Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке

Исследователи из Техасского университета в Эль-Пасо выяснили, как нанопластики и пер- и полифторалкильные вещества, или PFAS, влияют на биомолекулы. Эти соединения могут изменять белки в грудном молоке и детских смесях, что может вызвать проблемы с развитием ребёнка.

Нанопластики образуются при деградации пластиковых материалов, таких как бутылки для воды и упаковки для продуктов питания. Вечные химикаты содержатся в посуде и одежде.

Исследовательская группа UTEP изучала, как соединения влияют на три важных белка в организме человека: бета-лактоглобулин, альфа-лактальбумин и миоглобин. Результаты исследования, позволяющие на атомном уровне понять пагубное влияние нанопластиков и PFAS на здоровье человека, описаны в двух недавних статьях в Journal of the American Chemical Society и ACS Applied Materials and Interfaces.

Понимание молекулярных механизмов того, как нанопластики и вечные химикаты нарушают клеточные функции, позволит ученым разработать более безопасные альтернативы этим материалам, — говорит Махеш Нараян, доктор философии, профессор, член Королевского химического общества и заведующий отделом биохимии факультета химии и биохимии UTEP, который курировал эти два исследования.

Выводы, сделанные в ходе этого исследования, имеют далеко идущие последствия.

По словам Нараяна, исследование показало, что нанопластики и PFAS «растворили» альфа-спираль в белках, превратив её в бета-листы.

Мы не ожидали, что все они окажут такое одинаковое воздействие на альфа-спираль, — говорит Нараян.

Это было полное совпадение.

Команда заметила, что подобные изменения происходят и в амилоидных белках, которые могут вызывать нейродегенерацию и нейротоксические последствия, если синтетические химические вещества попадают в мозг.

Другие ключевые результаты исследований описаны ниже.

Молочный белок: Бета-лактоглобулин (БЛГ)

БЛГ — это белок, содержащийся в молоке овец и коров. Он используется в детских молочных смесях и важен для зрения и развития мозга младенцев.

Исследователи обнаружили, что эффективность связывания БЛГ с ретинолом и жирными кислотами снижается при воздействии нанопластиков и PFAS. Это может привести к проблемам в развитии новорождённых.

Также исследователи впервые заметили, что PFAS связываются с молочным белком, превращая его в носитель этих соединений.

Грудное молоко человека: альфа-лактальбумин

Альфа-лактальбумин — белок, содержащийся в грудном молоке. Он участвует в синтезе лактозы и нужен младенцам для питания.

Исследователи UTEP выяснили, что нанопластики и PFAS повреждают структуру альфа-лактальбумина. Это может привести к нарушению образования лактозы у младенцев и, как следствие, к ослаблению иммунитета и снижению усвоения минералов.

Хранение кислорода: Миоглобин

Миоглобин — белок, содержащийся в крови и мышцах большинства млекопитающих — играет важную роль в хранении кислорода.

Исследователи из UTEP обнаружили, что нанопластики и PFAS снижают функциональность миоглобина и его способность хранить кислород. Это может привести к проблемам со здоровьем, таким как одышка и анемия.

Также эксперименты показали, что воздействие нанопластиков нарушает двигательную способность червей. Эффект сравним с действием параквата — гербицида, который связывают с болезнью Паркинсона.

Эта работа способна оказать значительное влияние на общественное здравоохранение и экологическую политику, подчеркивая жизненно важную роль научных исследований в решении глобальных проблем, — сказал Роберт Киркен, доктор философии, декан Колледжа естественных наук.

Я горжусь новаторскими исследованиями, проведенными доктором Нараяном, доктором Вуковичем и их командой. Их инновационный подход к пониманию того, как эти искусственные материалы нарушают биомолекулярные функции, является ярким примером той преобразующей работы, которую исследователи UTEP проводят на регулярной основе.

11.07.2024