Мозг на диете: микропластики оккупируют наши головы!

Ученые предупреждают: накопление микропластика в человеческих мозгах нарастает
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Medicine, выявило наличие микропластика — крошечных фрагментов разложившегося пластика — в человеческой мозговой ткани. Хотя предыдущие исследования показывали присутствие микропластиков в таких органах, как печень, почки и плацента, это исследование предполагает, что мозг может быть особенно уязвим к этим крошечным синтетическим частицам. Полученные результаты поднимают актуальные вопросы о потенциальных последствиях накопления пластика для здоровья мозга, особенно в отношении нейродегенеративных заболеваний.

Количество микропластиков и нанопластиков в нашей окружающей среде возросло в несколько раз за последние 50 лет. Эти маленькие пластиковые частицы, размеры которых варьируются от микроскопических до ширины ластика для карандаша, теперь обнаруживаются повсюду — в воздухе, который мы дышим, в воде, которую мы пьем, и в почве, где растет наша еда. Однако, хотя известно, что эти частицы проникают в человеческое тело и оседают в таких органах, как печень, почки и даже плацента, степень их накопления и потенциальный вред до конца не изучены.

Хотя некоторые исследования на клетках и животных показали негативные последствия, они часто использовали количества микропластиков, значительно превышающие те, с которыми сталкивается человек. Реальное понимание проблемы требует понимания того, сколько пластика на самом деле накапливается в различных тканях человека. До недавнего времени у нас не было надежных методов для измерения этих крошечных частиц, особенно самых маленьких (нанопластиков), в человеческих тканях.

Исследователи из Университета Нью-Мексико, возглавляемые токсикологом Мэтью Кэмпеном, разработали новый способ обнаружения и измерения микропластиков в человеческой ткани. Ранее они использовали этот метод для исследования плацент и яичек. В новом исследовании они применили эту технику к человеческой мозговой ткани.

Выборка мозговых тканей поступила из Офиса судебно-медицинского расследования Нью-Мексико, который хранит образцы тканей с автопсии в течение нескольких лет. Исследователи сравнили более старые образцы тканей (бл. 2016 года) с более свежими образцами (2024 года). Все анализируемые мозговые ткани были из лобной коры — области мозга, расположенной за лбом.

Чтобы измерить микропластики, исследователи сначала химически растворили ткань, что создало жидкую смесь. Затем они прокрутили эту смесь на очень высоких скоростях в машине под названием центрифуга. Этот процесс отделил любые нерастворенные материалы, включая пластики, в небольшом осадке. Далее они нагрели этот осадок до очень высокой температуры (600 градусов по Цельсию), что привело к разложению пластика.

Когда пластики сгорали, они выделяли газы. Исследователи затем использовали сложный инструмент, называемый масс-спектрометром, чтобы идентифицировать конкретные типы пластика на основе выделенных газов. Это позволило им определить как количество, так и тип пластика в исходной мозговой ткани. Команда могла идентифицировать 12 различных полимеров. В дополнение к этой химической аналитике исследователи использовали мощные микроскопы, включая трансмиссионный электронный микроскоп, чтобы непосредственно визуализировать пластиковые частицы в ткани.

Исследователи обнаружили удивительно высокие уровни микропластиков в мозговой ткани. Концентрация пластика в мозге была значительно больше, чем в образцах печени или почек. Это также превышало уровни, ранее сообщенные в плацентах и яичках. Медианное количество общего пластика для образцов мозга 2024 года составляло 4917 микрограммов на грамм, а для образцов 2016 года — 3345 микрограммов на грамм. Для сравнения, образцы печени и почек 2024 года составили 433 и 404 микрограмма на грамм соответственно.

Еще более тревожным был факт, что количество пластика в мозге со временем увеличивалось. Образцы мозговой ткани 2024 года имели значительно более высокие уровни микропластиков, чем образцы 2016 года, что представляло собой приблизительное увеличение на 50% всего за восемь лет. Преобладающим типом найденного в мозге пластика был полиэтилен — распространенный пластик, используемый в упаковке, бутылках и чашках.

Используя электронную микроскопию, исследователи смогли увидеть очень маленькие, острые пластиковые частицы, некоторые размером всего 200 нанометров (что чуть больше, чем некоторые вирусы). Эти крошечные частицы достаточно малы, чтобы потенциально пересекать защитный барьер, который обычно отделяет кровоток от мозга, хотя точный механизм, с помощью которого этот пластик проникает в мозг, все еще неизвестен.

Чтобы проанализировать тренды за более длительный период, исследователи также изучили образцы мозговой ткани из восточных Соединенных Штатов, начиная с 1997 года. Эти более старые образцы показали более низкие уровни микропластиков, что подтверждает идею о том, что накопление пластика в мозгу со временем увеличивается.

Еще одним поразительным открытием стало то, что мозговая ткань людей, у которых был диагностирован деменция, содержала значительно более высокие уровни микропластиков — до 10 раз больше — чем мозговая ткань людей без деменции. Хотя исследование не устанавливает прямую причинно-следственную связь между накоплением пластика и нейродегенеративными заболеваниями, оно ставит важные вопросы. Исследователи предполагают, что микропластики могут способствовать неврологическим заболеваниям, блокируя кровь, мешая нервным соединениям или вызывая воспалительные реакции в мозге.

«Мы начинаем думать, что, возможно, эти пластики блокируют кровоток в капиллярах», — сказал Кэмпен. «Существует вероятность, что эти наноматериалы мешают связям между аксонами мозга. Они также могут быть семенем для агрегации белков, связанных с деменцией. Мы просто не знаем.”

Он считает, что пища, особенно мясо, является основным источником микропластиков, попадающих в организм, поскольку в процессе производства мяса коммерческое животноводство накапливает пластиковые частицы внутри пищевой цепи.

«Способ, которым мы орошаем поля водой, содержащей пластик, предполагает, что пластики накапливаются там, — сказал Кэмпен. — Мы кормим эти культуры нашему скоту. Мы берем навоз и возвращаем его на поля, так что может быть своего рода бегущая биомагнификация».

Отдельный комментарий по исследованию, опубликованный в Brain Medicine, подчеркнул значимость этих выводов и неотложную необходимость дальнейшего расследования. Комментарий отмечал, что хотя присутствие микропластиков в человеческом мозге вызывает серьезные опасения, ученые все еще не до конца понимают их влияние на мозговую функцию. Неясно, способствуют ли микропластики нейродегенеративным заболеваниям или же у людей с деменцией просто более низкая способность к их выведению.

«Драматическое увеличение концентрации микропластиков в мозге всего за восемь лет, с 2016 по 2024 год, особенно тревожит», — сказал Николас Фабиано из Департамента психиатрии Университета Оттавы, ведущий автор комментария. «Этот рост отражает экспоненциальное увеличение, которое мы наблюдаем в уровне микропластиков в окружающей среде».

«Важно, чтобы общество осознавало увеличивающееся количество микропластиков в окружающей среде и их попадание в наш организм. Мы также должны понимать методы, доступные для снижения потребления микропластиков, пока исследования продолжают искать методы их удаления из нашего тела, что до сих пор по-прежнему является дефицитом на научной основе».

Исследования на животных показали, что микропластики могут воздействовать на здоровье мозга. Эксперименты на рыбах показали, что воздействие нанопластиков снижает их способность плавать и охотиться. У мышей длительное воздействие микропластиков приводило к дефициту памяти, воспалению и снижению уровней ключевых белков, необходимых для функционирования мозга. Хотя эти исследования указывают на потенциальные риски, требуется больше исследований, чтобы определить, происходят ли аналогичные эффекты у людей.

Комментарии также подчеркивали возрастающее присутствие микропластиков в еде и воде. Люди, употребляющие бутилированную воду, например, поглощают значительно больше микропластиков, чем те, кто пьет водопроводную. Нагревание пищи в пластиковых контейнерах, как показывают исследования, выделяет миллиарды пластиковых частиц в пищу, что вызывает беспокойство по поводу диетической экспозиции. Другими источниками употребления микропластиков являются морепродукты, переработанные продукты и даже чайные пакетики, которые могут выделять миллионы крошечных пластиковых частиц при заваривании в горячей воде.

«Одна только бутилированная вода может подвергать людей к почти такому же количеству микропластиков в год, как все источники потребления и вдыхания, совокупно», — сказал Брендон Луу, резидент внутренней медицины в Университете Торонто. «Переход на водопроводную воду мог бы сократить это воздействие почти на 90%, что делает это одним из самых простых способов уменьшения потребления микропластиков».

«Нагревание пищи в пластиковых контейнерах, особенно в микроволновке, может привести к значительному выделению микропластиков и нанопластиков», — пояснил он. «Избегание пластикового хранения пищи и использование альтернатив из стекла или нержавеющей стали — это маленький, но значимый шаг в ограничении воздействия».

Попытки снизить уровень микропластиков могут помочь ограничить их накопление в организме, но неясно, приведет ли это к уменьшению уровней пластика в мозге со временем. Комментарий предложил, чтобы больше исследований было сосредоточено на потенциальных методах удаления микропластиков из организма. Некоторые исследования показали, что химические вещества, связанные с пластиковыми материалами, такие как бисфенол А, могут выделяться через пот, что поднимает вопрос о том, могут ли физические нагрузки или использование сауны способствовать выведению микропластиков. Однако в настоящее время нет прямых доказательств, подтверждающих, что человеческое тело может эффективно очищать накопленные микропластики.

Комментарий завершает подчеркиванием необходимости более исследований, чтобы установить безопасные пределы воздействия микропластиков и понять долгосрочные последствия для здоровья. Необходимы крупномасштабные исследования на людях, чтобы определить взаимосвязь между воздействием микропластиков и развитием хронических заболеваний. Соответствующие методы для измерения микропластиков у живых людей также необходимы для отслеживания накопления и оценки эффективности стратегий по снижению воздействия. Важно также исследовать способы удаления пластиковых частиц из организма.

«Нам нужно больше исследований, чтобы разобраться с микропластиками, а не завернуть наши мозги в них, поскольку это может стать одной из самых больших экологических бурь, которые большинство людей никогда не предвидело», — заметил Дэвид Пудер, ведущий подкаста по психиатрии и психотерапии.

Исследование «Биоаккумуляция микропластиков в человеческих мозгах», проведенное Александром Нихартом, Маркусом Гарсией, Элианой Эль Хайек, Руем Лиу, Марианом Олевайном, Джосией Д. Кингстоном, Элиссео Ф. Кастильо, Рамой Р. Гуллапалли, Тамарой Ховард, Барри Блеске, Джастином Скоттом, Хорхе Гонсалес-Эстрелла, Джессикой М. Гросс, Майклом Спилде, Натали Л. Аdolphi, Даниэлем Ф. Гальего, Хизер С. Джаррелл, Габриэль Дворчак, Марией Э. Зулуага-Руиз, Эндрю Б. Уэст и Мэттью Дж. Кэмпеном. Комментарий «Удаление микропластиков у человека: что нам говорит наука?» был написан Николасом Фабиано, Брендоном Лу и Дэвидом Пудером.