Обычный пищевой пластик оказался не таким безобидным: ученые нашли новый механизм повреждения печени

Исследование показывает, что микрочастицы полиэтилена могут усиливать жировую болезнь печени, особенно на фоне западного типа питания, а новые методы позволили впервые увидеть, где именно начинается повреждение ткани.

Почему именно полиэтилен оказался в центре внимания

Большинство предыдущих исследований микропластика были посвящены полистиролу — материалу, известному по одноразовой посуде и упаковке.

Полиэтилен изучали значительно меньше, хотя именно он составляет около трети мирового производства пластмасс. Он используется в пищевой упаковке, пакетах, контейнерах, пленке и внутреннем покрытии многих одноразовых стаканов.

Именно поэтому авторы решили проверить, способен ли этот повседневный материал влиять на печень и каким образом это происходит.

Как ученые проверяли гипотезу

Исследование проводилось на мышах.

Животных разделили на четыре группы:

• обычный рацион;
• обычный рацион + полиэтилен;
• рацион с высоким содержанием жира, фруктозы и холестерина (модель MASH — метаболически ассоциированного стеатогепатита);
• такой же рацион + полиэтилен.

В течение восьми недель мыши ежедневно получали полиэтиленовые микрочастицы через желудочный зонд. После этого исследователи оценивали состояние печени сразу несколькими независимыми методами: гистологией, биохимическими анализами, секвенированием РНК, пространственной транскриптомикой, а также двумя спектроскопическими методами, подтвердившими присутствие частиц полиэтилена непосредственно в ткани печени.

Повреждение оказалось сильнее при сочетании пластика и нездорового питания

Сам по себе полиэтилен уже усиливал признаки повреждения печени.

Однако наиболее выраженные изменения наблюдались у животных, одновременно получавших полиэтилен и «западную» диету.

У них отмечались:

• более высокие уровни печеночных ферментов (ALT), свидетельствующие о повреждении клеток печени;
• увеличение содержания триглицеридов в печени;
• более выраженное накопление жира;
• усиление воспалительных изменений.

Проще говоря, исследование предполагает, что микропластик и нездоровое питание могут усиливать действие друг друга.

Это не означает, что сам полиэтилен вызывает заболевание у человека, но показывает возможное взаимодействие сразу нескольких факторов риска.

Вот что стало настоящим прорывом

Главная новизна работы заключается не столько в обнаружении повреждения печени, сколько в технологии его изучения.

Авторы использовали пространственную транскриптомику (spatial transcriptomics).

Если обычный анализ РНК показывает, какие гены работают во всей ткани целиком, то новая технология позволяет увидеть активность генов буквально в каждой области органа, сохраняя информацию о том, где именно находится каждая клетка.

Представьте карту большого города.

Обычный анализ сообщает лишь среднюю температуру по городу.

Именно благодаря этому ученые смогли определить, какие зоны печени повреждаются сильнее остальных и какие молекулярные программы запускаются именно там.

Именно здесь происходит ключевой момент

Оказалось, что наиболее уязвимыми были центральные области печеночных долек.

Именно здесь исследователи обнаружили очаги воспаления, снижение разнообразия клеток и характерные изменения активности генов.

Одновременно рядом с этими участками удалось обнаружить сами частицы полиэтилена при помощи микрорамановской и оптической инфракрасной спектроскопии, что усиливает связь между локализацией микропластика и изменениями ткани. Однако исследование не доказывает, что присутствие частиц само по себе является непосредственной причиной всех обнаруженных изменений.

Какие молекулы оказались наиболее важными

Исследование выделило два ключевых участника процесса.

Первый — PPARα (PPAR-альфа).

Это белок, который регулирует обмен жирных кислот в печени и помогает клеткам адаптироваться к метаболическому стрессу.

Второй — ген ANXA2.

Он участвует в восстановлении тканей после повреждения.

Исследователи показали, что воздействие полиэтилена сопровождается активацией сигнального пути PPARα, который, в свою очередь, регулирует активность ANXA2. Эксперименты с агонистами и ингибированием PPARα подтвердили, что эта связь играет важную роль в ответе печени на воздействие полиэтилена.

Важно понимать: авторы не утверждают, что PPARα «вреден». Напротив, этот путь может отражать попытку печени компенсировать повреждение и запустить восстановительные процессы.

Что это меняет в понимании микропластика

Последние годы внимание исследователей сосредоточено на вопросе, способен ли микропластик влиять на здоровье человека.

Эта работа не отвечает на него окончательно.

Во-первых, исследование выполнено на мышах.

Во-вторых, использовалась модель контролируемого воздействия, которая не воспроизводит все особенности реального воздействия на человека.

Тем не менее работа показывает, что даже полиэтилен — материал, который долго считался сравнительно биологически нейтральным, — способен запускать сложные молекулярные изменения в печени животных.

Кроме того, исследование демонстрирует, насколько важным может быть сочетание факторов риска. Возможно, воздействие микропластика становится наиболее значимым не само по себе, а вместе с ожирением, избытком калорий и другими метаболическими нарушениями.

Что ученые собираются изучать дальше

Авторы планируют выяснить:

• способствует ли полиэтилен развитию более поздних стадий заболевания, включая фиброз печени;
• какие еще молекулярные пути участвуют в реакции печени;
• можно ли уменьшить повреждение, воздействуя на сигнальный путь PPARα;
• одинаково ли действуют другие распространенные виды микропластика.

Пока эти вопросы остаются открытыми.