Нанопластмасите са навсякъде. Тези фрагменти са толкова малки, че могат да се натрупват върху бактерии и да се поемат от корените на растенията; те са в храната, водата и телата ни. Учените не знаят пълната степен на тяхното въздействие върху здравето ни, но ново изследване на учени от Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн показва, че някои нанопластмаси могат да направят хранителните патогени по-вирулентни.
„Други проучвания са оценявали взаимодействието на нанопластмасите и бактериите, но засега нашето е първото, което разглежда въздействието на микропластмасите и нанопластмасите върху човешките патогенни бактерии. Фокусирахме се върху един от ключовите патогени, замесени в огнища на хранителни заболявания - E. coli O157:H7“, казва старшият автор на изследването Пратик Банерджи, доцент в катедрата по хранителни науки и хранене на човека и специалист по разширяване в Илинойс; и двете звена са част от Колежа по селскостопански, потребителски и екологични науки в Илинойс.
Екипът на Банерджи установява, че нанопластмасите с положително заредени повърхности е по-вероятно да предизвикат физиологичен стрес при E. coli O157:H7. Точно както стресираното куче е по-склонно да хапе, така и стресираните бактерии стават по-вирулентни, изпомпвайки повече токсин, подобен на Шига - химикал, който причинява заболяване при хората.
Изследователите са очаквали положително заредените нанопластмаси да въздействат на E. coli, тъй като повърхността на бактериите е с отрицателен заряд. За да проверят хипотезата си за привличането на противоположностите, те създават нанопластмаси от полистирен - материалът, от който са направени вездесъщите бели кутии за храна, подобни на мидички - и прилагат положителни, неутрални или отрицателни заряди, преди да поставят частиците на E. coli, свободно плаващи в разтвор или в биофилми.
„Започнахме с повърхностния заряд. Пластмасите имат огромна способност да адсорбират химикали. Всеки химикал има различен ефект върху повърхностния заряд в зависимост от това колко химикал е адсорбиран и какъв е видът на пластмасата“, казва Банерджи. „В тази статия не разгледахме ефектите на самите химикали - това е следващото ни проучване - но това е първата стъпка в разбирането как повърхностният заряд на пластмасите влияе върху реакцията на патогенната E. coli.“
Бактериите, изложени на положително заредени нанопластмаси, показват стрес по множество начини, а не само като произвеждат повече подобен на Шига токсин. Те също така се размножават по-дълго време, когато се намират на свобода, и се събират в биофилми по-бавно. В крайна сметка обаче растежът се възстановява.
Биофилмите осигуряват на бактериалните клетки известна защита благодарение на извънклетъчното покритие, което те развиват. За да провери дали това покритие предпазва от стрес, предизвикан от нанопластмаси, екипът потапя сравнително големи микропластмасови частици в бактериалната супа и дава на E. coli една или две седмици да се колонизират. След това те въвеждат същите заредени нанопластмаси.
Положително заредените частици все още предизвикват стрес - и засилват производството на подобен на Шига токсин - в свързаните с биофилм E. coli.
„Биофилмите са много здрава бактериална структура и са трудни за изкореняване. Те са голям проблем в медицинската индустрия, тъй като се образуват върху вложки като катетри или импланти, както и в хранително-вкусовата промишленост“, казва Банерджи. „Една от целите ни беше да видим какво се случва, когато този човешки патоген, който обикновено се предава чрез храната, се сблъска с тези нанопластмаси от гледна точка на биофилма.“
Взаимодействието с пластмасовите частици може да доведе до нещо повече от увеличаване на стоксичността на E. coli; други проучвания показват, че биофилмите върху микропластмаса могат да служат като горещи точки за пренос на гени за антибиотична резистентност, което прави бактериите по-трудни за управление. Групата на Банерджи провежда проучвания, които разглеждат трансфера на гени за резистентност и промените във вирулентността и моделите на предаване на основните хранителни патогени в хранителни продукти и други среди, като например почвата.
