7 Minutės
Nauji tyrimai aiškina, kaip itin smulkios plastiko dalelės — mikroplastikai — gali sukelti uždegiminius procesus ir pažeisti smegenų audinį, galimai spartindamos neurodegeneracines ligas, tokias kaip Alzheimerio ir Parkinsono ligos. Mokslininkai identifikavo kelis biologinius kelius, kuriais šios dalelės gali trukdyti neuronų veiklai, energetiniam apykaitai ir smegenų apsauginiams barjerams.
Atsirandantys duomenys rodo, kad mikroplastikai gali paveikti procesus, susijusius su Alzheimerio ir Parkinsono ligomis — stiprindami uždegimą, oksidacinį stresą ir ląstelių funkcijos sutrikimus smegenyse. Tokie pokyčiai gali turėti reikšmės tiek ligų pradžiai, tiek jų progresavimui.
Penki biologiniai žalingi keliai
Systematinis apžvalginių duomenų rinkinys, paskelbtas žurnale Molecular and Cellular Biochemistry, apibendrina tarptautinius tyrimus ir išskiria penkias pagrindines mechanines sritis, per kurias mikroplastikai gali pakenkti smegenų funkcijai. Autoriai — tyrėjai iš University of Technology Sydney (UTS) ir Auburn University — nurodo, kad šios dalelės gali:
- Suaktyvinti imunines ląsteles smegenyse ir inicijuoti neuroinflammaciją, t. y. ilgalaikį uždegimą centrinėje nervų sistemoje.
- Padidinti oksidacinį stresą didindamos reaguojančių deguonies rūšių (ROS) kiekį ir silpnindamos antioksidacines gynybos sistemas.
- Pažeisti hematoencefalinę barjerą (kraujagyslių–smegenų barjerą), dėl ko jis tampa pralaidesnis toksinams, citokinams ir imuniniams veiksniams.
- Paveikti mitochondrijų funkciją ir sumažinti ATP sintezę, taip „nuimdamos“ energiją neuronams ir slopindamos sinaptinį aktyvumą.
- Sukelti tiesioginę struktūrinę žalingą įtaką neuronams bei skatinti patologinių baltymų sankaupas, susijusias su neurodegeneracija.
UTS asociuotas profesorius Kamal Dua paaiškina, kad organizmas mikroplastikus dažnai traktuoja kaip svetimkūnius. „Kai hematoencefalinė barjera tampa pralaidi, imuninės ląstelės ir uždegiminiai molekuliniai veiksniai įsiskverbia į smegenų aplinką ir gali toliau ardyti barjero ląsteles,“ — apibendrino jis apžvalgos pagrindinę problematiką.
Ką reiškia terminai — trumpai
Oksidacinis stresas atsiranda, kai reaguojančių deguonies rūšių (nestabilių molekulių) susidarymas viršija organizmo antioksidacines apsaugos galimybes, sukeldamas lipidų, baltymų ir DNR pažeidimus. Hematoencefalinė barjera (dar vadinama kraujagyslių–smegenų barjera) yra griežtai reguliuojamas ląstelių sluoksnis, saugantis smegenis nuo patogenų ir daugelio toksiškų medžiagų. Mitochondrijos gamina ATP — cheminę energiją, kurią neuronai naudoja membranų potencialams palaikyti ir signalų perdavimui; sutrikus mitochondrijų funkcijai, ląstelės praranda energijos tiekimą ir gali žūti.
Plastikinės pjaustymo lentelės yra mikroplastikų šaltinis
Ryšiai su Alzheimerio ir Parkinsono biologija
Apžvalga taip pat susieja išvardintus mechanizmus su pagrindinėmis didžiųjų neurodegeneracinių ligų savybėmis. Alzheimerio ligos atveju mikroplastiko skatinama uždegiminė reakcija ir oksidacinis pažeidimas gali palengvinti beta-amiloido plokštelių ir tau baltymų susidarymą — struktūras, trukdančias neuronų tarpusavio komunikacijai. Parkinsono ligos atveju panašūs streso veiksniai gali skatinti α-sinukleino agregaciją bei selektyviai žudyti dopaminergines neuronus, kurios yra gyvybiškai svarbios judesių kontrolei ir motorinio funkcionavimo palaikymui.
Šie procesai nėra izoliuoti: sumažėjusi ATP gamyba dėl mitochondrijų dysfunkcijos gali padidinti oksidacinį stresą, o oksidacinis stresas savo ruožtu sustiprina uždegimą. Per ilgą laiką šios sąveikos gali sudaryti žalingą grįžtamojo ryšio grandinę, kuri pagreitina neuronų degeneraciją ir funkcinių tinklų praradimą.
Ekspozicijos šaltiniai ir gyventojų rizika
Dua ir kolegos apskaičiavo, kad suaugęs žmogus per metus gali vidutiniškai suvartoti maždaug 250 gramų mikroplastikų — pusiau metaforiškai lygindami tai su vakarienės lėkštės dydžiu. Dažniausi ekspozicijos keliai yra užterštas jūros gėrybių ir druskos vartojimas, maistas, pakuotas ar laikomas plastikiniuose indeliuose, arbatos pakeliai, sintetinių audinių pluoštai, išsiskiriantys į dulkes, bei mechaninis nusidėvėjimas iš buitinių plastikų, pvz., pjaustymo lentelių ir butelių.
Be tiesioginio vartojimo, reikšminga yra ir įkvėpimo rizika: itin smulkūs mikro- ir nanoplastikai gali patekti į kvėpavimo takus ir per plaučius migruoti į kraują arba sukelti vietinę uždegiminę reakciją. Nors dauguma mikroplastikų dalelių yra pašalinamos iš organizmo natūraliais keliais, tyrimai rodo, kad dalis gali kauptis organuose, tarp jų ir smegenyse. Atsižvelgiant į tai, kad pasaulyje yra daugiau nei 57 mln. žmonių, gyvenančių su demencija, ir Alzheimerio bei Parkinsono sergamumas didėja, net menka mikroplastikų įtaka ligų eigai gali turėti didelių visuomenės sveikatos padarinių.
Ką mokslininkai rekomenduoja dabar
Apžvalgos autoriai pabrėžia, jog esami duomenys dar neįrodo tiesioginio priežastinio ryšio tarp mikroplastikų ekspozicijos ir neurodegeneracinių ligų žmonėms. Vis dėlto jie ragina taikyti atsargumo principą ir diegti priemones, mažinančias ekspoziciją bei formuojančias politiką, nukreiptą į sumažintą plastiko gamybą, geresnį atliekų tvarkymą ir ilgalaikio aplinkos užterštumo prevenciją.
Praktinės rekomendacijos apima vienkartinių plastikų vartojimo mažinimą, vengimą laikyti ar pašildyti maistą plastikiniuose indeliuose (ypač karštame), natūralių pluoštų pasirinkimą vietoje sintetikos, džiovyklės naudojimo atsisakymą, kai įmanoma, siekiant sumažinti pluoštų išsiskyrimą, taip pat perdirbamų ir mažiau supakuotų maisto produktų pasirinkimą. Be to, patariama taikyti filtravimo priemones geriamajame vandenyje ir atkreipti dėmesį į maisto ruošimo bei saugojimo praktikas, kurios mažina mikroplastikų migraciją į maistą.
Ekspertų įžvalga
Dr. Keshav Raj Paudel, viešasis mokslininkas (visiting scholar) UTS, pažymi: „Reikia daugiau tikslių tyrimų, kurie parodytų, kaip mikroplastikai keliauja, kaupiasi ir keičia ląstelių funkciją žmogaus smegenyse. Tačiau mechanistiniai signalai jau dabar yra pakankamai aiškūs, kad pateisintų pokyčius tiek asmeniniuose įpročiuose, tiek viešojo valdymo politikoje.“
Pirmojo autoriaus Alexander Chi Wang Siu ir bendradarbių komanda iš Auburn University ir UTS toliau atlieka laboratorinius tyrimus, siekdami tiksliai žemėlapinti, kaip skirtingų plastikų rūšys — tokios kaip polietilenas (PE), polipropilenas (PP), polistirenas (PS) ir polietileno tereftalatas (PET) — paveikia neuronines ląsteles ir plaučių audinį po įkvėpimo ar per absorbciją.
Pasekmės ir tolesni žingsniai
Ateities tyrimai turi kiekybiškai įvertinti žmogaus ekspozicijos kelius, nustatyti mikroplastikų koncentracijas smegenų audiniuose ir apibrėžti dozę–reakcijos ryšius identifikuotiems mechanizmams. Ilgalaikės (longitudinal) epidemiologinės studijos yra būtinos, norint patikimai nustatyti, ar mikroplastikų ekspozicija reikšmingai veikia Alzheimerio, Parkinsono ar kitų neurodegeneracinių ligų atsiradimą ir eigą.
Tyrimų metodologijai reikės įtraukti pažangias analizės technologijas — pvz., µ-FTIR (mikro-Fourier transform infraraudonoji spektroskopija), Raman spektroskopija, pyrolizės GC–MS ir masių spektrometriją — leidžiančias aptikti ir kvantifikuoti mikro- ir nanoplastikų daleles biologiniuose mėginiuose. Taip pat svarbu derinti laboratorinius in vitro bei in vivo modelius su žmogaus tyrimais bei biomarkeriais, kurie leistų stebėti uždegimo, oksidacinio streso ir mitochondrijų disfunkcijos rodiklius pacientų mėginiuose.
Be to, reikia geriau suprasti transporto kelius: kaip mikroplastikai pereina iš virškinamojo trakto į kraują, kaip juos fagocituoja makrofagai, ar jie patenka per limfinius kelius, ar gali translokuotis per olfaktorinius nervus tiesiogiai į smegenis. Nanoplastikai, kurių dydis yra mažesnis nei keli mikrometrai arba net nanometrų ruože, gali turėti skirtingas biologines savybes ir prasiskverbimo potencialą nei stambesnės dalelės.
Kol mokslas siekia galutinio atsakymo, apžvalga tarnauja kaip įspėjamoji sintezė: mikroplastikai yra visur, biologinių sąveikų mastelis yra mažas, tačiau jų potencialas aktyvuoti keletą žalingų kelių smegenyse yra pastebimas. Aplinkos plastiko taršos mažinimas ir individualios priemonės, mažinančios ekspoziciją, yra pagrįsti ir protingi žingsniai, kol mokslininkai nustatys aiškesnį ryšį.
Apibendrinant, svarbu pabrėžti, kad mikroplastikų tyrimai — nuo mechanistinių laboratorinių eksperimentų iki plačių epidemiologinių studijų — yra būtini, kad visuomenės sveikatos strategijos būtų pagrįstos duomenimis. Tuo tarpu vartotojai, pramonė ir politikos formuotojai gali imtis priemonių, kurios mažina plastiko krovą aplinkoje ir sumažina asmeninę ekspoziciją, prisidedant prie ilgalaikio neuroprotekcijos ir aplinkos tvarumo.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą