Вредны ли для человека различные типы поверхностно-активных веществ (ПАВ)? Их широко используют в производстве шампуней, которыми каждый из нас регулярно пользуется, зубной пасты и бытовых моющих средств – стиральных порошков, жидкостей для мытья посуды и автомобилей.
Научное исследование при поддержке Минобрнауки России провели сотрудники Сибирского федерального университета (СФУ), Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН, Института биофизики СО РАН и Иркутского государственного университета.
Метод биолюминесцентного анализа позволил за короткое время выявить потенциальную токсичность трех изученных ПАВ для живых систем и продемонстрировал более высокую чувствительность, чем другие биоанализы.
Специалисты подведомственного Минобрнауки СФУ в составе научного коллектива применили ферментную систему, состоящую из характерных для живых существ ферментов редуктазы и люциферазы, чтобы выяснить, какое влияние на клетки оказывают ПАВ, в частности катионный бромид цетилтриметиламмония (CTAB), неионный полиоксиэтилен 20 сорбитан моноолеат (Tween 80) и анионный лаурилсульфат натрия (SLS).
В качестве индикаторов использовали простейшие живые организмы — бактерии и выделенные из них ферменты. С их помощью ученые узнали, как влияют самые распространенные ПАВ на их активность.
ПАВ: анионный лаурилсульфат натрия (SLS)
Эксперимент подтвердил подозрения в отношении лаурилсульфата натрия. Это ПАВ, создающее пену при использовании шампуней и зубной пасты, оказало наиболее заметное влияние на ферментную систему — ее свечение, яркое в норме, заметно угасло при воздействии «косметической» добавки. Вместе с тем концентрации ПАВ, с которыми экспериментировали ученые, были достаточно невелики (от 0,5 до 4 мг/л), а значит, наблюдавшийся эффект говорит о токсическом эффекте лаурилсульфата натрия для живых организмов.
«Мы специально не доводили концентрацию изучаемых ПАВ до стадии мицеллообразования, когда уже формируется пленка на поверхности раствора — все же в быту любые моющие средства значительно разбавляются водой. Хотелось узнать, как ведут себя ПАВы в таких «бытовых» количествах, поскольку они попадают через систему водоотведения в речные артерии и озера, где, вероятно, оказывают влияние на местные экосистемы и качество питьевой воды», — рассказала соавтор исследования, старший научный сотрудник лаборатории биолюминесцентных биотехнологий СФУ Ирина Торгашина.
ПАВ: катионный бромид цетилтриметиламмония (CTAB) и неионный полиоксиэтилен 20 сорбитан моноолеат (Tween 80)
Кроме эффекта, который оказывают ПАВ на живые системы, ученые решили оценить эффективность ферментной системы редуктаза — люцифераза (Red + Luc) в качестве индикатора возможной токсичности. Оказалось, что анализ с ее помощью занимает всего две-три минуты и имеет более высокую чувствительность, чем другие биоанализы в токсикологических методах.
Так, биолюминесцентный анализ на основе ингибирования («погашения») светящихся ферментов может использоваться в качестве передового исследовательского инструмента для оценки токсичности поверхностно-активных веществ на молекулярном уровне.
Как отмечают специалисты, предложенный метод анализа – самый быстрый и экономичный. При этом не требует сложного оборудования. С его помощью легко обнаружить токсическое повреждающее влияние ПАВ на организм.
Между тем, по итогам тестирования было обнаружено, что полиоксиэтилен 20 сорбитан моноолеат (Tween 80) не оказал видимого воздействия ни на бактерии, ни на ферментную систему. То есть, скорее всего, в «бытовых» дозах он не особо токсичен, сделали вывод исследователи.
Tween 80 применяется в составе косметических средств в качестве эмульгатора и стабилизатора. Также используется CTAB, в том числе в качестве консерванта –он имел незначительное действие при низких концентрациях.
Стоит ли по итогам данного исследования внимательно изучать состав пузырьков с шампунями, бытовыми моющими средствами и косметикой? Ученые утверждают, что делать окончательные выводы пока рано. Результаты требуют дальнейших уточнений.
В дальнейшем планируется исследовать, что именно происходит с белками и живыми клетками. Пока же на сегодняшний день нет основания для полного отказа, например, от лаурилсульфата натрия. Однако полученная информация — повод для углубленного изучения веществ, «гасящих» биолюминесцентные тест-системы.
