Mikro- a nanoplasty (MNP) jsou vzhledem k jejich rozšíření a potenciální škodlivosti stále větším problémem jak pro lidské zdraví, tak pro životní prostředí. Lidé přijímají významné množství těchto částic hlavně prostřednictvím potravy a vědci je odhalili v tělesných tekutinách i tkáních, jako je krev a placenta. Nedávná studie také odhalila nanoplasty ve smolce u novorozenců, čímž potvrdila dosud teoretický předpoklad, že se mohou přenášet z matky na plod. Tyto částice tak mohou vstoupit do těla a porušit nepropustné bariéry, jako je třeba střevní slizniční bariéra a nebo hematoencefalická bariéra. Mechanismus transportu MNP závisí na několika faktorech, jako je velikost částic, náboj, povrchová chemie a typ buňky, se kterou interagují. U větších částic v rozsahu µm dochází k transportu vazbou na receptory buněčného povrchu a vytvořením fagocytárního obalu, který nakonec splyne s lysozomy. MNP mohou také vstupovat do buněk endocytózou, ve které membrána pohltí částici a přivede ji do buňky bez vytvoření fagozomu. Na druhou stranu částice o průměru menším než 0,5 μm mohou podle vědců potenciálně procházet lipidovými dvojvrstvami prostřednictvím procesu známého jako transcytóza, kdy částice může difundovat přes lipidovou dvojvrstvu a vystupovat na její druhé straně, aniž by byla pohlcena do buňky. Nanočástice aplikované pro lékařské účely odhalily také průchod přes těsné spoje pro velikosti kolem 1,4 nm.
Pro chování MNP v lidském těle je rozhodující jejich povrch, protože určuje interakce mezi částicí a jejím prostředím. Částice tvoří na svém povrchu proteinovou korónu, u které bylo prokázáno, že nanočástice jiných materiálů mění jejich interakce, a dokonce i toxicitu. Právě tato proteinová koróna ovlivňuje interakce s prostředím více, než samotné materiálové vlastnosti částice.
Pro pozorování použili vědci šest myších samců, odchovaných za standardních podmínek. Studie zdůrazňuje, že experimenty byly prováděny v souladu s rakouskou legislativou v oblasti životních podmínek zvířat (licence 2022-0.257.045) a experimentální uspořádání schválila místní etická komise pro zvířata.
Myši, které dostaly žaludeční sondu s MNP, byly po několika hodinách usmrceny a jejich mozky byly zpracovány podle modifikovaného isopropanolového protokolu, tedy běžného postupu pro detekci mikročástic. Jako modelový lipid zvolili vědci 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-fosfocholin (DOPC); je to běžný fosfolipid v lidském těle. Polystyren je běžně používaný modelový plast pro studium přenosu nanoplastických částic přes membrány kvůli jeho širokému použití.
„Pro experimenty na zvířatech jsme podávali směsi částic MNP o třech různých velikostech pomocí orální sondy myším divokého typu a zkoumali jsme, zda částice mohou procházet hematoencefalickou bariérou. K našemu překvapení jsme nalezli specifické zelené fluorescenční signály o velikosti nanometrů v mozkové tkáni myší exponovaných MNP již po dvou hodinách, což naznačuje, že částice o velikosti 0,293 µm byly absorbovány již krátce po podání,“ uvádí vědci ve studii s tím, že po čtyřech hodinách byl počet částic již nižší.
Důležitým faktorem je také velikost částic, která určuje, zda dovedou překonat hematoencefalickou bariéru. Ta chrání mozek před toxiny a jinými škodlivými látkami a její porušení může vést k různým neurologickým problémům. Podle vědců bude tedy nutné vzít v úvahu i krátkodobé účinky MNP na zdraví, protože kontaminace v mozkové tkáni může vést ke kognitivním poruchám, neurologickým poruchám a neurotoxicitě.
„K plnému pochopení zdravotních důsledků a toxikologických mechanismů expozice MNP a vyvinutí vhodných bezpečnostních opatření je zapotřebí další výzkum. Konkrétně bude důležité prozkoumat dlouhodobé účinky expozice MNP a potenciál akumulace a distribuce těchto částic v jiných tkáních a orgánech,“ uvádějí vědci.
V posledních letech se znečištění plasty stává stále důležitějším problémem životního prostředí a lidského zdraví. Přestože dopady znečištění plasty na životní prostředí byly široce studovány, zbývá objasnit potenciální zdravotní důsledky spotřeby plastů na savce včetně lidí. Biomolekulární koróna je vrstva proteinů a dalších biomolekul, které se mohou hromadit na povrchu plastových částic, když jsou vystaveny biologickým tekutinám. Před vstupem do těla získávají MNP určitou korónu sestávající z biomolekul, organické hmoty a chemických a biologických kontaminantů, což přispívá k jejímu komplexnímu a variabilnímu složení. Právě typ této koróny může významně ovlivnit jejich schopnost vstoupit do mozkové bariéry a jejich celkovou toxicitu. Výzkum tak zdůraznil důležitost pochopení koróny na povrchu plastových částic při hodnocení jejich toxicity. „Tyto nové poznatky o mechanismech přenosu plastových částic poskytují cenný základ pro budoucí výzkum a politiku zaměřenou na zmírnění jejich škodlivých účinků na lidské zdraví. Vzhledem k rozšířenému používání plastů v našem každodenním životě a rostoucím obavám z dopadu mikroplastů na životní prostředí a naše zdraví je naléhavá potřeba dalšího výzkumu v této oblasti,“ dodávají vědci.
Definice mikroplastů dosud není úplně jednotná, ale například Světová zdravotnická organizace (WHO) uvádí, že jde obecně o různorodé plasty o velikosti od 100 nanometrů až po 5 milimetrů. Jde buď o primární mikroplasty, které se v tak malé velikosti záměrně vyrábějí, nebo o sekundární mikroplasty, které vznikají rozlomením větších částí plastů. Vědci stále častěji rozdělují tyto drobné částice na mikroplasty a nanoplasty. Zatímco mikroplasty, tedy větší kusy plastů, ohrožují hlavně drobné živočichy, kterým například ucpávají trávicí trakt či sliznice, ty drobnější kusy, nanoplasty, mohou představovat riziko pro všechny savce, neboť se dostávají do krevního řečiště, usazují se v tkáních a podle výzkumů také dovedou porušit přirozené bariéry v těle.
Kromě pomyslného obalu částic vyvolávají otázky také jejich složení a tím pádem i chemický vliv na organismus. V plastech mohou být zbytky monomerů, které v materiálu přetrvávají po neúplně proběhlých polymerizačních procesech. Jde o zbytky 1,3-butadienu, etylenoxidu a vinylchloridu, jež se mohou teoreticky uvolňovat do prostředí nebo vody. Obsahují také různá aditiva, jako jsou ftalátové změkčovače nebo zpomalovače hoření (polybromované difenyly). Díky své hydrofobní povaze mohou mikroplasty akumulovat na sobě perzistentní organické látky (POPs), jako jsou polychlorované bifenyly, polycyklické aromatické uhlovodíky a organochlorové pesticidy.
Už dřívější studie amsterdamské Svobodné univerzity potvrdila, že tyto drobné plastové částečky mohou cestovat po těle a usazovat se ve tkáni. Autoři studie analyzovali vzorky krve 22 anonymních dárců, ve všech případech to byli zdraví dospělí jedinci. V 17 z nich našli plastové částice. Polovina vzorků obsahovala polyetylentereftalát (PET), ze kterého se vyrábějí třeba láhve na nápoje, fólie nebo textilní vlákna. Dále vědci nalezli ve třetině vzorků polystyren, který se používá na balení potravin a dalších výrobků, a čtvrtina vzorků obsahovala polyetylen, z něhož se vyrábějí převážně igelitové tašky.
„Velkou otázkou je, co se děje v našem těle. Zůstávají v něm částice? Jsou přenášeny do některých orgánů, například dostanou se přes hematoencefalickou bariéru? A jsou tyto hladiny dostatečně vysoké na to, aby vyvolaly onemocnění? Naléhavě potřebujeme financovat další výzkum, abychom to mohli zjistit,“ řekl už dříve ekotoxikolog Dick Vethaak z amsterdamské Svobodné univerzity.
Že se mikro- a nanoplasty dovedou přenést také z matky na plod, prokázal dřívější výzkum americko-čínského týmu vědců, který zkoumal vzorky stolice u kojenců. „Využili jsme hmotnostní spektrometrii, abychom ve stolici měřili množství polykarbonátu a také polyetylentereftalátu, známého jako PET. Do naší studie jsme zapojili deset dospělých a devět dětí. Šesti z nich byl jeden rok, tři byla novorozeňata,“ uvedl šéf výzkumného týmu Kurunthachalam Kannan z Newyorské univerzity. Hodnoty polykarbonátu se u dětí a dospělých zvlášť nelišily, ale množství mikroplastů PET u dětí vědce překvapilo. „U jednoročních dětí jsme zjistili, že mají průměrně 36 tisíc nanogramů mikroplastů v jednom gramu stolice. U dospělých je to 2600 nanogramů,“ dodal Kannan. Znamená to, že děti mají ve stolici zhruba 10 až 20x víc těchto mikroplastů než dospělí. Za zvlášť znepokojivé považují vědci nálezy právě u novorozeňat. Detekovali totiž mikroplasty i v takzvané smolce, kterou dítě vylučuje ještě předtím, než začne trávit mateřské mléko.*
Anna Soldatova
