№ 5 (14)

Декабрь – февраль

Russian Traveler №5(14) 2024

Выяснилось, что частицы нанопластика попадают в мозг через пищу

Фото: Nanomaterials, 2023

Имитация пластиковых частиц темно-серого цвета, помогающих молекулам холестерина светло-серого цвета пересечь двойной слой гидрофобных молекул мозга оранжевого цвета и гидрофильных молекул мозга зеленого цвета

Благодаря своей гибкости, долговечности и доступности пластмассы проникли практически во все сферы нашей жизни. И в мозг – тоже, как выяснилось.

При разрушении пластика в окружающую среду поступает огромное количество микро- и наночастиц пластика (MNP). Они были обнаружены в крови живых существ, легких и плаценте, и мы знаем, что они могут попасть в наш организм через пищу и жидкости, которые мы потребляем.

Новое исследование, проведенное группой ученых из Австрии, США, Венгрии и Нидерландов, показало, что MNP могут достигать мозга через несколько часов после употребления в пищу. Настораживает не только скорость, но и сама возможность проникновения крошечных полимеров в нашу нервную систему.

«В мозгу пластиковые частицы могут увеличить риск воспаления, неврологических расстройств или даже нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера или Паркинсона», – Лукас Кеннер, патолог из Венского медицинского университета в Австрии.

В ходе исследования крошечные фрагменты MNP, перорально введенные мышам, обнаруживались в их мозгу всего за два часа. Но как они проникают через гематоэнцефалический барьер, который должен обеспечивать безопасность мозга?

Как система кровеносных сосудов и плотно упакованных поверхностных тканей, гематоэнцефалический барьер помогает защитить наш мозг от потенциальных угроз, блокируя прохождение токсинов и других нежелательных веществ, пропуская при этом больше полезных веществ. Само собой разумеется, что пластиковые частицы считаются материалом, от которого следует хорошо и надежно защищать чувствительные ткани мозга.

«С помощью компьютерных моделей мы обнаружили, что определенная структура поверхности (биомолекулярная корона) имеет решающее значение для проникновения пластиковых частиц в мозг», – Олдамур Холлоцки, химик по нанопластикам из Университета Дебрецена в Венгрии.

Фото: Nanomaterials, 2023
Репрезентативные иммунофлуоресцентные изображения мозга самцов мышей с участками тканей, выделенными синим цветом, и нанопластическими частицами, выделенными зеленым цветом

Чтобы убедиться, что частицы действительно могут попасть в мозг, полистироловые (распространенный пластик, используемый в пищевой упаковке) MNP трех размеров (9,5, 1,14 и 0,293 микрометра) были помечены флуоресцентными маркерами и предварительно обработаны в смеси, похожей на пищеварительную жидкость, перед тем как их ввели внутрь организма мышей.

«К нашему удивлению, мы обнаружили специфические зеленые флуоресцентные сигналы нанометрового размера в ткани мозга мышей, подвергшихся воздействию MNP, всего через два часа. Только частицы размером 0,293 микрометра смогли попасть из желудочно-кишечного тракта и проникнуть через гематоэнцефалический барьер», – пишут исследователи.

Мелкие пластиковые частицы считаются более опасными, чем более крупные микропластики. Считается, что это позволяет маленьким кусочкам пластика собирать вокруг себя другие молекулы, крепко «обнимая» их молекулярными силами и образуя прочную оболочку, называемую короной.

Исследователи создали компьютерную модель гематоэнцефалического барьера из двойной липидной мембраны, состоящей из фосфолипидов, обнаруженных в организме человека, чтобы изучить, как частицы могут преодолевать важнейший неврологический барьер.

Четыре различные пластиковые модели были использованы для изучения роли короны пластиковой частицы. Моделирование показало, что частицы с белковой короной не могут пройти через барьер. Однако те, у кого была холестериновая корона, могли преодолевать его, даже если они не могли проникнуть глубже в ткань мозга.

Важно отметить, что результаты основаны на мышах и компьютерном моделировании, поэтому неясно, наблюдается ли такой же процесс у людей. Также неясно, сколько пластиковых частиц необходимо, чтобы нанести ущерб организму. Тем не менее, по словам авторов, знание того, что частицы пластика с покрытием могут преодолевать гематоэнцефалический барьер за такой короткий период, продвигает исследования в этой области.