Принято считать, что пластик химически инертен почти в любых условиях, в том числе при контакте с водой. Это давнее убеждение долго служило одним из доводов в пользу того, что микро- и нанопластик (MNPs) не так уж опасен для живых организмов, включая человека. Однако в работе Naixin Qian с коллегами, опубликованной в журнале Nature, описан ранее неизвестный механизм: при контакте с водой распространённые пластики образуют высокореактивные гидроксильные радикалы.
Гидроксильный радикал (HO•) — это нейтральная форма гидроксид-иона (OH⁻). Такой свободный радикал живёт крайне недолго из-за своей реактивности. Похожим образом ведёт себя и синглетный кислород, который, по данным исследования, тоже высвобождается на границе раздела «пластик — вода». Поскольку эти частицы существуют считаные мгновения, они воздействуют главным образом на то, что находится в непосредственной близости от поверхности пластиковой частицы.
Энергию для такой реактивности даёт электростатический эффект, тесно связанный со многими видами пластика. В эксперименте использовали шесть типов микропластика, и все они показали разный уровень образования свободных радикалов. Сильнее всего этот эффект проявился у более гидрофобных полимеров, то есть у тех, которые хуже смачиваются водой.
Что это значит для живых клеток
Высокая реактивность свободных радикалов — хорошо известная проблема клеточной биологии. За миллиарды лет эволюция выработала множество инструментов, которые нейтрализуют такие радикалы и устраняют вызываемые ими повреждения, в том числе повреждения ДНК. Поэтому авторы работы изучили и то, как микропластик и порождаемые им радикалы влияют на биологические объекты.
Важная деталь: электростатический эффект сам по себе уже притягивает к поверхности частиц заряженные биомолекулы — ещё до того, как в игру вступают свободные радикалы. Когда красные кровяные клетки мышей подвергли воздействию микропластика из полистирола (PS), у них наблюдались фатальные повреждения.
Эти результаты указывают, что существует как минимум три возможных пути, по которым микро- и нанопластик способен вредить организмам: электростатическое притяжение биомолекул, гидроксильные радикалы и другие активные формы кислорода вроде синглетного. Кроме того, открытие даёт новую подсказку о том, как идёт старение самих пластиков, а это тоже может иметь далеко идущие последствия.
Спор о вреде микропластика продолжается
Вопрос о том, действительно ли MNPs вредны и насколько широко они распространены, например, в человеческом организме, до сих пор остаётся предметом дискуссии. Надёжно обнаруживать такие частицы в биологических тканях по-прежнему непросто. Новое исследование может помочь и здесь: одно из крупнейших белых пятен — отсутствие точных знаний о том, как MNPs ведут себя внутри организма.
Стоит помнить, что результаты получены в лабораторных условиях, поэтому говорить о прямой опасности для человека пока рано. Тем не менее работа заставляет пересмотреть представление о пластике как о «пассивном» материале в водной среде и задаёт направление для дальнейших исследований реальных рисков.
