Нанопластик разрушает защитный барьер легких: тревожное открытие пражских ученых

Ультрамелкие наночастицы полистирола способны встраиваться в защитный слой легких, меняя его структуру и ослабляя защитные функции. К такому тревожному выводу пришли ученые из пражского Института физической химии имени Я. Гейровского Академии наук Чехии (ÚFCH JH AV ČR), проводившие исследование совместно с коллегами из Польши и Словении.

Жесткая реальность такова: в современном мире человек практически не может избежать контакта с нанопластиком. Сегодня эти микроскопические частицы присутствуют повсюду — в воздухе, в пыли и даже в еде. Они образуются в результате распада крупных пластиковых предметов и их дальнейшего износа как на улице, так и в помещениях.

В отличие от более крупных микропластиков, эти крошечные наночастицы способны подолгу парить в воздухе. Именно поэтому при дыхании они легко проникают через бронхи прямо в легкие.

Исследование показало, что ультрамелкие частицы полистирола не просто оседают на поверхности. Они способны проникать в водоотталкивающее (гидрофобное) ядро легочного сурфактанта, увеличивая упорядоченность липидов и снижая текучесть этого важнейшего защитного слоя.

«Наше исследование доказывает, что нанопластик не только задерживается на легочном сурфактанте, но и может встраиваться в него. А вместе с его естественным обновлением частицы способны продвигаться дальше, в более глубокие структуры легких. Этот механизм мы считаем особенно важным, так как он показывает: воздействие нанопластика не ограничивается только поверхностью легких», — объяснил исследователь Лукаш Цвиклик из пражского института.

Команда ученых наглядно продемонстрировала, как наночастицы полистирола влияют на легочный сурфактант — тонкий липидно-белковый слой, который выстилает легочные альвеолы и жизненно необходим для правильного дыхания.

«Мы изучали взаимодействие нанопластика с двумя ключевыми структурами сурфактанта: с монослоем на границе воздуха и жидкости в альвеолах, а также с двойными слоями, которые образуют резервные запасы сурфактанта под поверхностью», — рассказал ученый.

Для проведения работы исследовательская группа объединила методы атомистического молекулярно-динамического моделирования с экспериментальными подходами. Ученые измеряли поверхностное давление, использовали флуоресцентную спектроскопию и микроскопию под углом Брюстера. Это позволило им сравнить процессы, происходящие на молекулярном уровне, с поведением реальных модельных систем.

Авторы подчеркивают: в дальнейших исследованиях необходимо выяснить, к каким именно последствиям для здоровья приводит длительное вдыхание этих ультрамелких частиц. Результаты текущей работы ученые опубликовали в мае в научном журнале Journal of Hazardous Materials.

«Тот факт, что нанопластик стал привычной частью воздуха, которым мы дышим, делает эту проблему крайне важной для общественного здравоохранения. Если эти частицы нарушают работу легочного сурфактанта, мы должны отнестись к их возможному влиянию на наше здоровье со всей серьезностью», — добавила исследовательница Катарина Ваздарова.

В группе самого высокого риска находятся люди с хроническими респираторными заболеваниями, такими как астма или легочный фиброз. Если говорить о возрасте, то наиболее уязвимы пожилые люди, чей организм хуже восстанавливает клетки и выводит чужеродные вещества, а также маленькие дети, чья легочная ткань более чувствительна и все еще формируется.