Coraz mniejsze cząstki, coraz większe pytania
123RF
Plastik towarzyszy nam na co dzień, z czasem rozpadając się na coraz mniejsze cząstki. Najgroźniejsze są nanoplastiki – ich rozmiary bywają tysiące razy mniejsze od grubości ludzkiego włosa. Naukowcy wykrywają je już nie tylko w wodzie, żywności czy powietrzu, ale również w ludzkiej krwi. Wciąż jednak niewiele wiadomo, jak ten stały kontakt wpływa na nasze zdrowie.
- Wnikają przez układ pokarmowy i oddechowy, osiągając rozmiary tysiące razy mniejsze od grubości włosa. Co tak naprawdę dzieje się, gdy trafią do krwiobiegu?
- Wystarczy godzina kontaktu z nanoplastikiem, aby mitochondria spowolniły produkcję energii i ograniczyły swoje podstawowe funkcje
- Badanie naukowców z Wrocławia ujawniło wykształcenie fenotypu komórkowego, w którym szlaki metaboliczne zostają przekierowane z pełnienia funkcji efektorowych na syntezę białek szoku cieplnego i ochronę strukturalną
Jak plastik wpływa na nasze zdrowie?
Odpowiedzi na to pytanie poszukiwali badacze z Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu. Wyniki ich prac, opublikowane na łamach czasopisma „Ecotoxicology and Environmental Safety” (w tekście „Polystyrene nanoplastics induce mitochondrial dysfunction and stress responses in human PBMCs”1) – przynoszą niepokojące wnioski: już po godzinie kontaktu z cząstkami tworzyw sztucznych dochodzi do zaburzeń pracy komórkowych „elektrowni” oraz do uruchomienia kaskady procesów stresowych w układzie immunologicznym.
Coraz mniejsze cząstki, coraz większe pytania
Nanoplastiki powstają w wyniku degradacji większych elementów z tworzyw sztucznych. Ze względu na mikroskopijne gabaryty łatwo przedostają się do organizmu przez układ pokarmowy lub oddechowy, skąd trafiają do krwiobiegu i narządów wewnętrznych.
O ile obecność tych cząstek w ludzkich tkankach została już bezsprzecznie potwierdzona, o tyle konsekwencje ich wieloletniej akumulacji pozostają niewiadomą.
– Wiemy coraz więcej o tym, jak drobinki tworzyw oddziałują na strukturę komórkową, ale wciąż nie potrafimy ocenić rzeczywistego ryzyka wynikającego z codziennej, długotrwałej ekspozycji. Aby odpowiedzieć na to pytanie, potrzebne są wieloletnie obserwacje łączące analizy laboratoryjne z badaniami populacyjnymi – wskazuje współautor publikacji profesor Marek Jutel z Katedry i Zakładu Immunologii Klinicznej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu.
Zajrzeć do wnętrza komórki
Wrocławscy naukowcy przeanalizowali wpływ polistyrenowych nanoplastików na ludzkie komórki jednojądrzaste krwi obwodowej (PBMC – peripheral blood mononuclear cells), w tym na limfocyty T, limfocyty B oraz monocyty – elementy kluczowe dla prawidłowej odpowiedzi odpornościowej.
W projekcie wykorzystano nowoczesne metody diagnostyczne, które pozwoliły prześledzić pełną ścieżkę oddziaływania syntetycznych cząstek: od momentu przełamania bariery komórkowej, przez zmiany w budowie i metabolizmie, aż po analizę ekspresji tysięcy genów w pojedynczych jednostkach.
Obserwacje jednoznacznie potwierdziły, że nanoplastiki sprawnie przenikają do wnętrza komórek immunologicznych i kumulują się w ich cytoplazmie.
Mitochondria pod presją
Kluczowym odkryciem było wykazanie, że już po sześćdziesięciu minutach od ekspozycji dochodzi do poważnego rozstroju funkcjonowania mitochondriów. Narządy te odpowiadają nie tylko za produkcję energii (ATP) niezbędnej do życia komórki, ale regulują też jej przeżycie i sterują procesami immunologicznymi.
Zaobserwowano wyraźny spadek oddychania mitochondrialnego oraz ograniczenie zdolności komórek do reakcji na nagłe zapotrzebowanie energetyczne. Zmianom funkcjonalnym towarzyszyły przekształcenia anatomiczne – komórki stawały się mniejsze, bardziej obkurczone i wykazywały cechy silnego przeciążenia.
– Tak szybka reakcja wskazuje, że nawet krótkotrwały kontakt z mikrocywilizacyjnymi zanieczyszczeniami potrafi zaburzyć elementarne procesy życiowe układu odpornościowego – wyjaśnia profesor Marek Jutel.
Tryb przetrwania zamiast ochrony organizmu
Badanie aktywności genetycznej przyniosło kolejny wniosek. Pomiary ujawniły powstanie nowej, specyficznej populacji komórek, obecnej wyłącznie po kontakcie z tworzywem sztucznym. Badacze określili je jako stress cells (komórki w stanie silnego stresu).
Jednostki te wyłączały geny odpowiedzialne za standardowe funkcjonowanie mitochondriów, przeznaczając całą energię na produkcję białek ochronnych i naprawczych.
– W praktyce oznacza to, że część układu odpornościowego, zamiast chronić organizm przed patogenami, przełącza się w awaryjny tryb walce o własne przetrwanie – dodaje prof. Jutel.
Co ciekawe, analogicznych zmian nie zaobserwowano podczas próby na bazofilach (komórkach uczestniczących w reakcjach alergicznych). Dowodzi to, że nanoplastiki działają wybiórczo, wywierając presję głównie na metabolizm komórkowy i szlaki stresowe.
– Wyniki te wskazują na precyzyjny mechanizm biologiczny, który wymaga dalszych prac. Nie mówimy jeszcze o prostym dowodzie na wywoływanie konkretnych jednostek chorobowych, ale o zidentyfikowaniu punktu uchwytu dla patogennego wpływu nanoplastiku – podkreśla Magdalena Zemelka-Wiącek, profesor Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu.
Zdrowie ludzi i środowiska jako jeden system
Autorzy opracowania podkreślili, że ich wnioski wpisują się w międzynarodową koncepcję One Health (Jedno Zdrowie), zakłócającą tradycyjny podział na zdrowie człowieka, zwierząt i stan ekosystemu. Zanieczyszczenie plastikiem przestało być wyłącznie domeną ekologów – stało się bezpośrednim wyzwaniem dla medycyny klinicznej i toksykologii.
Otrzymane wyniki stanowiły dotąd najbardziej szczegółowy opis zaburzeń wywoływanych przez drobinki tworzyw sztucznych na poziomie komórkowym, stanowiąc twardy argument na rzecz systemowego ograniczania plastiku w otoczeniu człowieka.
Przypis:
Przeczytaj także: „Mikroplastik przechodzi z ojca na syna” i „W plastiku urodzeni”.
