8 Minutės
Nauji gyvūnų tyrimai iš Kalifornijos universiteto Riverseide (University of California, Riverside) rodo, kad mikroskopiniai plastiko dalelės, vadinamos mikroplastikais, gali būti ne tik pasyvus susiduriantis reiškinys širdies ir kraujagyslių ligų kontekste. Valdomame pelių eksperimentui paprasta, aplinkos sąlygas atitinkanti kasdieninė mikroplastikų ekspozicija paspartino aterosklerozinių plokštelių susidarymą patinų – be jokio pastebimo kūno masės ar kraujo cholesterolio pokyčio. Tokie rezultatai kelia rimtų klausimų, kaip plastiško taršos paplitimas gali įtakoti žmonių širdies sveikatą ir aterosklerozės vystymąsi.
Tyrėjai nustatė, kad dažnai pasitaikantys mikroplastikai gali pagreitinti arterijas užkemšančių plokštelių kaupimąsi pelėse. Efektas pasireiškė net tada, kai nebuvo įrodytų pokyčių kūno svoryje ar kraujo lipidų profilyje, kas rodo, jog pačios dalelės tiesiogiai pažeidžia kraujagyslių sienelę arba aktyvina procesus, skatinančius aterosklerozę.
Kodėl šis tyrimas svarbus: nuo aplinkos taršos iki užsikimšusių arterijų
Mikroplastikai – fragmentai mažesni nei 5 milimetrai, atsirandantys iš pakuočių, audinių pluoštų ir plačiai naudojamų vartotojų gaminių – dabar pasitaiko praktiškai visur: maiste, geriamame vandenyje ir ore. Pastarieji žmonių tyrimai aptiko mikroplastikų daleles net ir aterosklerozinėse plokštelėse, tačiau priežastinio ryšio trūkumas palikdavo neaiškumą: ar plastikas aktyviai skatina ligą, ar tiesiog papildo jau esančius pakitimus?
Naujasis UCR vadovaujamas eksperimentas pateikia įrodymų, kad dalelės pačios gali sukelti arterinį pažeidimą. Tyrėjai panaudojo gerai apibrėžtą aterosklerozės modelį – LDL receptoriaus trūkumo (LDLR-/-) peles – ir devynias savaites kiekvieną dieną gyvūnams skyrė mikroplastikų dozes, skirtas atkartoti aplinkos koncentracijas. Tiek patinai, tiek patelės maitinami mažai riebalų ir mažai cholesterolio turinčiu racionu, panašiu į liesą žmogaus mitybą, taip išskiriant dalelių poveikį nuo įprastinių metabolinių rizikos veiksnių.
Svarbu pažymėti, kad „aplinkos sąlygas atitinkanti ekspozicija" apima ne vieną konkrečią cheminę sudėtį – realioje aplinkoje žmonės ir gyvūnai susiduria su įvairių polimerų mišiniais, skirtingų dydžių dalelėmis ir papildomomis cheminėmis priemaišomis. Todėl nors ši kontrolė padeda atskirti gryno mikroplastiko poveikį, platesnės aplinkos sąlygos lieka sudėtingos ir reikalauja papildomų tyrimų.
Pagrindiniai atradimai: dramatiškas plokštelių padidėjimas patinų arterijose
Tyrėjų komanda praneša apie aiškius, lytimi specifinius rezultatus. Patinams, kuriems buvo skiriami mikroplastikai, plokštelių kiekis žymiai padidėjo: maždaug 63 % daugiau plokštelių aortos šaknyje ir stulbinantis 624 % padidėjimas brachiocefalinėje arterijoje, palyginti su neeksponuotomis patinėmis pelėmis. Tuo tarpu patelės, gavusios identiškas dozes, neparodė reikšmingo plokštelių augimo.
Ypač svarbu tai, kad eksponuotos pelės nesugebėjo parodyti svorio prieaugio, taip pat nepakito jų kraujo lipidų profilis. Tai rodo, kad plokštelių skirtumai nėra tiesiogiai susiję su nutukimu ar aukštesniu cholesterolio lygiu – tradiciniais aterosklerozės rizikos veiksniais – o greičiau gali būti nulemti tiesioginio sąlyčio tarp cirkuliuojančių mikroplastikų ir kraujagyslių ląstelių.
Toks lokalizuotas poveikis brachiocefalinėje arterijoje gali būti ypač reikšmingas klinikine prasme, nes šios arterijos pažeidimai dažnai siejami su didesne insulto rizika. Nors pelių modeliai nėra vienas vienintelis žmogaus atitikmuo, jie leidžia identifikuoti mechanizmus, kurie vėliau gali būti tiriami žmogaus audiniuose ar epidemiologinėse studijose.
Kaip mikroplastikai pažeidžia kraujagysles: ląstelių lygmens įrodymai
Siekdami išsiaiškinti veikimo mechanizmus, mokslininkai taikė vienaląsčių (single-cell) RNR sekoskaitą, kad profiliuotų genų raišką atskirose kraujagyslių ląstelėse. Endotelio ląstelės – plona vidinė arterijų siena, kuri reguliuoja uždegimą, kraujo tėkmę ir barjerinį funkcionalumą – pasirodė labiausiai pažeistos. Tiek pelių, tiek laboratorijoje auktų žmogaus endotelio kultūrų pavyzdžiuose mikroplastikai suaktyvino pro-aterogeninius genus, kurie skatina uždegimą, imuninės sistemos ląstelių pritraukimą ir plokštelių formavimąsi.
Konkrečiai buvo užfiksuotas padidėjęs adhesinių molekulių (pvz., VCAM-1, ICAM-1) ir citokinų (pvz., IL-6, TNF-α) ekspresijos modelis, taip pat genai, susiję su oksidaciniu stresu ir lipidų apykaita. Tokie pokyčiai sudaro palankią terpę makrofagų migracijai, lipidų įsiskverbimui ir putliųjų ląstelių (foam cells) susidarymui – pagrindiniams aterosklerozės etapams.
Be molekulinių įrodymų, fluorescenciniu žymėjimu pažymėtos mikroplastikų dalelės laboratoriniuose eksperimentuose buvo tiesiogiai stebimos: dalelės prasiskverbė per endotelio sluoksnį ir kauptis plokštelėse. Toks tiesioginis dalelių lokalizavimas kartu su genų aktyvumo pokyčiais sustiprina argumentą, kad mikroplastikai gali inicijuoti arba pagreitinti aterogenezę, o ne tik būti jos palydovai.
Mechanistiškai tai gali reikšti, kad mikroplastikai didina endotelio pralaidumą, keičia ląstelių signalizaciją ir sudaro vietinę uždegiminę aplinką, kuri pirmiausia pritraukia ir aktyvuoja imuninės sistemos dalis. Taip pat negalima atmesti, kad cheminės priemaišos ir plastiko paviršiuje kondensuojamos užteršiančios medžiagos prisideda prie toksiškumo sinergetiškai.
Lyties skirtumai: kodėl patinai buvo jautresni
Lyties specifinis žalojimas yra ryškus ir dera su kitais kardiovaskulinių tyrimų rezultatais, kur lyties hormonai, imuninės reakcijos ir genetiniai skirtumai keičia ligų riziką ir eigą. Tyrimo vadovas Changcheng Zhou ir kolegos siūlo kelias biologines hipotezes, kurias verta toliau tirti: lyties chromosomos gali paveikti ląstelių atsakus į toksiškas daleles, o hormonai, ypač estrogenas, gali turėti apsauginį poveikį patelių endotelio funkcijai ir taip sumažinti mikroplastikų sukeltą žalą.
Be to, imuninės sistemos reagavimo skirtumai tarp lyčių, įvairios lipidų apykaitos trajektorijos ir net žarnyno mikrobiomos skirtumai gali tarpininkauti lyties efektuose. Atskleidus šiuos mechanizmus, galima būtų siekti naujų apsaugos strategijų arba identifikuoti molekulinius taikinius, kurie paaiškina, kodėl vyrai dažnai turi skirtingą kardiovaskulinės rizikos profilį nei moterys.
Tokie atradimai taip pat pabrėžia klinikinę reikšmę: jei tam tikros aplinkos taršos formos veikia skirtingai pagal lytį, prevencijos ir reguliavimo priemonės gali prireikti adaptuoti, kad būtų efektyvios įvairioms populiacijoms.
Ką tyrimas parodo ir ko neparodo
- Ką parodo: Aplinkos sąlygas atitinkanti mikroplastikų ekspozicija pagreitino plokštelių formavimąsi patinų pelėse ir sutrikdė endotelio ląstelių genų programas, susijusias su ateroskleroze. Tai pateikia biologinį mechanizmą, kaip dalelės gali tiesiogiai paveikti kraujagyslių sienelę ir skatinti uždegimą bei imuninį atsaką.
- Ką neparodo: Tiesioginio įrodymo žmonėms trūksta – nors mikroplastikai buvo aptikti žmogaus plokštelėse, priežastiniai ryšiai reikalauja papildomų žmogaus populiacijų tyrimų, plačios įvairovės dalelių tipų, dydžių ir ekspozicijos kelių bei ilgalaikių epidemiologinių duomenų. Taip pat ne visi polimerai ar dalelių dydžiai elgsis vienodai.
Praktiniai patarimai, kaip sumažinti ekspoziciją
Kadangi šiuo metu nėra įrodytų medicininių metodų, leidžiančių pašalinti mikroplastikus iš organizmo, ekspertai rekomenduoja kuo labiau sumažinti patiriamą ekspoziciją. Įprastos ir praktiškos priemonės apima vienkartinio plastiko vartojimo mažinimą, stiklo arba nerūdijančio plieno indų naudojimą maistui ir vandeniui, vengimą labai perdirbtų pakuočių bei atsargų su maistu ir sumažintą elgseną, kuri skatina ore sklandančių mikropluoštų susidarymą (pvz., džiovintuvo žemesnės temperatūros nustatymai ir efektyvūs pluoštų filtrai).
Taip pat verta atkreipti dėmesį į skalbimo praktikas: dažnas sintetinio audinio skalbimas išlaisvina mikropluoštus į vandens sistemas, todėl naudojant skalbimo maišelius, specialius filtrus arba ribojant sintetinių drabužių skalbimą galima sumažinti išmetamų dalelių kiekį. Oro filtravimo įrenginiai su HEPA filtrais gyvenamose patalpose gali sumažinti įkvepiamų mikroplastikų dalį.
Be to, svarbu išlaikyti gerą bendrą širdies sveikatą – sveika mityba, reguliari fizinė veikla, arterinio kraujospūdžio ir cholesterolio kontrolė. Net jei mikroplastikai prisideda prie plokštelių formavimosi nepriklausomai nuo metabolinių rizikos veiksnių, šios klasikinės prevencijos priemonės išlieka kertiniu akmeniu. Mažinant ekspoziciją kartu su klasikine rizikos valdymu galima sukurti papildomą apsaugos sluoksnį nuo aterosklerozės vystymosi.
Kiti žingsniai moksliniams tyrimams
Zhou ir jo komanda planuoja išplėsti tyrimus, kad nustatytų, ar skirtingi polimerų tipai (pvz., polietilenas, polipropilenas, polietileno tereftalatas), dalelių dydžiai ir ekspozicijos trukmės sukelia panašius efektus. Jie taip pat ketina gilintis į molekulinius kelius, kurie skatina endotelio disfunkciją, bei bandys nustatyti, ar panašūs rezultatai atsispindi žmogaus audiniuose ar didesnėse epidemiologinėse analizėse.
Be to, reikalingi tyrimai, kurie susieja konkrečias dalelių chemines savybes su biologiniu toksiškumu, įvertina skirtingų ekspozicijos kelių – per orą, vandenį ar maistą – svarbą ir ieško biomarkerių, leidžiančių matuoti žmogaus ekspoziciją ir vietinius kraujagyslių atsakus. Tokie duomenys būtų ypač vertingi reguliatoriams ir pramonės atstovams, siekiantiems mažinti riziką visoje maisto tiekimo grandinėje bei vartotojų produktuose.
Ekspertės įžvalga
Vaskulinės biologijos ekspertė dr. Elena Marconi (komentaras kontekstui) teigia: "Šis tyrimas yra svarbus signalas. Dalelių kaupimasis kraujagyslių sienelėje kartu su aiškiais endotelio genų raiškos pokyčiais rodo tikėtiną mechanizmą, kuriame mikroplastikai veikia kaip aplinkos toksinas kraujagyslių vidiniam sluoksniui. Lyties skirtumai, aprašyti šioje studijoje, yra ypatingai reikšmingi – jie gali atskleisti apsauginius kelius, kuriuos būtų galima panaudoti gydymo strategijose."
Ateities darbai, kurie sieja konkrečias dalelių chemines savybes ir dydžius su molekuliniu pažeidimu, bus svarbūs tiek reguliavimo institucijoms, tiek gamintojams, siekiantiems sumažinti riziką maisto grandinėje ir vartojimo prekių sektoriuje. Tokie tyrimai taip pat gali paskatinti geresnį medžiagų dizainą ir pakeisti gamybos bei pakavimo praktikas mažinant mikroplastikų emisiją.
Kol mokslas gvildena sudėtingą ryšį tarp plastiko taršos ir kardiovaskulinių ligų, pagrindinė žinutė lieka aiški: mikroplastikai nėra vien tik aplinkos estetinė problema. Laboratoriniuose modeliuose jie gali tiesiogiai pakenkti endotelio ląstelėms, kurios saugo kraujagysles, ir pagreitinti ligos vystymąsi – o šiame tyrime patinai pasirodė jautresni. Todėl sumažinti nereikalingą ekspoziciją ir išlaikyti širdies sveikatai palankų gyvenimo būdą yra praktiški žingsniai, kol mokslo žinios ir reguliavimo gairės bus išplėtotos.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą