Наночастицы проявляют в основном два типа размерных эффектов: внутренний и внешний. Проявление внутреннего размерного эффекта обусловлено изменениями в объемных и поверхностных свойствах частиц или самоорганизованных ансамблей. Внутренний размерный эффект вызван откликом на изменение электронных и структурных параметров частицы под воздействием внешних сил или полей.
Наличие у нанообъектов специфических свойств, отличных от свойств веществ в молекулярной форме, определяет их поведение при попадании в организм. Так, в ряде работ по изучению воздействия наночастиц (фуллерены) на клеточный или молекулярный уровень было показано, что они имеют мембранотропне свойства и иммуностимулирующую активность. Они способны модулировать транспорт ионов и преодолевать гематоэнцефалический барьер. Изучение токсичных свойств таких наночастиц, проведенное на шести видах грибов, деструкторах ароматических соединений, установлено, что фуллерены не обладают тератогенным действием и не вовлекаются в процесс метаболизма грибов. Однако, попадание таких частиц в воду оказывает летальное воздействие на гидробионты, находящиеся в ней и приводит к резким изменениям в коре головного мозга рыб.
Анализируя биологическую активность наночастиц на примере фуллеренов, можно констатировать, что они воздействуют не как токсичное соединение, а проявляют электронные акцепторно-донорные свойства, основанные на отборе или допировании электронов клетке.
Исходя из этого основными направлениями проявления токсичного действия наноструктур на биологические объекты могут являться:
- изменение структурно-энергетического состояния воды в организме, вследствие взаимодействия ее с наночастицами, попавшими в организм ингаляционным, пероральным или перкутальным путем;