Главным открытием китайских медиков стало то, как именно воздействие низких уровней полистирольного микропластика сказывается на качестве спермы самцов и численности рожденного потомства. Помимо этого, исследователям удалось обнаружить фактор, который усугубляет причиняемый вред.
Урологи из Шанхайского университет Цзяотун и Пекинской больницы Тунжэнь при Столичном медицинском университете (Китай) провели опыты с мышами и выяснили, что воздействие низких уровней частиц полистирола — как само по себе, так и в сочетании с высокожировой диетой — значительно снижает качество спермы и численность потомства. О результатах своей работы исследователи рассказали в статье, опубликованной в журнале Environmental Pollution.
Со второй половины XX века люди стали повсеместно использовать пластиковые изделия. Однако не прошло и 60 лет, как человечество начало борьбу с пластиком: выяснилось, что сделанные из него стаканы и бутылки разлагаются по 450 лет, а зубные щетки — целых 500. Небольшие пластиковые фрагменты (обычно менее пяти миллиметров) постоянно попадают в почву и Мировой океан, а в итоге через воздух, воду и пищу оказываются в организме человека и животных.
Проблеме микропластикового загрязнения и его влияния на репродуктивное здоровье посвящено множество исследований. К примеру, в 2022 году ученые из китайской провинции Хэнань рассчитали, что минимальная доза микропластика для человека, приводящая к аномальному качеству спермы, составляет 0,016 миллиграмма на килограмм массы тела в сутки. На основе этого специалисты пришли к выводу, что такие частицы могут влиять на качество спермы и, вероятно, служат одной из причин падения мужской фертильности за последние 80 лет.
Коллектив медиков из Шанхая и Пекина взялся дополнить выводы коллег. Авторы нового эксперимента объяснили, что до сих пор ученые не выяснили, как на репродуктивную функцию самцов влияют низкие уровни полистирола — полимера аморфного типа, который получается после обработки винилбензола, не отличается высокой прочностью, но может отлично пропускать свет. На сегодня в мире его производят примерно по 15,6 миллиона тонн каждый год, и объемы продолжают расти. Этот пластик используют, в частности, для создания табличек, вывесок, витрин, элементов декора и дизайна, различных строительных материалов (например, сэндвич-панелей, ламината, блоков, опалубки, перегородок), украшений, оранжерей и многого другого.
В 12-недельном исследовании участвовали 30 самцов и 30 самок лабораторных мышей линии C57 в возрасте двух месяцев и весом примерно по 20 граммов. Самцов распределили на шесть групп: первая была контрольной; вторую подвергали воздействию низких доз частиц полистирола — по 0,6-0,7 микрограмма в день; третья сидела на диете с высоким содержанием жиров. Такое условие ученые выбрали потому, что ожирение — важный фактор, сказывающийся на фертильности, но до сих про не было известно, может ли воздействие пластиков усугубить влияние избыточного веса на репродуктивную функцию.
Четвертая группа мышей пережила как влияние микропластика, так и специальной диеты. Пятая группа сначала набирала вес, а затем снижала его; с грызунами из шестой группы поступали так же, но еще они подвергались воздействию полистирола. Кроме того, каждый самец спаривался с пятью разными самками в течение трех недель.
После всех тестов подопытных взвешивали, усыпляли, брали образцы их крови, а яички, простату и жировые отложения замораживали и изучали под микроскопом.
«Результаты показали, что однократное воздействие низких доз частиц полистирола, как и просто диета с высоким содержанием жиров, значительно снижало качество спермы и численность рожденного потомства, в то время как влияние низких доз полистирола вместе с высокожировой диетой усиливало вышеуказанные эффекты. Их сочетание приводило к заметному повышению уровня воспаления в простате мышей, запускало апоптоз (физиологическая гибель клеток. — Прим. ред.) эпителия простаты и снижение уровня содержания питательных веществ, таких как цинк и цитрат, в семенной жидкости», — рассказали урологи.
Они напомнили, что простата — экзокринная трубчато-альвеолярная железа мужского организма млекопитающих, играющая важную роль в эякуляции и размножении. Ее секрет, будучи одним из главных компонентов семенной жидкости, обеспечивает питание зрелых сперматозоидов и способствует разжижению спермы, активации и капацитации мужских половых клеток.
Тем не менее вред, причиненный ожирением, можно было существенно нивелировать благодаря отказу от высокожировой диеты и потере веса. Так у мышей, участвовавших в эксперименте, удалось сократить апоптоз эпителия простаты, повысить уровни цинка и цитрата в семенной жидкости и увеличить количество рожденных детенышей.
«Мы впервые обнаружили, что воздействие низких доз микрочастиц полистирола токсично для мужской репродуктивной системы, так как вызывает снижение качества спермы, воспаление и апоптоз в простате. <…> Также наши результаты могут предоставить ценную информацию для лучшего понимания воздействия низких доз микропластика на фертильность при метаболических нарушениях и помочь разработать меры профилактики», — подытожили китайские исследователи.