8 Minutės
Mikroplastikai aptikti žmogaus kauluose
Mikroplastikai ir mažesnės nanoplastikos dalelės — angliavandenilių dariniai, dažniausiai gaunami iš iškastinio kuro produktų ir paprastai mažesni nei 5 mm — vis dažniau nustatomi įvairiuose žmogaus organizmo audiniuose. Nauja 62 tyrimų apžvalga rodo, kad šios dalelės gali pasiekti gilesnius skeleto audinius, įskaitant kaulų čiulpus, ir potencialiai trikdyti kaulų medžiagų apykaitą bei augimą. Peržiūra sujungia duomenis iš žmogaus audinių tyrimų, gyvūnų eksperimentų ir ląstelių kultūrų, kad pateiktų išsamų galimų rizikų skeletui vaizdą, kartu atsižvelgdama į metodologinius skirtumus ir žinių spragas.
Įrodymai ir patekimų į kaulą keliai
Mikroplastikos šaltiniai
Kelios žmogaus audinius nagrinėjusios studijos, įtrauktos į apžvalgą, praneša apie mikroplastikos dalelių aptikimą kaulo mėginiuose. Najtinkamiausia patekimų į organizmą schema yra per burną vartojama medžiaga — po įsisavinimo žarnose dalelės gali per sieneles ir limfines arba kraujagyslių sistemas patekti į kraują ir toliau išsiskirstyti po organus bei audinius. Gyvūnų modeliai atitinka šią trajektoriją: su maistu arba per vandenį patekę mikroplastikai migruoja į vidinius audinius, o laboratoriniai tyrimai rodo jų kaupimąsi kauluose ir čiulpuose.
Be virškinimo trakto, yra ir kitų galimų įsisavinimo kelių: inhaliacija (ypač smulkios dalelės ore, esančios dulkėse arba aerozolyje) bei dermalinė ekspozicija per pažeistą odą. Mažesnės nanodalelės yra labiau linkusios pereiti per biologines membranas ir endotelines barjerus, todėl gali greičiau patekti į kraujotaką. Taip pat svarbu atkreipti dėmesį į dalelių fizines ir chemines savybes — polietileno (PE), polipropileno (PP), polistireno (PS) ir kitų polimerų dydis, forma, paviršiaus užterštumas (adheruoti cheminiai užteršalai arba mikroorganizmai) lemia, kaip dalelės elgsis organizme.
Analizės lygmenyje, naudojant savuosius gyvūnų modelius ir pažangias vaizdavimo bei cheminės analizės metodikas, tyrėjai mato nuoseklius rezultatus: dalelės pasiekia kaulų audinį ir čiulpus, o jų buvimas susijęs su vietinėmis biologinėmis reakcijomis. Tačiau reikia pabrėžti, kad žmogaus mėginių tyrimai vis dar yra riboti ir dažnai kenčia nuo nedidelio imčių dydžio arba techninių iššūkių identifikuoti mažas nanoplastikas patikimai.
Kaulų lygmenyje atlikti ląsteliniai eksperimentai rodo pakitusias ląstelių funkcijas po ekspozicijos mikroplastikai. Tokie modeliai leidžia atsekti pradinius mechanizmus ir tiria, kaip dalelės sąveikauja su osteoblastais (kaulų formavimo ląstelėmis), osteoklastais (kaulų rezorbciją vykdančiomis ląstelėmis) ir mezenchiminėmis kamieninėmis ląstelėmis, kurios dalyvauja audinių atsinaujinime.
Poveikis kaulų augimui ir stiprumui
Gyvūnų eksperimentai, apimti apžvalgoje, fiksuoja sumažėjusį skeleto augimą po sąlyčio su mikro- ir nanoplastikomis. Parodyta, kad dalelės trikdo pusiausvyrą tarp osteoblastų ir osteoklastų aktyvumo: jei osteoblastų funkcija prislopinama arba osteoklastų aktyvumas pakitęs, kaulų remodeliavimas ir tinkama atstatymo funkcija gali sutrikti. Tokie pokyčiai lemia sutrikusią kaulų mikroarchitektūrą, padidėjusias deformacijas ir didesnį lūžių rizikos rodiklį eksperimentiniuose gyvūnuose.
Biologiniai mechanizmai, paaiškinantys šiuos efektus, apima uždegiminės signalizacijos stiprėjimą, oksidacinio streso augimą ir kamieninių ląstelių diferenciacijos krypčių pasikeitimą. Mikrodalelės gali skatinti reaguojančių vietinių imunitetų ląstelių išsiskyrimą, sukelti pro-uždegiminių citokinų ir chemokinų gamybą (pvz., IL-6, TNF-α), o taip pat skatinti reaguojančių signalinių kelių aktyvavimą, kurie sumažina osteoblastų aktyvumą arba skatintų osteoklastogenezes. Svarbu pažymėti, kad dauguma šių mechanistinių duomenų gaunami iš in vitro arba gyvūnų modelių, tačiau jie suteikia biologinį pagrindą, paaiškinantį, kodėl gali sutrikti kaulų augimas.
Medicinos mokslininkas Rodrigo Bueno de Oliveira iš Kampinjo valstybinių universitetų (State University of Campinas), Brazilija, apibendrino susirūpinimą: "Daug tyrimų rodo, kad mikroplastikos dalelės gali prasiskverbti į kaulų audinį, įskaitant čiulpų sritį, ir potencialiai sutrikdyti jo medžiagų apykaitą." Jis pridūrė, kad pastebėti ląsteliniai funkcijų sutrikimai — uždegimas, sumažėjusi ląstelių gyvybingumas ir pakitusi diferenciacija — gyvūnų modeliuose pasireiškė kaip nutrauktas skeleto augimas ir atsinaujinimas.
Platesnis visuomenės sveikatos kontekstas
MG-63 kaulo ląstelės vidinė struktūra padidinta 400 kartų; mėlynos spalvos žymimos mikroplastikos sferos, o ląstelės branduolys paryškintas raudonai. (Mariana Cassani de Oliveira/LEMON/FCM-UNICAMP)
Konvertuoti in vitro ir gyvūnų modelių rezultatus į žmogaus ligas išlieka sudėtinga užduotis. Tačiau pasaulinės osteoporozės ir amžiaus susijusių kaulų trapumo tendencijos daugelyje šalių didėja, kur tai lemia demografinis senėjimas, mitybos ir gyvenimo būdo veiksniai, tokie kaip alkoholio vartojimas, fizinio aktyvumo stoka bei lėtinės uždegiminės būklės. Tyrėjai vis dažniau laiko mikroplastikų ekspoziciją vienu iš galimų papildomų veiksnių, kuris per ilgą laiką galėjo būti nepakankamai įvertintas intensyvios plastiko gamybos epochoje.
Šiuo metu sintetikos polimerų pasaulinė gamyba viršija 400 milijonų metrinių tonų per metus, o plastiko gamyba bei jo šalinimas reikšmingai prisideda prie šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijų — maždaug 1,8 milijardo metrinės tonos CO2-ekvivalentu kasmet. Šios gamybos grandinės ir atliekų srautai palaiko tvarų aplinkos užterštumą, o per maisto grandinę, vandenis, dirvožemį ir orą susidarantys mikroplastikos srautai lemia nuolatinę žmonių ir ekosistemų ekspoziciją.
Be to, miestų ir pramoninių regionų gyventojai susiduria su aukštesne oro ir dulkių tarša plastikinių dalelių pavidalu, o su maistu gaunamiaugintuvai (seafood), jūros produktai ir šviežios daržovės gali būti pakitusios dėl aplinkos užteršimo. Taip pat verta paminėti socioekonominius skirtumus: bendruomenės su ribotais resursais dažnai susiduria su didesne plastiko ekspozicija dėl prieigos prie tvarkingo atliekų tvarkymo stygiaus ir mažesnio pasirinkimo galimybių maistui bei pakuotėms.
Apribojimai ir tyrimų poreikiai
Apžvalgoje aiškiai nurodomos svarbios žinių spragos ir metodologiniai iššūkiai. Pirmiausia, žmogaus kontekste nėra nustatyti kiekybiniai ekspozicijos–atsako ryšiai: trūksta patikimų duomenų apie tai, kokios dalelių koncentracijos ir kokio tipo dalelės per gyvenimą pasiekia kaulų audinį ir kokiomis koncentracijomis atsiranda klinikiniai arba patologiniai poveikiai. Taip pat trūksta ilgalaikių stebėjimų kohortų, kurios kartu vertintų aplinkos ekspozicijas, biomarkerius ir skeletinės sveikatos rezultatus.
Antra, analitiniai iššūkiai išlieka reikšmingi. Patikimai identifikuoti ir kiekybiškai įvertinti nanoplastikas biologiniuose mėginiuose technologiškai sudėtinga: mažas dydis, kompleksinis audinių fonas ir cheminis paviršiaus užterštumas apsunkina paprastus detekcijos metodus. Reikalingos standartizuotos procedūros ir etaloniniai mėginiai, kad rezultatai tarp laboratorijų būtų palyginami. Šiuo metu naudojamos metodikos — optinė spektroskopija (pvz., Raman, FTIR), elektroninė mikroskopija ir cheminės analizės technikos (pvz., termoanalizė kartu su GC–MS) — turi privalumų, bet reikalauja tolesnio standartizavimo ir validacijos, ypač nanodalelių detekcijai.
Tyrėjai ragina vykdyti koordinuotus epidemiologinius tyrimus, ilgesnio laikotarpio gyvūnų eksperimentus, naudojant aplinkai ir žmonėms realistiškas dalelių rūšis ir dozes, bei tobulinti analitinius įrankius nanoplastikų nustatymui žmogaus mėginiuose. Investicijos į šias sritis bus būtinos, kad būtų galima nustatyti, ar mikroplastikos tarša iš tiesų turi reikšmingą vaidmenį kaulų ligų atsiradime visuomenės sveikatos mastu.
Praktiniai žingsniai, kad sumažintumėte poveikį
Nors mokslas dar pilnai neatskleidė visų ryšių tarp mikroplastikos ir žmogaus skeletinės sveikatos, tiek individai, tiek organizacijos gali imtis praktiškų priemonių, kad sumažintų ekspoziciją. Paprastos, įrodymais pagrįstos strategijos apima:
- Vandens filtravimas arba apdorojimas siekiant pašalinti kietąsias daleles — naudoti patikimus vandens filtrus, kurie efektyviai atskiria suspenduotas daleles;
- Sumažinti vienkartinių plastikų naudojimą — rinktis daugkartines pakuotes, maišelius ir indus;
- Drabužių pasirinkimas — pirmenybę teikti natūraliems pluoštams (vilna, medvilnė, linas), nes sintetinės tekstilės skleidžia mikropluoštus skalbiant ir dėvint;
- Sumažinti gėrimų ir maisto vartojimą plastikiniuose buteliuose ar pakuotėse, ypač šildant maistą plastike (kada į maistą gali išsiskirti dalelės arba plastiko priedai);
- Naudoti stiklinius arba nerūdijančio plieno konteinerius maisto laikymui ir gėrimų nešiojimui;
- Remti vietos ir nacionalines atliekų tvarkymo iniciatyvas bei efektyvią pakuočių perdirbimo infrastruktūrą;
- Propaguoti viešąsias sveikatos priemones ir politiką, kurios ribotų plastiko gamybą ir skatintų ekologiškesnes medžiagas bei dizainą.
Tokie žingsniai mažina ne tik mikroplastikos ekspoziciją, bet gali ir sumažinti bendrą ekologinį pėdsaką bei šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijas susijusias su plastikų gamyba ir šalinimu.
Eksperto įžvalga
Dr. Emily Carter, aplinkos toksikologė viename universiteto tyrimų centre, teigė: "Įrodymai, kad mikroplastikai pasiekia giliuosius audinius, yra vis stipresni. Net jeigu tiesioginis osteoporozės sukėlimas žmonėms dar nėra įrodytas, laboratorijoje stebimi ląsteliniai pokyčiai — uždegimas, sumažėjusi ląstelių funkcija ir pakitusi kaulų ląstelių diferenciacija — yra biologiškai pagrįstos žalos grandinės. Prioritetu turi tapti geresnė ekspozicijų įvertinimo praktika ir standartizuotos detekcijos metodikos, kurios leis pereiti nuo susirūpinimo prie konkrečių visuomenės sveikatos rekomendacijų."
Išvada
62 tyrimų apžvalga pabrėžia svarbų mokslinį ir visuomenės sveikatos klausimą: mikroplastikai aptinkami kauluose ir kaulų čiulpuose, o eksperimentiniai duomenys rodo, kad jie gali sutrikdyti ląstelinę sistemą, palaikančią sveiką kaulą. Nors tiesioginis priežastinis ryšys žmonėms dar nėra galutinai nustatytas, auganti plastiko gamyba, dokumentuotai pastebimas audinių kaupimasis ir biologiškai įmanomi mechanizmai remia kvietimus vykdyti tikslesnius tyrimus ir taikyti atsargumo principą mažinant ekspoziciją.
Ateities tyrimai turėtų sutelkti dėmesį į ilgesnio laikotarpio poveikio vertinimą, žmonių stebėjimo studijas su biomarkeriais ir standartizuotomis aptikimo metodikomis, taip pat į politines priemones, kurios sumažintų bendrą plastiko srautą per gamybą, vartojimą ir atliekų tvarkymą. Policymakeriai, mokslininkai ir visuomenė turėtų traktuoti skeleto audinių ekspoziciją mikroplastikai kaip rimtą ir skubų tyrimų bei rizikos mažinimo objektą, derinant prevencines priemones su tolesniu moksliniu įrodymu ir technologiniu tobulinimu.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą