Ozonvergiftung mit Neutronenstrahlen aufdecken

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Ozon greift Lipide in der Lunge an

Zur weiteren Untersuchung führten Dr. Katherine Thompson von Birkbeck und ihr Team Neutronenreflexionsexperimente am Institut Laue-Langevin in Grenoble und an der ISIS-Neutronenquelle in Oxfordshire an einer künstlichen einlagigen Lipidschicht durch, mit der die Lungenoberfläche simuliert wurde. Die Lipidschicht wurde einem verdünnten Gasgemisch aus Ozon ausgesetzt und die Veränderungen in ihrer Struktur oder Oberflächenspannung wurden in Echtzeit untersucht. Die Ozonkonzentration betrug etwa 100 parts per billion (0,1 ppm), was in etwa der Größenordnung in einer verschmutzten Stadt im Sommer entspricht.

Die Verwendung von Neutronen ermöglichte es Dr. Thompson, verschiedene Teile der Probe durch Deuterierung zu markieren, ein Prozess, bei dem ein schwereres Wasserstoffisotop eingebaut und undeuterierten Proben gegenübergestellt wird, um die Lage der Wasserstoffatome herauszufinden. So konnten verschiedene Teile des Moleküls getrennt beobachtet werden, wenn sie mit dem Ozon reagieren.

Mit dieser Technik zeigte Dr. Thompsons Team, dass einer der aufwärts zeigenden Schwänze des Lipids, C9-Teil genannt, während der Ozon-Degradation abbricht und vollständig von der Oberfläche verschwindet. Der noch am Lipidkopf haftende Teil orientiert sich dann neu und dringt in die Luft-Wasser-Schnittstelle ein. Der Verlust des C9-Teils verursacht einen anfänglichen Abfall der Oberflächenspannung, welcher zeitweilig zu einer Ausdehnung der Oberfläche für den Gasaustausch und das effiziente Atmen führt. Dieser Effekt ist jedoch von kurzer Dauer, weil das Eindringen des Molekülrests in das Wasser einen langsamen, aber ausgeprägten Anstieg der Oberflächenspannung verursacht ‒ bis zu einem Ausmaß, das letztlich einen Nettozuwachs zur Folge hat.

Für Dr. Thompson und ihre Kollegen ist der nächste Schritt, das Modell auf die Bedingungen von Menschen mit verschiedenen Formen von Atembeschwerden zu übertragen, um besser zu verstehen, warum Ozon sie offenbar stärker beeinträchtigt als andere.

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