Ученые обнаружили микропластик во всех исследованных образцах спермы

За последние десятилетия пластиковые отходы и микропластик стали все более актуальной проблемой – как для окружающей среды, так и для здоровья человека. В 2015 году мировое производство пластика достигло 381 миллиона тонн и, по прогнозам, вырастет до более чем 1,1 миллиарда тонн в год к 2050 году. Все больше пластика попадает в окружающую среду как преднамеренно, так и случайно, и более крупные пластиковые частицы распадаются на более мелкие фрагменты, известные как микропластик (МП) и нанопластик (НП) — частицы размером менее 5 мм и 1 мкм в диаметре.

Небольшой размер МП и НП позволяет им легко проникать в пищевые цепи, и все больше исследований показывают, что употребление микропластика может негативно влиять на физиологические функции животных и людей. На сегодняшний день масштабы и последствия попадания микропластика в организм человека полностью не изучены. Однако есть подозрения, что употребление микропластика может быть причиной многих воспалительных и даже ряда онкологических заболеваний. Исследования также показывают, что воздействие микропластика может вызывать окислительный стресс в желудочно-кишечной и дыхательной системах.

Ученые говорят, что сегодня каждый из нас потребляет пластик в количестве, эквивалентном примерно одной кредитной карте, каждую неделю. Он попадает в организм разными путями: когда мы пьем воду из пластиковой бутылки; вдыхаем частицы воздуха; употребляем пищу, разогретую в пластиковых контейнерах. Когда едим мед, мелкую морскую рыбу, моллюсков (особенно мидий и креветок) — все они накапливают частицы пластика в себе. На сегодняшний день нет ни одного способа избежать попадания в организм микропластика.

В новой работе исследовательская группа решила узнать, не является ли поглощенный микропластик причиной глобального снижения рождаемости. Чтобы выяснить это, они пригласили 36 здоровых взрослых добровольцев мужского пола, проживающих в китайском городе Цзинань (где нет пластиковых производств), которые никогда не работали в пластиковой промышленности. Каждый из них сдал образец спермы для тестирования. Итог был шокирующим: исследователи обнаружили микропластик во всех образцах. Всего они выявили восемь типов пластика, наиболее распространенным из которых был полистирол, который обычно используется в упаковочной пене.

И это еще не все. Команда исследователей выяснила, что сперматозоиды в образцах спермы, содержащих частицы поливинилхлоридного пластика, имеют более низкую подвижность, что может помочь объяснить снижение показателей фертильности. А это открытие ставит новые вызовы перед репродуктологами, да и учеными всего мира. Результаты исследования подчеркивают необходимость дальнейших исследований потенциальных репродуктивных последствий воздействия микропластика, отмечают авторы работы. Необходимо понять, как микропластик влияет на мужскую фертильность с точки зрения их повсеместного присутствия и потенциальной репродуктивной токсичности.

...Чаще всего МП и НП обнаруживают в жидкостях и тканях человека, включая мочу, кровь, кожу, фекалии и грудное молоко. В прошлом году были опубликованы сразу несколько исследований, посвященных поискам микропластика в человеческом теле и окружающей среде. Его выявляли в сердце (образцы от 14 пациентов, перенесших операцию на сердце, содержали микропластик в нем самом и окружающих тканях); яичках; крови; жировой ткани; выделяли из пластиковых контейнеров для детского питания. В женской репродуктивной системе, включая плаценту человека, были также обнаружены мелкие пластиковые частицы.

После того как МП нашли в детских пластиковых пищевых контейнерах, ученые решили проверить, как его частицы могут воздействовать на эмбриональные клетки почек. И уже через два дня только 23% клеток почек, подвергшихся воздействию самых высоких концентраций, смогли выжить — это гораздо более высокий уровень смертности, чем наблюдавшийся в более ранних исследованиях токсичности микро- и нанопластика.

В прошлом году ученые из Италии также находили МП в человеческой сперме и строили предположения, как он мог туда попасть. Ведь для этого частицам микропластика нужно было преодолеть гемато-тестикулярный барьер, которые предотвращает попадание крови и иммунных клеток в эндолюминальный отсек, где происходит сперматогенез. Учитывая малый размер частиц МП (от 2 до 6 мкм), ученые предположили, что частицы попали в сперму через придаток яичка, а также из семенных пузырьков, которые наиболее подвержены воспалению. Сравнение качества спермы и наличия микропластика показало, что качество было самым высоким там, где не было обнаружено никаких частиц (а их не обнаружили у 3 из 9 участников исследования).

«Микрочастицы, включая микропластик, могут попадать в жидкости организма через загрязненную пищу, воду или воздух. Затем частицы микропластика могут попадать в кровеносную систему через повреждённые слизистые оболочки или сосуды. Попав в кровь, эти частицы могут перемещаться в различные части тела, включая репродуктивные органы. Для попадания в яички необходимо проникновение через гематотестикулярный барьер (ГТБ) — физический барьер между кровеносными сосудами и семенными канальцами, который защищает сперматозоиды от вредных веществ в кровотоке. Однако было показано, что некоторые наночастицы преодолевают этот барьер даже в отсутствие его повреждений. Если частица микропластика достаточно мала - а она величиной с бактерию или меньше, онa может преодолеть ГТБ и достичь тканей, вырабатывающих сперму. Также микропластик вызывает воспаление и окислительный стресс в тканях, что может косвенно влиять на выработку и качество спермы. Это может привести к загрязнению семенной жидкости микропластиком через повреждение клеток или нарушение нормальных процессов в репродуктивной системе», - рассказала рассказала микробиолог, ассистент кафедры науки педагогического факультета Manchester Metropolitan University Виктория Доронина.

При этом ученые уже не раз заявляли об ухудшении качества спермы мужчин во всем мире: средняя концентрация активных сперматозоидов в ней снизилась на 52,4% в период с 1973 по 2011 год среди мужчин из Северной Америки, Европы, Австралии и Новой Зеландии. То, что микропластик может влиять на мужское репродуктивное здоровье, уже было продемонстрировано на мышах: у них наблюдалось снижение количества сперматогенных клеток, дезорганизация семенных канальцев, более высокие показатели аномальных сперматозоидов и более низкая активность ферментов метаболизма спермы.

Напомним также, что сегодня в мире около 15% пар страдают бесплодием, среди которых мужской фактор составляет 50% случаев. Количество случаев мужского бесплодия увеличилось вместе с ухудшением качества спермы в последние десятилетия. Однако причина нарушения сперматогенеза остается неустановленной примерно у 40% мужчин. «На животных вполне показаны многочисленные отрицательные эффекты высоких концентраций микропластика. Сам по себе микропластик вряд ли доминирует среди причин, от которых снижается качество спермы, но он вносит вклад в снижение фертильности в развитых странах. Было время, когда влияние знаменитого инсектицида ДДТ на здоровье тоже не было установлено, тоже начали с исследований на животных, а сейчас он запрещен почти по всему миру», - говорит Виктория Доронина.

Если говорить о других потенциальных последствиях для репродуктивного здоровья, то Виктория Доронина отмечает, что пока есть только исследования на животных в лабораторных условиях (то есть при применении высоких концентраций микропластика), однако они показывают, что он может вызывать несколько эффектов: «Прежде всего, это окислительный стресс и повреждение ДНК - микропластик генерирует активные формы кислорода (ROS), которые повреждают мембраны сперматозоидов и могут привести к перекисному окислению липидов. Это окислительное повреждение может ухудшить подвижность сперматозоидов, их структуру и целостность ДНК, что может привести к фрагментации или повреждению ДНК. Поврежденная ДНК в сперме может привести к снижению фертильности или даже повлиять на здоровье потомства. Многие микропластики содержат эндокринные нарушающие химические вещества (ЕДЦ), такие как бисфенол А (БПА), фталаты и другие токсичные добавки. Эти химические вещества могут мешать выработке гормонов, влияя на уровень тестостерона, который имеет решающее значение для выработки и функционирования спермы. Гормональный дисбаланс может нарушить сперматогенез (процесс выработки спермы), что приводит к снижению количества сперматозоидов, плохому качеству спермы и аномальной формы спермы. Ну и еще можно назвать нарушение подвижности сперматозоидов, снижение их количества и изменение морфологии. Совокупное воздействие способствует снижению вероятности успешного оплодотворения, снижая общую фертильность у мужчин. А если окислительный стресс вызвал повреждение ДНК, возникшие в результате мутации могут передаваться потомству».