Наноразмерные пластики могут проникать и проходить через клеточные мембраны

Хотя распространение микропластика в природе изучено хорошо, о его влиянии на здоровье и механизмах попадания в организм человека известно мало. Возможные негативные эффекты могут быть связаны как с самим полимером, так и с адсорбированными на его поверхности жирорастворимыми токсинами и тяжёлыми металлами. Исследованию транспортных механизмов мешает нехватка стандартизированных методов.

Учёные Университета Восточной Финляндии с помощью молекулярного моделирования проанализировали поведение наноразмерных частиц полиэтилена (PE) и полиэтилентерефталата (PET) в модельных липидных бислоях, имитирующих клеточные мембраны. Также была изучена проницаемость измельчённого PE и PET через искусственную мембрану с помощью метода PAMPA (Parallel Artificial Membrane Permeability Assay), обычно применяемого для исследования пассивного всасывания лекарств. Количество пластика, прошедшего через мембрану, измеряли с помощью NMR-спектроскопии.

В обоих подходах движение молекул контролировалось только разницей концентраций по разные стороны мембраны и тепловым движением, что давало информацию о пассивной проницаемости.

Результаты:

• В компьютерных симуляциях частицы PE предпочитали располагаться в центре липидного бислоя. В экспериментах PAMPA PE частично проникал через мембрану, но со временем скорость проницаемости значительно замедлялась, вероятно, из-за накопления пластика в мембране.
• Частицы PET в симуляциях преимущественно локализовались у поверхности мембраны, а в экспериментах демонстрировали довольно хорошую проницаемость.
• Свойства мембранных структур не изменялись значимо под воздействием отдельных пластиков.

Исследование закладывает основу для дальнейшего развития методов моделирования и экспериментов в области изучения микропластика. Для полной картины необходимы данные об активном транспорте (связывание с транспортными белками, возможный фагоцитоз) и о прямых токсических эффектах на клетки.