Во всем мире, по разным данным, производят до 400 миллионов тонн пластика в год. При этом утилизировать его сложно. Накопительный эффект воздействия микропластика пока неизвестен, и ученым непонятно, как он влияет на здоровье и скорость старения.
«На здоровье людей, помимо воздействия микропластика, оказывают влияние многие другие негативные факторы. Для того чтобы отделить это от других отрицательных эффектов, мы проводим исследования на модельных животных, которые находятся в постоянных условиях. С их помощью можно оценить возможные токсические эффекты приема микропластика», — рассказала ведущий научный сотрудник ФИЦ ИЦиГ СО РАН доктор биологических наук Наталья Стефанова.
«Во всем мире в большинстве таких исследований используют модельные частицы из полистирола. Это идеальные сферы, которые просто синтезировать и легко купить любого размера. Однако, если использовать только такие идеальные частицы, говорить о том, что исследование приближено к жизни, достаточно сложно. Мы стремились создать условия максимально близкие к естественным», — отметила руководитель группы экологических исследований и хроматографического анализа Центра спектральных исследований НИОХ СО РАН кандидат химических наук Юлия Сотникова.
«Эксперимент проводили с несколькими дозировками. Первую дозировку — 10 мг/кг выбрали, исходя из информации зарубежных ученых о том, что человек за неделю съедает около пяти граммов пластика (столько весит банковская карта). Пересчитав, сколько приходится на килограмм массы человека в день, мы подобрали нужную дозу для крыс. Вторая дозировка в десять раз больше — 100 мг/кг», — поделилась Юлия Сотникова.
Для исследования задействовали две линии крыс. Wistar — классические лабораторные крысы, на которых проводится большинство исследований, и OXYS — уникальная линия, выведенная в ФИЦ ИЦиГ СО РАН, она отличается тем, что такие животные рано стареют. У крыс линии OXYS быстрее развиваются признаки возрастных заболеваний, таких как катаракта, ретинопатия и болезнь Альцгеймера.
Всего в эксперименте участвовало шесть групп крыс, по три группы каждой линии: контрольная (животные, не употреблявшие микропластик), группа, которая принимала 10 мг/кг, и группа, принимавшая 100 мг/кг. С полутора месяцев (периода полового созревания) до трех с половиной месяцев (активного репродуктивного периода) зверьков кормили микропластиком. После этого провели исследование способности к обучению и памяти в лабиринте Барнс.
Лабиринт Барнс — круглая платформа диаметром 122 сантиметра на высокой подставке больше метра. По ее периметру расположено несколько внешне одинаковых лунок, одна из них — полноценное убежище, в которое крыса полностью может спрятаться, остальные отверстия неглубокие.
«Крысы — норные животные. Если их посадить на открытую площадку в незнакомой обстановке, им становится страшно, зверьки не могут ни спрятаться, ни спрыгнуть вниз. Они видят, что есть отверстия, и начинают искать то, в котором можно укрыться. Задача каждой крысы — за определенный момент времени найти нужную норку. Обучение проходило в течение пяти последовательных дней, после чего мы проверяли, насколько подопытные запомнили местоположение лунки, в которой могут спрятаться», — объяснила Наталья Стефанова.
В процессе обучения животные используют одну из трех стратегий. Самая распространенная на первых днях обучения — бегать по окружности лабиринта и последовательно искать нужную лунку. Крыса запоминает, что укрытие есть, но не помнит, где оно. Вторая стратегия — искать лунку случайным образом. Крыса ищет укрытие не последовательно, а хаотично передвигаясь от одной лунки к другой. Обе этих стратегии не относятся к гиппокамп-зависимому обучению. Гиппокамп важен для запоминания (то есть перехода кратковременной памяти в долговременную) и ориентации в пространстве, необходимой для навигации. При болезни Альцгеймера эта структура мозга страдает одной из первых. Потеря кратковременной памяти и дезориентация — ранние симптомы заболевания.
Третья стратегия, наоборот, зависит от работы гиппокампа — крысы с точностью запоминают, где находится нужная лунка или знают сектор, в котором она расположена. В процессе обучения каждому животному присуждались баллы по определенным параметрам — когнитивный индекс. Баллы за дни эксперимента суммируются, животные с высоким индексом более обучаемые.
«Выяснилось, что микропластик в большей степени негативно повлиял на когнитивные способности здоровых животных, не склонных к раннему старению. В этом есть своя логика: когда у людей возникают проблемы со здоровьем, они к ним приспосабливаются. Человек вынужден жить в этих условиях, и, когда внезапно сваливается что-то плохое, ответная реакция будет быстрее. Гиппокамп-зависимое обучение использовали только контрольные крысы Wistar. Даже при дозировке в 10 мг/кг микропластика эти крысы показали, что вещество отрицательно влияет на когнитивные способности. К тому же этот эффект накопительный и в результате можно ожидать, что скорость старения увеличится», — резюмировала Наталья Стефанова.
.jpg)
