Исследователи из Института биомедицинских наук Тринити (TBSI) обнаружили, как нанопластик — частицы даже меньшего размера, чем микропластик, — нарушают метаболизм энергии в клетках мозга. Их выводы могут помочь лучше понять нейродегенеративные заболевания, характеризующиеся снижением неврологических функций или функций мозга, а также пролить новый свет на проблемы с обучением и памятью.
В исследовании, проведённом под руководством доктора Гэвина Дейви и студента-бакалавра Девина Сьюарда из Школы биохимии и иммунологии Тринити, был выявлен специфический механизм, с помощью которого эти крошечные наночастицы пластика могут нарушать производство энергии в мозге на модели животных. Результаты, недавно [опубликованы](https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S3051060025000034) в журнале Journal of Hazardous Materials: Plastics, дают новое представление о потенциальных рисках для здоровья, связанных с экологическим пластиком.
Полистирольные наночастицы (PS-NPs) образуются, когда более крупные пластиковые частицы разрушаются в окружающей среде. Эти частицы были обнаружены во множестве органов тела, включая мозг, что вызывает растущую обеспокоенность по поводу их возможной роли в неврологических заболеваниях.
Команда Тринити сосредоточилась на митохондриях, которые имеют решающее значение для производства энергии, необходимой для работы мозга. Дисфункция митохондрий — хорошо известная особенность нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера, а также нормального старения.
Исследователи показали, что воздействие PS-NPs нарушает «электрон-транспортную цепь» — упрощённое название набора белковых комплексов, которые работают вместе, помогая генерировать клеточную энергию в форме АТФ. Хотя отдельные митохондриальные комплексы I и II напрямую не нарушались, перенос электронов между комплексами I–III и II–III, а также активность комплекса IV значительно подавлялись.
И хотя некоторые концентрации PS-NPs, использованные в исследовании, были выше, чем текущие оценки воздействия на человека, учёные обнаружили, что перенос электронов между комплексами I–III и II–III сильно подавлялся при гораздо более низких концентрациях. Это позволяет предположить, что воздействие на окружающую среду также может нарушать биоэнергетическую функцию в течение длительного времени.
Интересно, что те же общие эффекты наблюдались в синаптических митохондриях, которые необходимы для связи между клетками мозга. Это говорит о том, что нанопластик может также нарушать синаптическую пластичность — процесс, лежащий в основе обучения и памяти.
Доктор Гэвин Дейви, работающий в Институте биомедицинских наук Тринити, сказал: «Важно отметить, что рост синтетических пластмасс в середине XX века совпал с увеличением глобального воздействия нанопластика. Таким образом, этот недавно обнаруженный митохондриальный механизм нейротоксичности, вызванной нанопластиком, может помочь объяснить, почему в последние десятилетия возросли показатели нейродегенеративных заболеваний, вероятно, добавив экологический аспект к известным генетическим факторам риска и факторам риска, связанным с образом жизни».
Проект был задуман Девином в 2023 году, когда он учился на степень в области неврологии. Девин провёл работу в лаборатории доктора Дейви в Школе биохимии и иммунологии.
Девин сказал: «Выдвинуть эту идею и затем развить её в лаборатории доктора Дейви было невероятным опытом. Это дало мне возможность внести свой вклад в важные исследования в области охраны окружающей среды на раннем этапе моей карьеры, и это захватывающе — видеть, как наши результаты опубликованы».
Предоставлено: [Тринити-колледж в Дублине](https://phys.org/partners/trinity-college-dublin/)