Ученые обнаружили, что токсичные соединения в повседневных продуктах нарушают работу жизненно важных белков человека
Исследователи из Техасского университета в Эль-Пасо обнаружили, что нанопластики и химические вещества PFAS значительно изменяют белки, необходимые для развития человека, такие как белки грудного молока и миоглобин, что может привести к дефектам развития и другим проблемам со здоровьем. Эти выводы подчеркивают острую необходимость в более безопасных альтернативах материалов и служат основой для будущей экологической политики.
Исследование UTEP показывает, что как нанопластики, так и вечные химикаты изменяют важнейшие белки в грудном молоке и детских смесях. Исследователи добились успехов в изучении нанопластиков и пер- и полифторалкильных веществ (PFAS), также называемых вечными химикатами.
Их исследование демонстрирует, как эти соединения могут изменять структуру и функции биомолекул. В частности, команда обнаружила, что эти вещества могут изменять белки, присутствующие в грудном молоке и детских смесях, что потенциально может привести к проблемам в развитии в дальнейшем.
Нанопластики и вечные химикаты — это искусственные соединения, присутствующие в окружающей среде; ряд недавних исследований связал их с многочисленными негативными последствиями для здоровья. В то время как нанопластики образуются в основном в результате разложения крупных пластиковых материалов, таких как бутылки для воды и упаковки для продуктов питания, вечные химикаты содержатся в различных продуктах, таких как посуда и одежда.
Исследовательская группа UTEP сосредоточила свое внимание на воздействии соединений на три белка, критически важных для развития и функционирования человека: бета-лактоглобулин, альфа-лактальбумин и миоглобин. Результаты исследования, позволяющие на атомном уровне понять пагубное влияние нанопластиков и PFAS на здоровье человека, описаны в двух недавних статьях в Journal of the American Chemical Society и ACS Applied Materials and Interfaces.
«Понимание молекулярных механизмов того, как нанопластики и вечные химикаты нарушают функции клеток, позволит ученым разработать более безопасные альтернативы этим материалам, — говорит Махеш Нараян, заведующий отделом биохимии на факультете химии и биохимии UTEP. — Выводы, сделанные в ходе этого исследования, имеют далеко идущие последствия».
По словам Нараяна, самое главное, что показало исследование, — нанопластики и PFAS полностью «растворили» область белков, известную как альфа-спираль, превратив их в структуры, называемые бета-листами.
«Мы не ожидали, что все они окажут такое одинаковое воздействие на альфа-спираль», — говорит Нараян. Команда заметила, что подобные изменения происходят и в амилоидных белках, которые могут вызывать нейродегенерацию и нейротоксические последствия, если синтетические химические вещества попадают в мозг.
Другие ключевые результаты исследований описаны ниже. Молочный белок бета-лактоглобулин (БЛГ) — это белок, содержащийся в молоке овец и коров и широко используемый в качестве ингредиента детских молочных смесей. Этот белок связывается с ретинолом (витамином А) и жирными кислотами и имеет решающее значение для зрения и развития мозга младенцев.
Исследовательская группа обнаружила, что эффективность связывания БЛГ с ретинолом и жирными кислотами снижается при воздействии нанопластиков и PFAS. Это снижение, смоделированное Лелой Вукович, доктором философии, доцентом кафедры химии и биохимии, может привести к значительным проблемам в развитии новорожденных, заявила команда. Кроме того, впервые в истории команда заметила, что PFAS связываются с молочным белком, превращая его в носитель этих соединений.
Миоглобин, содержащийся в крови и мышечной ткани большинства млекопитающих, имеет решающее значение для хранения кислорода. Исследовательская группа обнаружила, что нанопластики и PFAS нарушают функциональность белка миоглобина, его способность хранить кислород. Это нарушение может привести к таким проблемам со здоровьем, как одышка и анемия.
Дополнительные эксперименты команды показали, что воздействие нанопластиков ухудшает способность червей к передвижению, что сравнимо с действием параквата — гербицида, который связывают с болезнью Паркинсона.
«Эта работа способна оказать значительное влияние на общественное здравоохранение и экологическую политику, подчеркивая жизненно важную роль научных исследований в решении глобальных проблем», — сказал Роберт Киркен, доктор философии, декан Колледжа естественных наук.
«Я горжусь новаторскими исследованиями, проведенными доктором Нараяном, доктором Вуковичем и их командой. Их инновационный подход к пониманию, как эти искусственные материалы нарушают биомолекулярные функции, является ярким примером преобразующей работы, которую исследователи UTEP проводят на регулярной основе», — добавил он.
После того как исследователи из США обнаружили микропластик в тканях яичек, исследователи из Китая нашли его в человеческой сперме. Ранее микроскопические фрагменты пластика были обнаружены в каждом образце семенной жидкости 36 участников мужского пола из Китая.
