Загрязнение пластиком — одна из самых острых экологических проблем, с которыми сегодня сталкивается мир. Каждый год миллиарды тонн пластиковых отходов распадаются на микроскопические частицы, известные как микропластик. Эти частицы, обнаруженные практически во всех уголках планеты, всё чаще проникают в организм человека, накапливаются в различных органах, включая мозг, и вызывают серьёзные проблемы со здоровьем.
На этом фоне исследование, проведённое учёными Университета технологии Сиднея (University of Technology Sydney, UTS), указывает на то, что микропластик может напрямую способствовать усугублению нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона.
Во всём мире более 57 миллионов человек живут с деменцией, и с учётом ожидаемого резкого роста этих заболеваний новое исследование, опубликованное в журнале Molecular and Cellular Biochemistry, рассматривает потенциальное накопление микропластика в мозге как серьёзную угрозу общественному здравоохранению.
Источники микропластика разнообразны: это загрязнённые морепродукты, соль, переработанные продукты питания, пластиковые бутылки и чайные пакетики, а также пластиковые волокна, выделяющиеся из синтетических тканей. В рамках исследования учёные выявили конкретные механизмы, с помощью которых микропластик повреждает гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) и стимулирует воспалительные процессы.
Medscriptum подготовил эксклюзивное интервью с ведущими учёными этого масштабного исследования, чья работа даёт целостное представление о накоплении микропластика в организме и повышенных рисках для здоровья.
Доктор Кешав Радж Паудел, старший научный сотрудник, связанный как с Институтом медицинских исследований Вулкока, так и с Университетом технологии Сиднея, специализируется на изучении молекулярных механизмов хронических респираторных заболеваний и воздействия экологических загрязнителей (включая микропластик). Активное участие в проекте также принимал профессор Камал Дуа — доцент кафедры фармации Университета технологии Сиднея (UTS), а также научный сотрудник Института медицинских исследований NICM Health и Университета Западного Сиднея.
Учёные подробно рассказывают о том, как микропластик проникает и накапливается в организме человека, а также о конкретных угрозах, которые хроническое воспаление, вызванное пластиком, представляет для нашего здоровья.
Какими основными направлениями исследований в настоящее время занимается ваша группа и чем обусловлена актуальность этих тем?
Наша исследовательская деятельность развивается в двух ключевых направлениях. Первый, уже завершённый этап был посвящён воздействию вдыхаемого микропластика на лёгочную ткань, где мы изучали механизмы накопления частиц и повреждений на клеточном уровне. В настоящее время мы работаем над связью микропластика с нейродегенеративными заболеваниями, в частности с патогенезом болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона.
Актуальность данной проблемы обусловлена тем, что микропластик, как выясняется, задерживается и накапливается в различных частях человеческого организма, создавая хронический, долгосрочный риск для здоровья, который мы только начинаем по-настоящему осознавать.
Сколько пластика в среднем потребляет человек и каковы основные источники?
Полученные данные действительно тревожны и свидетельствуют о колоссальных масштабах проблемы. Глобальные оценки показывают, что люди потенциально потребляют от 11 845 до 193 200 частиц микропластика в год, что эквивалентно массе от 7,7 до 287 граммов в год. В наиболее наглядном сравнении около 5 граммов пластика — вес одной банковской карты — попадает в наш организм каждую неделю.
Если эта тенденция сохранится, за всю жизнь это может составить до 20 килограммов пластика, что эквивалентно двум средним мусорным бакам. Основным источником микропластика является питьевая вода, однако он также широко присутствует в морепродуктах, поваренной соли и других продуктах.
Можете ли вы назвать повседневные источники, через которые пластик попадает в наш организм?
Источники действительно разнообразны и часто остаются незамеченными. Мы потребляем пластик через бытовые предметы, такие как пластиковые разделочные доски или пластиковые чайники. Например, при кипячении воды в пластиковом чайнике высокая температура приводит к высвобождению пластиковых частиц, которые затем попадают в чай или кофе.
Следует также обратить внимание на фармацевтические продукты: многие лекарства хранятся в пластиковых упаковках, а внешняя оболочка некоторых таблеток может содержать небольшие количества пластика. Эти факторы редко учитываются, но они значительно увеличивают хроническое воздействие.
Каковы основные клеточные механизмы повреждения тканей микропластиком после его попадания в организм?
После проникновения микропластика в клетку начинается каскад повреждений. Основным и наиболее важным механизмом является окислительный стресс, при котором повышается уровень активных форм кислорода (ROS), нарушается клеточный баланс и запускается перекисное окисление липидов. Этот стресс приводит к повреждению клетки и инициирует апоптоз (программируемую клеточную гибель).
Кроме того, микропластик способствует митохондриальной дисфункции: митохондрии — основной источник энергии клетки (АТФ) — повреждаются, что критически ослабляет жизненно важные функции тканей. За этим повреждением неизбежно следует вторичная воспалительная реакция, поскольку иммунная система пытается устранить повреждённые структуры.
Что конкретно показало ваше исследование о последствиях накопления микропластика в лёгких и как это вредит дыхательной системе?
Вдыхаемый пластик вызывает двойное повреждение лёгких. Самые мелкие частицы оседают на поверхности клеток, образуя своего рода «покрытие», нарушающее межклеточные связи и целостность клеток.
Эксперименты на мышах показали, что уже 8 недель воздействия (примерно эквивалент 15 годам человеческой жизни) достаточно для значительного накопления пластика в лёгких и развития хронического воспалительного процесса. В этом процессе макрофаги — иммунные клетки — поглощают микропластик, и именно эта активность запускает масштабное воспаление. В результате избыточного накопления пластика в лёгких образуется слизь, что приводит к обструкции бронхиол и бронхов и, в свою очередь, усугубляет хронические заболевания, такие как хронические обструктивные и рестриктивные болезни лёгких.
Какие риски создаёт воздействие микропластика для людей с хроническими респираторными заболеваниями и уязвимых групп населения?
Для людей, уже страдающих астмой или другими хроническими заболеваниями лёгких, воздействие микропластика наносит ещё больший вред, поскольку воспалительный фон у них уже присутствует, а микропластик усугубляет это состояние.
Особое внимание следует уделять уязвимым группам — младенцам, беременным женщинам, пожилым людям и лицам с ослабленным иммунитетом. Если здоровая иммунная система способна устранить определённую дозу пластика, то для этих групп проблема накопления значительно серьёзнее и повышает риск развития хронических заболеваний.
Как микропластик проникает в мозг и каково его воздействие на гематоэнцефалический барьер?
Вопрос проникновения в мозг имеет критическое значение, поскольку для этого необходимо преодолеть защитные механизмы. Самые мелкие фрагменты микропластика, попадая в кровоток, обнаруживаются практически во всех тканях, так как способны преодолевать гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). При этом сам барьер повреждается.
Исследования показали, что размер частиц играет ключевую роль: частицы размером 0,2 вызывают значительно большую проницаемость, чем частицы размером 1,0. Микропластик может использовать различные механизмы, включая трансцитоз (перенос через клетку) и фагоцитоз, что позволяет ему накапливаться в паренхиме мозга.
Какие клеточные и молекулярные повреждения происходят в мозге в результате воздействия микропластика?
После отложения в тканях мозга микропластик вызывает воспалительный процесс. Это многофакторная патология, которая в совокупности повреждает ткани, нейроны и связи между нейронами. Процесс повреждения включает:
— окислительный стресс, повреждающий клетки на митохондриальном уровне;
— митохондриальную дисфункцию, критически важную, поскольку митохондрии являются основным источником энергии для нейронов;
— воспалительный процесс, который повреждает синапсы — связи между нейронами, отвечающие за мышление и все когнитивные функции.
Как накопление микропластика повышает риск развития нейродегенеративных заболеваний?
Проблема нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, уже усугубляется из-за старения населения и хронических заболеваний. Наши исследования показывают, что микропластик вносит дополнительный вклад в эти процессы.
Хроническое нейровоспаление и окислительный стресс, вызванные микропластиком, являются основными механизмами, которые действуют как катализатор ускорения нейродегенеративных процессов. Повреждение связей между нейронами напрямую связано с развитием нейродегенеративных заболеваний. Таким образом, накопление пластика представляет собой новый серьёзный фактор риска.
Какие практические шаги и изменения в промышленности необходимы для снижения воздействия пластика и каковы ваши планы на будущее?
Снижение глобального распространения пластика требует изменений как на индивидуальном, так и на промышленном уровне. На индивидуальном уровне необходимо заменять пластиковые предметы на биоразлагаемые альтернативы. Например, пластиковые контейнеры, разделочные доски и кухонные принадлежности следует заменить изделиями из дерева, нержавеющей стали или стекла.
На промышленном уровне огромную роль сыграет улучшение систем переработки пластика. Кроме того, крайне важно внедрение технологических инноваций, таких как фильтры для стиральных машин, поскольку стиральные машины выбрасывают в окружающую среду миллионы частиц микропластика.
Каковы ваши дальнейшие планы и какая поддержка необходима для продолжения исследований?
Наш главный план — продолжить текущие исследования влияния микропластика на повреждение мозга и когнитивные функции. Эти работы ведутся в сотрудничестве с американскими учёными, и наша цель — полностью расшифровать патологические механизмы, установить чёткие причинно-следственные связи и разработать профилактические меры. Это фундаментальный и масштабный научный проект, требующий значительных финансовых ресурсов, поэтому в настоящее время мы активно ищем спонсоров и источники финансирования для продолжения и расширения исследований.
