.:: Neviditelný čert ::.

Nanoplasty napadají ochranu plic

rubrika: Populárně naučný koutek

Ultrajemné polystyrenové nanoplasty se mohou zabudovávat do ochranné vrstvy plic a měnit tak její strukturu i oslabovat ochrannou funkci. S alarmujícím zjištěním přišli vědci z pražského Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR ve spolupráci s kolegy z Polska a Slovinska.

Lucifer

V posledních desetiletích lidstvo produkuje čím dál větší plastový odpad, který výrazně ohrožuje životní prostředí. Ve vyspělých zemích jsou sice pokusy tento odpad třídit, recyklovat či likvidovat (spalovat) způsobem s co nejmenším procentem sekundárních toxických plynů. Výsledky jsou dost chabé a třeba v téměř celé Asii si s tím vůbec nelámou hlavu. Mikroplasty mohou pronikat do mraků a ovlivňovat počasí. Mikroplasty je obecné označení, užívané pro různorodé úlomky plastů o velikosti od 100 nanometrů či od 1000 nanometrů (podle různých definic) až po 5 milimetrů, které se vyskytují ve vodě, v půdě i ve vzduchu.

Existují vědecké studie, které potvrzují, že kumulace mikroplastů ve vodě ohrožuje životní prostředí. Sedimenty na dně oceánů ukazují, že míra usazování mikroplastů se zdvojnásobuje přibližně každých 15 let (podobně jako výroba plastů) již od poloviny 20. století. Od té doby jsou také mikroplasty nacházeny v rybách. Mikroplasty v mořích se mohou stát potravou mořských živočichů. V některých případech zvířata kvůli tomu uhynou, protože si jimi v podstatě "zalepí" vnitřnosti. Tím, že mikroplasty vstřebává mořská fauna do svých těl, objeví se nakonec i na našem talíři. Mikroplasty již byly nalezeny v jídle i pití včetně piva, medu nebo kohoutkové vody. Samozřejmě pak není překvapením, že se objevují i v lidské stolici. Celé ostrovy volně plujících plastů hyzdí světové oceány.

Někteří odborníci navrhují vyrábět plasty z „přírodnějších“ materiálů, ale výzkumy ukazují, že i ty s sebou nesou určitá rizika. Často navrhovaným řešením problému znečištění plasty je výroba biologicky rozložitelných materiálů, což znamená, že jsou přirozeně rozloženy organismy, jako jsou bakterie nebo houby, na vodu, oxid uhličitý a biomasu, například půdu. Rychlost, s jakou k tomu dochází, závisí na typu a počtu organismů a faktorech, jako je teplota, světlo a vystavení vzduchu. „Kompostovatelné“ se vztahuje na materiály, které se relativně rychle biologicky rozkládají za specifických podmínek způsobených člověkem.

Většina současných „biologicky rozložitelných“ plastů jsou kompozity z materiálů biologického původu – přírodních materiálů, jako je dřevo a jiná vlákna – a materiálů na bázi ropných produktů. Tyto materiály podléhají povětrnostním vlivům, uvolňují do životního prostředí potenciálně škodlivé chemikálie. Mezi ně patří kyselina tereftalová a bisfenol A, u nichž bylo prokázáno, že způsobují genetické, reprodukční a imunitní poruchy. Dalším problémem je obtížnost oddělit jednotlivé složky v kompozitních materiálech na bázi fosilních paliv. Výsledkem je, že většina výrobků z nich vyrobených je na konci své životnosti skládkována nebo spalována, místo aby byla recyklována nebo kompostována. Testování biologických plastů ukazuje, že se rozkládají na mikro- a nanočástice stejně jako jiné plasty a mohou obsahovat stejné chemické směsi.

Tým vědců ze Světového institutu kimči (WiKim) nyní možná našel nečekaného spojence v boji proti tomuto problému: bakterii, která žije v kimči, Kimči (kimchi) je tradiční korejská příloha k jídlu. Jde o pikantní salát připravený z nakládané a fermentované (kvašené) zeleniny a dalších ingrediencí. Vědci z WiKim zjistili, že tento mikroorganismus má pozoruhodnou schopnost adsorbovat nanoplasty, tj. účinně je zadržovat na svém povrchu.

Moringa olejodárná, přezdívaná „zázračný strom“ nebo „strom života“, je všestranně užitkovou dřevinou i s léčivými účinky. Podle nového výzkumu má navíc ještě jednu pozoruhodnou (a značně pozitivní) vlastnost: takřka perfektně odstraňuje mikroplasty z vody. Moringa olejodárná (Moringa oleifera) je rychle rostoucí tropický a subtropický strom původem z jižního podhůří Himálaje, dnes pěstovaný v teplých oblastech po celém světě. Tým výzkumníků z Brazílie a Británie v rámci odborné studie konkrétně zjistil, že extrakty ze semen těchto rychle rostoucích stromů mohou být při odstraňování mikroplastů z pitné vody stejně účinné jako běžně používané chemikálie. Strom moringa se k čištění vody používá už po tisíciletí. Důkazy o jejím využití existují už v antickém Řecku, Římě i ve starém Egyptě.

Nanoplastům se člověk v moderní společnosti vyhnout prakticky nemůže. Mikroskopické částečky se dnes přirozeně vyskytují prakticky všude kolem nás – ve vzduchu, v prachu i v potravinách. Vznikají především rozpadem větších plastových předmětů a jejich dalším opotřebením v prostředí i v interiérech. Na rozdíl od větších forem mikroplastů se tyto jemné nanočástice mohou dlouho udržet ve vzduchu, a právě proto se snadno dostávají do dýchacích cest skrze průdušky a až do plic. Výsledky ukázaly, že ultrajemné polystyrenové částice se nezachytí jen na povrchu, ale dokážou se zabudovat do hydrofobního jádra plicního surfaktantu, zvyšují uspořádanost lipidů a snižují tekutost této ochranné vrstvy.

Lukasz Cwiklik z ÚFCH JH AV ČR řekl, 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 nemusí zůstat jen na samotném povrchu plic. Jeho tým nyní ukázal, jak mohou polystyrenové nanoplasty ovlivňovat plicní surfaktant – jemnou lipidovo-proteinovou vrstvu, která vystýlá plicní sklípky a je nezbytná pro správnou funkci plic.

Výzkumný tým kombinoval atomistické molekulárně-dynamické simulace s experimentálními metodami, jako byla měření povrchového tlaku, fluorescenční spektroskopie a Brewsterova úhlová mikroskopie, aby mohl porovnat dění na molekulární úrovni s chováním reálných modelových systémů. Podle autorů a autorek je potřeba v navazujícím výzkumu zjistit, jaké důsledky může mít dlouhodobé vdechování ultrajemných plastových částic pro lidské zdraví.

Nejohroženější skupinou jsou lidé s chronickým onemocněním dýchacích cest, jako je astma nebo plicní fibróza. Z hlediska věku jsou nejvíce zranitelní senioři, jejichž organismus má sníženou schopnost buněčné regenerace a odbourávání cizorodých látek, a na opačném pólu malé děti. Ty mají citlivější, stále se vyvíjející plicní tkáň.

Zdroje: