сульфат бария, кислородсодержащее соединения железа, сульфид железа, хромат свинца и оксид никеля. В изученных дакриолитах также широко распространены алюмосиликат титана и алюмосиликат железа.

Биоминерализация

– Неорганические биоминеральные фазы в дакриолитах служат детоксикаторами в человеческом организме, связывая ионы токсичных металлов с биоминеральными объектами. Однако из-за патогенной биоминерализации жизненно важные макро- и микроэлементы, такие как Ca, Fe и Si, также могут быть исключены из метаболизма, – рассказала Оксана Бухарова.

Исследование выявило в дакриолитах большее количество различных минеральных фаз, чем отмечалось ранее. Ученые предположили, что многообразие в минеральном составе «глазных камней» может быть связано с окружающей средой. Теперь требуются дополнительные исследования органоминеральных агрегатов пациентов из других регионов – с разными характеристиками окружающей среды, чтобы верно интерпретировать результаты.

Результаты исследования опубликованы в журнале Micron (Q3).