Nanoplasty mohou narušovat přirozenou ochrannou vrstvu plic

Ultrajemné polystyrenové nanoplasty se mohou zabudovávat do ochranné vrstvy plic, měnit její strukturu a oslabovat ochrannou funkci. Zjistili to badatelé z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR ve spolupráci s kolegy z Polska a Slovinska. Studii vydal časopis Journal of Hazardous Materials.

Nanoplasty se dnes přirozeně vyskytují prakticky všude – ve vzduchu, v prachu i v potravinách – nelze se jim zcela vyhnout. Vznikají především rozpadem větších plastových předmětů a jejich dalším opotřebením ve venkovním prostředí i v interiérech. Na rozdíl od větších mikroplastů se tyto jemné nanočástice mohou dlouho udržet ve vzduchu, a právě proto se snadno dostávají do dýchacích cest a z nich až do plic. Výzkumná skupina Lukáše Cwiklika z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR nyní odhalila, jak mohou polystyrenové nanoplasty ovlivňovat plicní surfaktant – jemnou lipidovo-proteinovou vrstvu, která vystýlá plicní sklípky a je nezbytná pro správnou funkci plic.

Výzkum spojil počítačové simulace a laboratorní experimenty

Výzkumný tým zkoumal interakce nanoplastů se dvěma klíčovými strukturami plicního surfaktantu: s monovrstvou na rozhraní vzduchu a kapaliny v plicních sklípcích a s dvojvrstvami, které tvoří zásobní rezervoáry surfaktantu pod povrchem. Kombinoval přitom atomistické molekulárnědynamické simulace s experimentálními metodami, jako bylo měření povrchového tlaku, fluorescenční spektroskopie a Brewsterova úhlová mikroskopie, aby mohl porovnat dění na molekulární úrovni s chováním reálných modelových systémů.

Nanoplasty mění strukturu surfaktantu a mohou pronikat hlouběji do plic

Výsledky prokázaly, že ultrajemné polystyrenové částice nezůstávají jen na povrchu.

„Naše studie ukazuje, že nanoplasty se na plicním surfaktantu nejen zachytí, ale mohou se do něj také zabudovat a spolu s jeho přirozenou recyklací postupovat dál do hlubších struktur plic. Právě tento mechanismus považujeme za zvlášť důležitý, protože naznačuje, že jejich působení se nemusí omezit jen na samotný povrch plic,“ říká Lukasz Cwiklik.

Konkrétně výzkum doložil, že nanoplasty navíc zvyšují uspořádanost lipidů a snižují tekutost ochranné vrstvy plic. Zároveň mění místní složení surfaktantu a mohou se nejprve hromadit v povrchové monovrstvě plicního sklípku a následně pronikat i do hlubších dvojvrstevných struktur, které se podílejí na jeho recyklaci. To naznačuje cestu, jak se nanoplasty mohou dostávat hlouběji do plicní tkáně a narušovat jednu z nejcitlivějších ochranných bariér v dýchacím systému.

Podle autorů a autorek je potřeba v navazujícím výzkumu zjistit, jaké důsledky může mít dlouhodobé vdechování ultrajemných plastových částic pro lidské zdraví.

„Právě skutečnost, že nanoplasty jsou běžnou součástí vzduchu, který dýcháme, dělá z tohoto tématu vážnou otázku pro veřejné zdraví. Pokud ovlivňují fungování plicního surfaktantu, je na místě brát jejich možné dopady na lidské zdraví velmi vážně,“ říká Katarina Vazdar z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR.

Kontakt:

prof. Dr. hab. Lukasz Cwiklik, Ph.D.
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR
lukasz.cwiklik@jh-inst.cas.cz

Přečtěte si také

• Vědkyně odhalily skrytou poruchu RNA
• V srdci Afriky sdílejí lidé, psi a primáti stejné parazity
• V Evropě mizí sysel. Vědci ukazují proč
• Rostlinné hormony chrání fotosyntézu přepnutím do „režimu spánku“
• Proměny Evropy po ústupu průmyslu: konference představí věhlasné odborníky
• Veletrh vědy otevírá program: stovky expozic a věda na vlastní kůži
• Odhaluje se, jak se krvetvorné kmenové buňky vyrovnávají s chronickým zánětem
• Za 30 let o dva stupně: české přehrady se oteplují
• Při ražbě pražského metra byl objeven nový druh prvohorního členovce
• Výlet do středověku: Zaniklé vesnice Drahanské vrchoviny znovu ožívají