Американські вчені з Університету Іллінойсу з’ясували, що нанопластик з позитивним зарядом активує патогенні властивості бактерій E. coli O157:H7 — відомого збудника харчових отруєнь. Дослідники виявили, що під впливом нанопластику бактерії починають виробляти більше токсичних речовин, схожих на ті, що спричиняють дизентерію, а також активують гени, відповідальні за розвиток хвороб — навіть коли перебувають у захисних бактеріальних біоплівках. Про це передає медіа про науку та здоров’я КРВ.медіа з посилання на дослідження.
Вплив нанопластику на бактерії
У дослідженні, проведеному в Університеті Іллінойсу в Урбана-Шампейн, науковці проаналізували реакцію патогенного штаму бактерій E. coli O157:H7 на нанопластик. Цей штам відомий високою вірулентністю та здатністю викликати серйозні харчові отруєння.
Нанопластик — це наддрібні частинки пластику розміром менш як 100 нанометрів. Вони утворюються внаслідок руйнування більших пластикових виробів у природному середовищі. Дослідники створили частинки нанопластику з полістиролу, модифікувавши їхній поверхневий заряд: позитивний, нейтральний або негативний.
Виявилося, що саме позитивно заряджені частинки викликають стрес у бактерій. У відповідь E. coli починали виробляти більшу кількість шигоподібного токсину — сполуки, що пошкоджує клітини кишківника людини та викликає запалення і діарею.
Чому заряд пластику впливає на бактерії?
Клітинна стінка бактерій E. coli має негативний заряд, тому логічно, що позитивно заряджені частинки притягуються до неї сильніше. Саме ця взаємодія, як припускають дослідники, викликає фізіологічний стрес у мікроорганізмів. Внаслідок цього активуються гени, пов’язані з виживанням та патогенністю.
«Це перше дослідження, яке аналізує вплив нанопластику на патогенні бактерії, що безпосередньо стосуються безпеки харчових продуктів», — зазначає автор дослідження професор Пратік Банерджі.
Варто зазначити, що вчені не досліджували хімічні речовини, які могли бути адсорбовані на пластику — це буде предметом подальших досліджень.
Біоплівки як додатковий чинник ризику
Бактерії E. coli часто формують так звані біоплівки — щільні колонії на поверхнях, зокрема у харчових продуктах або медичних пристроях. У цьому стані мікроорганізми набагато стійкіші до дії антибіотиків і дезінфікувальних засобів.
У ході експерименту бактерії спочатку утворювали біоплівки, після чого до них додавали нанопластик. Результати продемонстрували, що навіть у захищеному стані E. coli реагували на нанопластик стресом і підвищували вироблення токсинів. Окрім цього, змінювався рівень експресії генів, що відповідають за вірулентність.
«Біоплівки є особливою формою існування бактерій, і їх важко усунути — вони утворюються на медичних імплантах, катетерах, а також у харчовій промисловості», — зазначає Банерджі.
Наслідки для безпеки продуктів і здоров’я
E. coli O157:H7 належить до категорії особливо небезпечних харчових патогенів. Якщо нанопластик у продуктах або воді сприяє підвищенню вірулентності бактерій, це може збільшити кількість тяжких отруєнь навіть за наявності невеликих доз інфекції.
З огляду на те, що мікро- та нанопластик дедалі частіше виявляється у морепродуктах, питній воді та навіть повітрі, ймовірність контакту з патогенами стає більшою.
Що відомо про вплив нанопластику на людину
Хоча дослідження наслідків нанопластику для людини лише набирають обертів, існують попередні докази того, що ці частинки можуть проникати в тканини організму, проходити через гематоенцефалічний бар’єр, викликати запальні процеси або порушення в клітинному метаболізмі.
Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) наголошує на необхідності продовження досліджень, зокрема щодо впливу пластику на мікробіом кишківника, репродуктивну функцію та ризики онкологічних захворювань.
Подібні дослідження проводяться не лише в США, а й у рамках проєктів ЄС — зокрема Horizon Europe. Вивчається вплив наноматеріалів на мікроорганізми, флору, фауну та людину.
Наступним етапом команди Банерджі стане вивчення хімічних речовин, які адсорбуються на поверхні пластикових частинок, а також реакція інших патогенних бактерій на нанопластик.
Раніше ми писали, що мікропластик потрапляє в тіло з жувальної гумки
