Авторы работы — ученые НовГУ: директор Медицинского института, заведующий кафедрой госпитальной терапии Василий Чулков, заместитель директора, доцент Митхат Гасанов, заведующий лабораторией аналитическая лаборатория исследования микропластика Владимир Исаков и аспирант кафедры госпитальной терапии Анастасия Денисенко. Результаты работы опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.
Большой обзор большой проблемы
Частицы пластика, размером от нескольких миллиметров до нанометров, повсеместно можно обнаружить в воде, воздухе, почве и во всех ключевых звеньях пищевой цепи. Долгое время считалось, что они просто проходят через наш организм, не влияя на него. Но последние научные данные свидетельствуют об обратном: они могут накапливаться в тканях и органах, нарушая их структуру и функции.
«Наша статья систематизирует все современные публикации по этой тематике и разделяется по уровню влияния на различные системы организма. Такой охват стал действительно уникальным, потому что, как правило, работы пишут с прицелом на какую-то конкретную систему. В России были отдельные исследования на эту тему, но столь масштабной, обзорной работы точно никто не проводил», - пояснил Василий Чулков.
Ученые систематизировали и проанализировали 256 научных статей из ведущих мировых баз данных (PubMed, Web of Science и Scopus без ограничений по дате, языку или доступу). Основу составляли эксперименты на животных и клеточных культурах, но в обзор включены и первые клинические и эпидемиологические данные у людей.
Мишени: сердце, мозг, репродуктивная система, почки и кишечник
Результаты исследования позволили сформировать целостную картину системного поражения всего организма. Для разных органов ключевые механизмы оказались схожими. «Частицы микропластика (особенно опасного нанопластика размером менее 100 нм) провоцируют мощный окислительный стресс и хроническое воспаление в клетках. Они повреждают митохондрии - «энергетические» станции клеток, нарушают программу клеточной смерти (апоптоз) и процессы «самоочистки» (аутофагию), а также ослабляют естественные барьеры организма», - рассказал ученый.
Особое внимание представляют данные о сердечно‑сосудистой и репродуктивной системах, а также сведения о мозге, почках и кишечнике. В ряде работ показано, что микропластик ассоциирован с повышенным риском атеросклероза, тромбозов и инфарктов: частицы повреждают эндотелий сосудов, делают его шероховатым, запускают воспаление и снижают эластичность сосудистой стенки.
«Фрагменты пластика могут проникать в кардиомиоциты – клетки сердечной мышцы, которые сокращаются на протяжении всей нашей жизни. Попадая внутрь, микропластик нарушает энергетический баланс клетки, усиливает внутриклеточное воспаление и способствует развитию фиброза.
Серьезный урон, по данным экспериментов, микрочастицы наносят и мозгу. Показано, что они способны преодолевать гематоэнцефалический барьер, после чего в нервной ткани запускается каскад процессов, характерных для нейродегенеративных заболеваний – накопление амилоидных бляшек, агрегация тау‑белка и альфа‑синуклеина. Это сопровождается нейровоспалением, гибелью нейронов и ассоциируется с когнитивными нарушениями, болезнью Альцгеймера, болезнью Паркинсона и рядом других неврологических и психических расстройств.
Микропластик рассматривается и как потенциальный фактор снижения фертильности, особенно у женщин. Он вызывает гормональный дисбаланс, уменьшение массы матки, повреждение яйцеклеток и их функционирование. Мало того, частицы его способны проникать через плаценту, потенциально влияя на развитие плода. У мужчин микропластик накапливается в ткани яичек, что может нарушать сперматогенез и снижать уровень тестостерона. Для окончательных выводов о влиянии на мужскую фертильность требуются дополнительные исследования.
Почки и кишечник – еще одни органы‑мишени. Здесь микро‑ и нанопластик вызывает воспаление и фиброз, может способствовать прогрессированию хронической болезни почек. В ЖКТ частицы нарушают целостность слизистого барьера, изменяют состав микробиоты и создают предпосылки для воспалительных заболеваний кишечника, метаболически ассоциированной жировой болезни печени (МАЖБП) и, вероятно, рака толстой кишки. Показано, что даже кратковременное воздействие композитных микропластиков приводит к дисбиозу (нарушению нормального состава и баланса микрофлоры кишечника) и снижению доли полезных бактерий, что связывают в том числе с риском развития ожирения.
Вместо итога: страдают практически все органы
«Хроническое воздействие микро- и нанопластика способствует развитию ряда серьезных заболеваний, хотя эти последствия для человека изучены не до конца. Нарушая кишечный барьер и вызывая дисбиоз, микро- и нанопластики приводят к системному воспалению. Это увеличивает риск воспалительных заболеваний кишечника и метаболических нарушений (ожирения, сахарного диабета, МАЖБП). Измененная микробиота и воспаление также ослабляют гематоэнцефалический барьер, облегчая проникновение частиц в мозг и способствуя нейровоспалению и риску нейродегенерации (болезни Альцгеймера и Паркинсона). Кроме того, хроническое воспаление, окислительный стресс и способность пластиковых частиц переносить патогены и их токсины создают условия для повреждения ДНК и канцерогенеза, что подтверждается накоплением частиц в тканях колоректального рака. Таким образом, микропластик выступаЕт как системный фактор риска для широкого спектра хронических заболеваний», - подытожил ученый.
Исследователи подчеркивают, что их работа — лишь первый, но критически важный шаг. Она выявляет большие пробелы в знаниях, особенно в отношении долгосрочных эффектов на организм человека. Полученные данные — сигнал для всего общества о необходимости срочных мер: от сокращения производства одноразового пластика и разработки эффективных фильтров до запуска масштабных эпидемиологических исследований и поиска способов защиты организма от уже накопленных частиц.
Исследование выполнено при поддержке Мнобрнауки РФ, в рамках реализации мегагранта «Новые подходы к решению проблемы микропластика как потенциальной угрозы человеку и окружающей среде», который НовГУ получил в 2024 году.