Nanoplastiki mogą zakłócać pracę komórek odpornościowych

Nanoplastiki powstają podczas rozpadu większych elementów wykonanych z tworzyw sztucznych. Są tysiące razy mniejsze od grubości ludzkiego włosa. Mogą przedostawać się do organizmu wraz z pożywieniem, wodą i wdychanym powietrzem, a następnie trafiać do krwiobiegu. Ich obecność potwierdzono również w ludzkich tkankach. Naukowcy nadal jednak nie wiedzą, jakie mogą być skutki wieloletniego kontaktu z tymi cząstkami.

– Wiemy coraz więcej o tym, jak nanoplastiki oddziałują na komórki człowieka, ale wciąż nie potrafimy ocenić rzeczywistego ryzyka wynikającego z codziennej ekspozycji. Aby odpowiedzieć na to pytanie, potrzebne są długoterminowe badania łączące obserwacje laboratoryjne z badaniami populacyjnymi – mówi współautor publikacji prof. Marek Jutel z Katedry i Zakładu Immunologii Klinicznej UMW.

Zajrzeć do wnętrza komórki

Badacze przeanalizowali wpływ nanoplastików polistyrenowych na ludzkie komórki jednojądrzaste krwi obwodowej, określane skrótem PBMC. Do tej grupy należą między innymi limfocyty T, limfocyty B i monocyty, które odgrywają ważną rolę w odpowiedzi immunologicznej.

W badaniu wykorzystano kilka metod pozwalających prześledzić cały proces oddziaływania nanoplastików: od ich wnikania do komórek, przez zmiany w budowie i metabolizmie, po analizę aktywności tysięcy genów w pojedynczych komórkach.

Obserwacje potwierdziły, że nanoplastiki przenikają do wnętrza komórek odpornościowych i pozostają w ich cytoplazmie.

Mitochondria pod presją

Jednym z najważniejszych wyników badania było stwierdzenie zmian w funkcjonowaniu mitochondriów. To struktury, które wytwarzają energię potrzebną komórkom, a także uczestniczą w regulowaniu ich aktywności, przeżycia i odpowiedzi immunologicznej.

Naukowcy zaobserwowali spadek oddychania mitochondrialnego i produkcji ATP, czyli podstawowego nośnika energii w komórkach. Zmniejszyła się również zdolność komórek do reagowania na zwiększone zapotrzebowanie energetyczne. Jednocześnie zmieniała się ich budowa – stawały się mniejsze i bardziej zwarte, co wskazywało na silny stres komórkowy.

– Już po godzinie ekspozycji zaobserwowaliśmy zaburzenia funkcji mitochondriów oraz aktywację komórkowych mechanizmów stresowych. To pokazuje, że nawet krótkotrwały kontakt z nanoplastikami może wpływać na podstawowe procesy zachodzące w komórkach odpornościowych – wyjaśnia prof. Marek Jutel.

Komórki włączają tryb przetrwania

Analiza aktywności genów przyniosła kolejne odkrycie. Badacze zidentyfikowali populację komórek, która pojawiała się wyłącznie po ekspozycji na nanoplastiki. Nazwali ją „stress cells”, czyli komórkami znajdującymi się w stanie silnego stresu.

Komórki te zwiększały produkcję białek chroniących przed uszkodzeniami i pomagających naprawiać nieprawidłowo zbudowane białka. Jednocześnie zmniejszała się aktywność genów związanych z prawidłową pracą mitochondriów.

Zdaniem autorów oznacza to, że część komórek zamiast wykonywać swoje podstawowe funkcje uruchamia mechanizmy pozwalające przetrwać w niekorzystnych warunkach.

Badacze sprawdzili również, czy nanoplastiki wpływają na bazofile – komórki uczestniczące między innymi w reakcjach alergicznych. Nie stwierdzili jednak nasilenia ich aktywacji. Oznacza to, że nanoplastiki nie oddziałują na wszystkie elementy układu odpornościowego w taki sam sposób.

– Nasze wyniki pokazują, że nanoplastiki mogą przenikać do komórek układu odpornościowego i zaburzać ich metabolizm. Nie oznacza to jeszcze związku z konkretnymi chorobami, ale wskazuje mechanizm biologiczny, który warto dalej badać – podkreśla dr hab. Magdalena Zemelka-Wiącek, prof. UMW z Katedry i Zakładu Immunologii Klinicznej.

Zdrowie ludzi i środowiska są ze sobą powiązane

Badanie przeprowadzono na komórkach w warunkach laboratoryjnych. Nie można więc na jego podstawie określić, jakie skutki zdrowotne powoduje codzienny i długotrwały kontakt człowieka z nanoplastikami. Wyniki pokazują jednak, jakie procesy zachodzą w komórkach pod wpływem tych cząstek, i wskazują kierunki dalszych badań.

Autorzy publikacji odwołują się do koncepcji One Health, zgodnie z którą zdrowie ludzi, zwierząt i środowiska tworzy jeden wzajemnie zależny system.

– Problem zanieczyszczenia plastikiem nie dotyczy już wyłącznie środowiska. Nasze badanie pokazuje, że jego skutki można obserwować również na poziomie komórek człowieka, dlatego potrzebne są badania łączące medycynę, toksykologię i nauki o środowisku – dodaje dr hab. Magdalena Zemelka-Wiącek, prof. UMW.

Badanie dostarcza szczegółowych informacji o reakcji ludzkich komórek odpornościowych na nanoplastiki. Kolejnym krokiem powinny być badania pozwalające ocenić, jakie znaczenie obserwowane zmiany mają dla zdrowia człowieka i jakie mogą być skutki wieloletniej ekspozycji.

Jak ograniczyć kontakt z mikroplastikami i nanoplastikami

Całkowite uniknięcie tych cząstek nie jest dziś możliwe. Można jednak ograniczyć niektóre źródła codziennego kontaktu:

• nie podgrzewać żywności w plastikowych pojemnikach, ponieważ wysoka temperatura może zwiększać uwalnianie drobnych cząstek plastiku;
• gorącą lub kwaśną żywność przechowywać w szkle albo stali nierdzewnej;
• w miarę możliwości ograniczać korzystanie z jednorazowych plastikowych butelek i opakowań;
• regularnie odkurzać i wietrzyć mieszkanie, ponieważ mikroplastiki mogą gromadzić się w domowym kurzu;
• w miarę możliwości wybierać ubrania z włókien naturalnych, które podczas prania nie uwalniają syntetycznych mikrowłókien;
• ograniczać zużycie plastiku i prawidłowo segregować odpady.

Materiał powstał na podstawie publikacji:

Polystyrene nanoplastics induce mitochondrial dysfunction and stress responses in human PBMCs, „Ecotoxicology and Environmental Safety”, 2026. Aleksandra G. Bilska, Monika Chaszczewska-Markowska, Paweł Gajdanowicz, Anna Kosowska, Magdalena Pietrzak, Mohamed H. Shamji, Marek Jutel, Magdalena Zemelka-Wiącek.