Микропластик находят в разных тканях человеческого тела и связывают с заболеваниями сердца и нарушениями репродуктивной функции. Новое исследование предлагает объяснение того, как частицы могут наносить вред: при контакте с водой они способны образовывать активные формы кислорода, повреждающие клетки.
Ранее вред микропластика связывали главным образом с химическими примесями в составе пластика или на поверхности частиц. Химики из Колумбийского университета под руководством профессора Вэя Миня изучили образцы пяти распространённых промышленных пластиков: полиэтилена, полипропилена, полистирола, поливинилхлорида и полиэтилентерефталата.
Исследователи выяснили, что при контакте с водой частицы микропластика самопроизвольно образуют нестабильные соединения. Пластик отталкивает воду, поэтому молекулы вокруг него не могут выстраивать привычные водородные связи. На границе двух сред перераспределяются заряженные частицы, в результате чего возникают гидроксильные радикалы — один из наиболее агрессивных видов активных форм кислорода.
Гидроксильные радикалы быстро вступают в реакцию с органическими молекулами в клетках. Они могут способствовать разрушению ДНК, повреждению митохондрий и изменению структуры белков.
«Микропластик ведет себя как крошечная фабрика, которая непрерывно производит эти реактивные соединения, — поясняет Вэй Мин. — А поскольку клетки человека на 60–70% состоят из воды, эффект может проявляться повсеместно».
В экспериментах гидроксильные радикалы образовывались и при смешивании микрочастиц с кровью мышей, хотя слабее, чем в воде. В ответ часть эритроцитов меняла форму, а белки и клетки повреждались. Исследователи предполагают, что образование радикалов может приводить к окислительному стрессу — процессу, который разрушает клеточные структуры. С ним ранее связывали возможные угрозы здоровью от микропластика, в том числе сердечно-сосудистые заболевания и деменцию.
Дополнительные опыты показали, что поверхностно-активные вещества, ослабляющие сцепление между молекулами воды, уменьшают образование гидроксильных радикалов. Похожие свойства есть у некоторых веществ в организме, например у отдельных липидов.
Однако пока не установлено, как организм избавляется от микропластика и насколько активно из-за него образуются гидроксильные радикалы внутри организма.