Микропластик, широко распространенная форма пластикового загрязнения, проник в воздух, воду и пищевые цепи по всему миру. Несмотря на широкое признание неблагоприятного воздействия на окружающую среду и морскую жизнь, исследований потенциальных последствий для здоровья млекопитающих недостаточно. Этот пробел в знаниях побудил Джейми Росс, профессора Университета Род-Айленда, начать новое исследование.
Профессор Росс и ее команда сосредоточились на нейроповеденческих эффектах и воспалительной реакции на воздействие микропластика, а также на его накоплении в тканях, включая мозг. Они обнаружили, что проникновение микропластика в организм было столь же широко распространено, как и в окружающей среде, что приводило к изменениям в поведении, особенно у пожилых испытуемых.
«Текущие исследования показывают, что эти микропластики переносятся по окружающей среде и могут накапливаться в тканях человека; однако исследования воздействия микропластика на здоровье, особенно у млекопитающих, все еще очень ограничены», сказала профессор Росс, доцент кафедры биомедицинских и фармацевтических наук в Институте нейробиологии и Фармацевтическом колледже Райана. «Это побудило нашу группу изучить биологические и когнитивные последствия воздействия микропластика».
Команда Росс, в которую входят доцент-исследователь Джузеппе Коппотелли, аспирант биомедицинских и фармацевтических наук Лорен Гаспар и аспирант Междисциплинарной программы нейробиологии Сидни Бартман, подвергали молодых и старых мышей воздействию различных уровней микропластика в питьевой воде в течение трех недель. Они обнаружили, что воздействие микропластика вызывает как поведенческие изменения, так и изменения иммунных маркеров в тканях печени и мозга. Исследуемые мыши начали двигаться и вести себя необычно, проявляя поведение, похожее на слабоумие у людей. Результаты были еще более глубокими у пожилых животных.
«Для нас это было поразительно. Это не были высокие дозы микропластика, но всего за короткий период времени мы увидели эти изменения», сказала профессор Росс. «Никто на самом деле не понимает жизненный цикл микропластика в организме, поэтому часть того, что мы хотим решить, это вопрос о том, что происходит с возрастом. С возрастом вы более восприимчивы к системному воспалению из-за микропластика? Может ли ваше тело избавиться от него так же легко? Ваши клетки по-разному реагируют на эти токсины?»
Чтобы понять физиологические системы, которые могут способствовать этим изменениям в поведении, команда профессора Росс исследовала, насколько широко распространено воздействие микропластика в организме, расчленив несколько основных тканей, включая мозг, печень, почки, желудочно-кишечный тракт, сердце, селезенку и легкие. Исследователи обнаружили, что частицы начали биоаккумулироваться во всех органах, включая мозг, а также в телесных отходах.
«Учитывая, что в этом исследовании микропластик доставлялся перорально с питьевой водой, его обнаружение в таких тканях, как желудочно-кишечный тракт, который является основной частью пищеварительной системы, или в печени и почках, всегда было вероятным», рассказала профессор Росс. «Однако обнаружение микропластика в таких тканях, как сердце и легкие, позволяет предположить, что микропластик выходит за пределы пищеварительной системы и, вероятно, попадает в системный кровоток. Предполагается, что через гематоэнцефалический барьер очень трудно проникнуть. Это защитный механизм от вирусов и бактерий, но эти частицы смогли туда попасть. На самом деле он находился глубоко в ткани мозга».
Результаты показали, что инфильтрация головного мозга также может вызывать снижение уровня глиального фибриллярного кислого белка (так называемого «GFAP»), который поддерживает многие клеточные процессы в мозге. «Снижение уровня GFAP связано с ранними стадиями некоторых нейродегенеративных заболеваний, включая модели болезни Альцгеймера, а также с депрессией», сказала профессор Росс. «Мы были очень удивлены, увидев, что микропластик может вызывать изменение передачи сигналов GFAP».
Она намерена продолжить исследование этого открытия в будущих работах. «Мы хотим понять, как пластик может изменить способность мозга поддерживать свой гомеостаз или как воздействие пластика может привести к неврологическим расстройствам и заболеваниям, таким как болезнь Альцгеймера», сказала ученая.
Исследование было поддержано Фондом медицинских исследований Род-Айленда, Фондом Родди, Plastics Initiative, Фармацевтическим колледжем URI, Институтом нейробиологии Джорджа и Энн Райан, а также Сетью за выдающиеся достижения в области биомедицинских исследований Род-Айленда (IDeA) от Национального института общих медицинских наук.
