В мае 2024 г. был опубликован препринт (до сих пор не верифицированный независимыми рецензентами), привлекший внимание многих журналистов, пишущих в популярных изданиях. В упрощенном пересказе этому исследованию часто придается максимально пессимистический смысл. Дело в том, что авторы исследования утверждают, что нашли частицы пластмассы в головном мозге человека (их статья называется “Биоаккумуляция микропластика в мозге умершего человека, оцененная методом пиролитической хромато-масс-спектрометрии”).

В современном мире повсеместно присутствует пластмасса, особенно много твердых частиц полимерного происхождения диаметром от 500 микрометров до 1 нанометра, называемых микро- и нанопластиками (MNP). Вред микропластика недостаточно хорошо изучен, но уже собрано немало доказательств того, что присутствие MNP в организме может повышать риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Опубликованы исследования, в которых методом спектроскопии находили частицы пластика в легких, кишечнике и плаценте. Эти исследования часто ограничивались крупными частицами (>1-5 мкм), а нанопластик исключался из количественного анализа.

Новый подход к изучению проблемы предлагает пиролитическая хромато-масс-спектрометрия (Py-GC/MS). С помощью этого метода была проведена оценка относительного распределения MNP в тканях, полученных из печени, почек и головного мозга умерших людей.

Средний возраст умерших в двух группах образцов варьировался от 50 до 52 лет. Концентрации MNP в печени и почках умерших были сходными и составляли в среднем 465 и 666 мкг/г соответственно. Эти показатели выше, чем ранее опубликованные данные для плаценты человека (126 мкг/г), но сопоставимы с уровнем MNP в яичках (329 мкг/г). В образцах печени была обнаружена концентрация 145 мкг/г. 

В образцах головного мозга, полученных из лобной коры, были обнаружены значительно более высокие концентрации, чем в печени и почках – 3057 мкг/г в одной группе образцов и 4806 мкг/г в другой группе образцов (максимальный уровень – 8861 мкг/г).

Дисперсионный анализ Краскела-Уоллиса подтвердил, что концентрация MNP в головном мозге значительно выше, чем во всех других тканях. Преобладающим полимером, обнаруженным во всех тканях, был полиэтилен. Количество полиэтилена по сравнению с другими полимерами в головном мозге оказалось значительно больше, чем в печени и почках.

Была проведена просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) дисперсных гранул, полученных из почек, печени и головного мозга. Хотя ПЭМ не позволяет провести спектроскопическую идентификацию для подтверждения состава частиц, были обнаружены частицы с общими формами и размерами – в частности, найдено множество частиц, похожих на осколки стекла, менее 200 нм в длину.

В настоящее время вопрос о проникновении MNP в организм до конца не изучен. Понимание размера и формы помогает представить потенциальные механизмы распространения микропластика в организме. Важно отметить, что сделанные наблюдения ставят под сомнение актуальность недавних исследований, утверждающих наличие в организме человека микрочастиц полистирола в виде сфер – в данном исследовании полистирол обнаруживался редко, а выявленные частицы редко были сферическими.

Концентрации MNP в печени и почках были не такими высокими (по сравнению с мозгом), как можно было предположить, поскольку это органы “первой линии” поглощения и выведения ксенобиотиков. Но все же липофильная природа пластмассы позволяет ей легко проникать в печень. Недавнее исследование выявило более высокое содержание MNP в печени с циррозом по сравнению со здоровой печенью; способствует ли микропластик развитию заболевания или он накапливается вместе с внутриклеточными жирами – непонятно.

Человеческий мозг занимает второе место по содержанию липидов в организме, выше только в жировой ткани. Может быть, это один из факторов, влияющих на накопление MNP в мозге. Концентрация MNP в мозге сопоставима с недавно опубликованными данными Py-GC/MS по каротидным бляшкам, которые также являются липидным депо.

Кроме того, мозг получает мощный приток крови, составляющий примерно 25-30 % от сердечного выброса. Гематоэнцефалический барьер, по идее, должен сильно затруднять проникновение MNP в мозг. Однако моделирование переноса MNP через клеточные мембраны позволяет предположить, что проникновение зависит от связи частиц с холестерином. Кроме того, опыты с грызунами показали, что частицы MNP  размером менее 1 мкм легко преодолевают гематоэнцефалический барьер в течение 2 часов. Долгосрочные исследования с использованием зонда также показали, что более крупные (5 мкм) полистирольные микросферы могут проникать в мозг и способствовать метаболическим изменениям.

Авторы исследования предлагают сопоставить данные о постоянно растущем присутствии микропластика в окружающей среде и ростом заболеваемости Болезнью Альцгеймера, с учетом того, какую роль нанопластик может играть в агрегации белков.

Перевод: Филиппов Д. С.

Источник: Campen, Matthew et al. “Bioaccumulation of Microplastics in Decedent Human Brains Assessed by Pyrolysis Gas Chromatography-Mass Spectrometry.” Research square rs.3.rs-4345687. 6 May. 2024. Preprint.