Попадая в кровь, микропластик может провоцировать образование вредных молекул

Фото из открытых источников

Похоже, что при контакте с кровью микропластик способствует образованию потенциально опасных молекул; считается, что это происходит благодаря большой площади поверхности частиц, облегчающей подобные реакции. Если этот процесс протекает в организме человека, он может объяснить связь между микропластиком и повреждением клеток, а также другими проблемами со здоровьем. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Nature.

Ряд недавних исследований выявил связь между микропластиком (образующимся при разрушении пластиковых изделий в окружающей среде) и такими проблемами, как ухудшение когнитивных функций и сердечно-сосудистые заболевания. По словам Вэй Миня из Колумбийского университета в Нью-Йорке, это, вероятно, обусловлено выработкой разрушительных молекул — так называемых активных форм кислорода. Вступая в реакцию с различными молекулами внутри клеток, они могут провоцировать воспалительные процессы и другие нарушения.

Однако до сих пор оставалось неясным, в какой именно степени распространенные виды пластика могут вызывать подобные проблемы. В их состав не всегда входит кислород, поэтому они не считаются химически особо активными веществами. «С точки зрения чистой химии, они должны быть инертными», — отмечает Мин.

Чтобы разобраться в этом вопросе, Мин и его коллеги изучили микрочастицы ряда широко используемых пластиков — в том числе полистирола, полиэтилена и полипропилена — и обнаружили, что ключевую роль в этом процессе играет вода.

Используя такие методы, как флуоресцентная микроскопия и спектроскопия электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), исследователи показали, что на границе раздела пластика и воды самопроизвольно образуются активные формы кислорода — гидроксильные радикалы. В результате вода перестает быть «обычной водой», поясняет ученый.

Команда также установила, что этот эффект связан с возникновением электрических зарядов на границе раздела пластика и воды. Эти заряды могут способствовать отрыву электронов от гидроксид-ионов (OH⁻) в воде, что приводит к образованию высокоактивных гидроксильных радикалов, говорит Мин.

В ходе экспериментов было выявлено, что возникающий электрический заряд притягивает к поверхности частиц микропластика (находящихся во взвешенном состоянии в воде) биологические молекулы, такие как ДНК; это, по-видимому, приводит к повреждению белков и эритроцитов.

Исследователи также проверили, образуются ли гидроксильные радикалы при помещении микрочастиц в сыворотку крови. Эффект оказался слабее, но «все же поддавался обнаружению», отмечает Мин. Стоит отметить, что микропластик уже находили в крови, однако данные о его присутствии в организме могут быть следствием загрязнения образцов или ложноположительных результатов. Если микропластик все же попадает в нашу кровь, то, как показывают лабораторные исследования, он может провоцировать воспаление клеток, а также повреждение и гибель ДНК — процессы, часто вызываемые активными формами кислорода.

По словам Мина, полученные данные могут помочь объяснить механизм образования этих молекул, хотя он и отмечает, что масштаб этого эффекта пока неясен, а в процесс могут быть вовлечены и другие механизмы. Многое также зависит от того, способен ли организм выводить микропластик. «Сколько пластика содержится в организме обычного человека? — задается вопросом ученый. — На данный момент мы понятия не имеем».

Хао Чэнь из Технологического института Нью-Джерси называет эти результаты «очень важными»: хотя они не дают прямого ответа на вопрос о степени опасности микропластика, они «служат отправной точкой» для понимания того, как микропластик взаимодействует с клетками.

Мэттью Кампен из Университета Нью-Мексико характеризует эти результаты как «важнейший элемент» такого понимания. Ключевую роль в воздействии микропластика, вероятно, играет площадь его поверхности; ученый отмечает, что пластиковый шарик диаметром полсантиметра может распасться на квадриллион микрочастиц размером 50 нанометров, в результате чего общая площадь поверхности увеличится в 100 000 раз.

Впрочем, это не обязательно должно вызывать такую тревогу, как может показаться на первый взгляд. «Я бы посоветовал людям выдохнуть и успокоиться», — говорит Кампен.

Микропластик обнаруживают повсюду — от воды, которую мы пьем, до тканей нашего организма, — однако многие утверждения на этот счет сейчас подвергаются критическому пересмотру. Челси Уайт анализирует имеющиеся исследования, чтобы выяснить, стоит ли нам действительно беспокоиться.

Когда исследователи добавляли поверхностно-активное вещество (ПАВ) — химический агент, ослабляющий силы сцепления между молекулами воды, — процесс образования радикалов замедлялся. В организме роль ПАВ могут выполнять некоторые липиды. «Попадая в легкие, частицы микропластика тут же оказываются окруженными поверхностно-активными веществами, — поясняет Кампен. — В большинстве ситуаций, возможных в биологической системе, они будут окружены именно этими липидами. Главный вопрос заключается в том, усугубляется ли ситуация со временем; нам необходимо точно понять, как микропластик влияет (или может влиять) на здоровье, чтобы иметь возможность избежать такого воздействия».

Полученные данные также могут помочь ученым в разработке более безопасных материалов, отмечает Мин. Исследователи обнаружили, что наиболее гидрофобные (водоотталкивающие) из протестированных ими видов пластика — например, полиэтилен и полипропилен — демонстрируют более высокую активность по генерации радикалов, чем более гидрофильные материалы, такие как ПЭТ (полиэтилентерефталат).

Однако, как отмечает Кампен, пластик с наименьшей активностью, вероятно, медленнее всего разлагается в окружающей среде. «Как найти баланс между этими факторами?»

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний