Ученые пока что не выяснили до конца, как именно нанопластик влияет на здоровье, однако новое исследование специалистов Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн показало, что его частицы способны повышать опасность пищевых патогенов.
В центре внимания специалистов оказалась кишечная палочка E. coli O157: H7 — одна из самых известных причин пищевых отравлений. Исследователи выяснили, что определенные виды нанопластика, особенно те, что обладают положительным электрическим зарядом, повышают вирулентность этих бактерий, то есть делают их более заразными. Так же, как стресс может сделать агрессивнее животных или человека, стресс, возникающий у бактерий из-за взаимодействия с нанопластиком, делает агрессивнее и микробов — в частности, у кишечной палочки он повышает выработку шигаподобного токсина, который вызывает у человека симптомы отравления.
Ученые в эксперименте создали частицы нанопластика из полистирола — материала, который широко используется в производстве одноразовой упаковки, в том числе, контейнеров для еды. Поверхность этих частиц специально модифицировали так, чтобы она получила положительный, нейтральный или отрицательный заряд. Затем частицы добавляли в растворы с бактериями, которые либо свободно плавали, либо уже образовали биопленки. Выяснилось, что именно положительно заряженные частицы вызывают наиболее выраженную стрессовую реакцию у E. coli. Это объясняется тем, что поверхность самих бактерий несет отрицательный заряд, и, как в случае с магнитами, противоположно заряженные тела притягиваются.
Стресс у бактерий проявлялся не только в стимуляции выработки токсина, он также замедлял их размножение и формирование ими биопленок. Однако со временем скорость роста все же восстанавливалась. Особенно интересно, что даже в уже сформированных биопленках — структурах, которые обычно защищают бактерии от внешних угроз, — эффект от встречи с нанопластиком сохранялся: бактерии продолжали вырабатывать больше токсина, несмотря на защитную оболочку.
Авторы исследования подчеркивают, что биопленки представляют собой серьезную проблему как в медицине, так и в пищевой промышленности. Они образуются на поверхности медицинских имплантов, катетеров, а также на производственном оборудовании, усложняя борьбу с болезнетворными микроорганизмами. Кроме того, по данным других работ, именно биопленки на частицах микропластика могут становиться очагами, в которых возникают и усиливаются гены устойчивости бактерий к антибиотикам. Это значит, что взаимодействие бактерий с пластиком потенциально делает их не только более токсичными, но и более стойкими к антибактериальным препаратам.
Исследование стало первым шагом в изучении того, как свойства нанопластика, в частности поверхностный заряд его частиц, могут влиять на поведение патогенных микроорганизмов. В будущем команда собирается глубже изучить процессы передачи генов резистентности к антибиотикам и других факторов, связанных с опасностью пищевых инфекций, в условиях загрязненной пластиком среды. Тем не менее, даже те данные, которыми уже сейчас располагают специалисты, вызывают тревогу: повсеместное распространение микропластика может быть не просто экологической проблемой, но и серьезной угрозой для здоровья человека.
Ранее ученые разработали новый метод обнаружения нанопластика в жидкостях организма.
