Mikroplasty nejsou tak neškodné, jak se zdá. Ve vodě mohou vytvářet radikály poškozující DNA

Plasty si získaly svět svou odolností, nízkou cenou a širokými možnostmi využití. Právě vlastnosti, díky nimž jsou tak praktické, z nich ale zároveň dělají jeden z největších ekologických problémů současnosti. Nacházíme je v hlubinách oceánů, v půdě i v horninách starých miliony let. Drobné plastové částice navíc osidlují mikroorganismy, z nichž některé se dokážou podílet na jejich rozkladu.

Zatímco vědci stále podrobněji zkoumají dopady plastového znečištění na životní prostředí, přibývají také otázky týkající se lidského zdraví. Nová studie naznačuje, že mikroplasty mohou být chemicky aktivnější, než se dosud předpokládalo. Ve vodě totiž dokážou vyvolávat reakce, při nichž vznikají vysoce reaktivní částice schopné poškozovat DNA.

K tomuto závěru dospěl mezinárodní výzkumný tým vedený odborníky z Kolumbijské univerzity a Kalifornské univerzity v Berkeley. Výsledky studie publikoval časopis Nature. Zjištění je významné mimo jiné proto, že voda tvoří podstatnou část lidského těla a mikroplasty se mohou dostávat do kontaktu s biologickými tkáněmi.

Když se plast setká s vodou

Mikroplasty si obvykle představujeme jako drobné úlomky materiálu, který se v přírodě rozpadá jen velmi pomalu. Mohlo by se proto zdát, že jde o chemicky poměrně inertní částice, které okolím pouze procházejí. Nový výzkum však ukazuje, že jejich povrch může ve styku s vodou spouštět reakce s potenciálně významnými biologickými důsledky.

Vedoucí studie, chemická biotechnoložka Naixin Qianová z Kolumbijské univerzity, se svými kolegy zkoumala, co se děje na rozhraní mezi plastovými částicemi a vodou. Pomocí laboratorních experimentů, analytických metod a výpočetních modelů zjistili, že za určitých podmínek mohou mikroplasty podporovat vznik vysoce reaktivních volných radikálů.

Tyto částice patří mezi chemicky velmi aktivní látky. Reagují s molekulami ve svém okolí a mohou narušovat buněčné struktury, poškozovat bílkoviny nebo zasahovat do genetické informace. Právě proto se vědci zajímají o jejich možnou úlohu při biologických účincích pozorovaných u organismů vystavených mikroplastům.

Důležité je přitom rozlišovat mezi laboratorním zjištěním a skutečnými dopady na lidské zdraví. Studie ukazuje, že mikroplasty mohou ve vodě vytvářet reaktivní radikály, sama o sobě však ještě nedokazuje, v jaké míře tento mechanismus přispívá k poškození lidských tkání při běžné expozici.

Hydroxylové radikály: malé částice s velkou reaktivitou

Výzkumníci se zaměřili především na hydroxylové radikály. Ty patří mezi nejreaktivnější formy volných radikálů a tvoří je atom kyslíku a atom vodíku s nepárovým elektronem. Právě tato elektronová konfigurace z nich dělá mimořádně pohotové účastníky chemických reakcí.

V živých organismech mohou hydroxylové radikály napadat prakticky všechny typy biomolekul. Pokud zasáhnou DNA, mohou poškodit její strukturu a přispět k poruchám buněčných procesů. Jejich působení přitom závisí na místě a podmínkách vzniku i na tom, jak rychle zareagují s okolními molekulami.

Překvapivé je, že mikroplasty nemusí být vystaveny žádnému mimořádnému zdroji energie, aby se tento proces rozběhl. Podle výsledků studie mohou radikály vznikat přímo na rozhraní plastu a vody. Rozhodující roli přitom hrají vlastnosti povrchu samotných částic.

Vědci zjistili, že výraznou reaktivitu vykazovaly zejména mikroplasty s hydrofobním povrchem. Ten vodu odpuzuje a omezuje její smáčení. Právě tato vlastnost může ovlivňovat uspořádání molekul a elektrických nábojů v bezprostředním okolí plastové částice.

Na rozhraní mezi hydrofobním povrchem a vodou se totiž mohou měnit podmínky pro přenos elektronů. Podle navrženého mechanismu mohou elektrony z hydroxidových iontů přecházet k dalším složkám v blízkosti plastu, například k rozpuštěnému kyslíku. Následné reakce pak vedou ke vzniku hydroxylových radikálů.

Nejde tedy pouze o to, že mikroplasty přetrvávají v prostředí nebo se postupně rozpadají na stále menší kousky. Jejich povrch může aktivně ovlivňovat chemii okolní vody.

Výsledky studie tak otevírají další otázku, která přesahuje samotné znečištění oceánů a řek: Mohou chemické reakce na povrchu mikroplastů přispívat k jejich biologickým účinkům v lidském těle? Aby na ni vědci dokázali spolehlivě odpovědět, bude nutné určit, jak významně tento mechanismus probíhá v reálných podmínkách a jak souvisí s množstvím mikroplastů, kterému jsou lidé skutečně vystaveni.