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 (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, который следует хорошо и надежно защищать от чувствительных тканей 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.
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.
Более мелкие пластиковые частицы имеют более высокое отношение площади поверхности к объему, что делает их более реакционноспособными и потенциально более опасными, чем более крупные микропластики. Считается, что эта реактивность позволяет маленьким кусочкам пластика собирать вокруг себя другие молекулы, крепко «обнимая» их молекулярными силами, 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 такое же поведение у людей. Также неясно, сколько пластиковых частиц необходимо, чтобы нанести ущерб. 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.
