Još jedna izgubljena bitka tehno-civilizacije. Osveta plastike

Na temelju nekoliko recentnih znanstvenih radova Tamara Čačev priča 'jednu od najstrašnijih priča u povijesti naše civilizacije'. Voda koju pijemo i zrak koji udišemo, ali i hrana koju jedemo mi i ostala živa bića, sve je kontaminirano mikro i nano česticama plastike. O posljedicama dugotrajnog izlaganja ljudi i drugih živih bića tim česticama još znamo premalo, ali rezultati nekih istraživanja objavljuju se s oprezom da se u interpretacijama ne zloupotrijebe

• Naslovna fotografija: Čestice mikroplastike. (Oregon State University / CC BY-SA 2.0)

• Dr. sc. Tamara Čačev viša je znanstvena suradnica u Zavodu za molekularnu medicinu Instituta Ruđer Bošković. Čačev je također članica Savjeta Ideje.hr

Ne znam kako vi, ali ja sam se relativno kasno, za razliku od klinaca koji to danas usvajaju od malih nogu, osvijestila koliko plastike ima oko nas i koliko je ona neuništiva. U vrijeme mojeg odrastanja maksimum recikliranja bio je stari papir. No, slike delfina koji ugibaju zbog gušenja plastičnim vrećicama u nekom su trenutku doprle do mene, slično valjda kako one grozne slike na kutijama cigareta ipak nekoga preobrate od pušenja. Danas bih nosila plastičnu ambalažu i kilometrima ako treba prije nego bih li je bacila u miješani otpad ili u neku uličnu kantu za smeće. Naprosto uvijek vidim tog delfina i to je bio taj ključni trenutak za mene.

Plastika su zapravo polimeri visoke molekularne mase porijeklom iz nafte koji nastaju mnogostrukim ponavljanjem osnovnih jedinica građe relativno male molekularne mase. Najčešće pod pojmom plastike podrazumijevamo polipropilen (PP), polietilen (PE), polivinil-klorid (PVC), polietilen tereftalat (PET) te polistiren (PS) i sve su to odreda spojevi koji (zasad) nisu biorazgradivi. No, prije nego vam ovim tekstom ogadim plastiku do kraja ipak treba staviti jednu bitnu ogradu. Bez jeftine plastične ambalaže i drugih proizvoda od plastike, stvari koje kupujemo bile bi nam manje dostupne i vjerojatno skuplje. Danas je svijet bez plastike nezamisliv, što god da radim, evo primjerice dok tipkam ovaj tekst na tipkovnici, ne mogu ni zamisliti kako bi izgledala njena ne-plastična alternativa.

Postotak ukupne potrošnje plastike, po vrstama plastike. (GRID-Arendal / CC BY-NC-SA 2.0)

Dakle, nema natrag, ne budi li ta pomisao u vama osjećaj nečeg zlokobnog? Vjerojatno vas osjećaj ne vara jer priča koju ću sada ispričati, potaknuta s nekoliko znanstvenih radova izašlih ovog proljeća, među najstrašnijim je u povijesti naše civilizacije i njene dosege još nismo u potpunosti niti sagledali.

Plastika odbačena u prirodu izložena je različitim fizikalnim (UV i toplina), kemijskim (morska sol, različiti pH) i biološkim (bakterije, mikroalge i plankton) čimbenicima. Oni razgrađuju plastični otpad na čestice različitih veličina i ekološkog utjecaja. Na temelju veličine čestica plastike koje tako nastaju razlikujemo makro- (>25 mm), mezo- (između 5 i 25 mm), mikroplastiku (< 5 mm) i nanoplastiku (< 1 µm). Delfin s početka priče vidljiva je manifestacija loših strana plastike, no puno dalekosežnije i još nesagledive posljedice ima okom nevidljiva mikro i nano plastika koja većinom nastaje kao produkt razgradnje većih čestica plastike ili namjenski kao primjerice sastojak nekih kozmetičkih preparata. Mikro i nano čestice plastike (engl. MnP) su posvuda, u tlu, vodi ali i zraku oko nas kao vani tako i unutar naših domova. Drugim riječima, voda koju pijemo i zrak koji udišemo, ali i hrana koju jedemo mi i ostala živa bića, sve je to kontaminirano malim česticama plastike. No, osim ove činjenice, kao i toga da je mikro i nano plastika pronađena i u ljudskom tijelu, o njenoj farmakokinetici i farmakodinamici kao i posljedicama izloženosti čovjeka ovim česticama, zapravo znamo jako malo.

Na temelju eksperimentalnih modela, pretpostavlja se da mikro i nano plastika djeluje citotoksično na naše stanice i to prvenstveno kroz oštećenja membrane stanica, zatim izazivanjem oksidativnog stresa te imunološkog odgovora. Pokazano je naime kako nanočestice polietilena mogu probiti u hidrofobni dio membrane stanica te tako izazvati promjene u njenoj strukturi. Zatim procesom internalizacije dijelova membrane ove čestice mogu dospjeti u membrane unutrarstaničnih organela te i njih izmijeniti kako strukturalno tako i funkcionalno.

Kada se takve strane čestice nađu u unutrašnjosti stanice ona se brani i nastoji ih nekako „procesirati“ no zbog problema s membranom mitohondriji više ne funkcioniraju adekvatno i nastaje suvišak slobodnih radikala (ROS) koji vode stanicu u oksidativni stres. Kada pak mikro i nano čestice dođu u jezgru stanice ili kada izazovu oksidativni stres kako je prethodno opisano, može doći do oštećenja molekula DNA kao i problema u njenom umnažanju i popravku. To je posebno pogubno za stanicu jer se tako mijenja informacija koja se šalje u stanice koje će nastati diobom iz tako oštećene stanice. Tijekom borbe s mikro i nano česticama plastike stanica će odašiljati signale imunosnom sustavu da pokrene obrambene mehanizme upale ali i odstranjenja takvih stanica kroz proces apoptoze i nekroze. Kako smo stalno izloženi ovim česticama, naša su tkiva i organi u kroničnom stanju upale niskog intenziteta a ona je podloga za nastanak većine kompleksnih nezaraznih bolesti poput kardiovaskularnih, tumorskih i neurodegenerativnih bolesti.

Studija Marfelle i sur. objavljena u prestižnom New England Journal of Medicine (čimbenik odjeka IF oko 170) u ožujku ove godine po prvi je puta pokazala povezanost mikro i nanoplastike s nastankom bolesti u ljudi. U ovoj su studiji osobe kod kojih je utvrđena prisutnost mikro i nanoplastike u plaku karotidnih arterija imale dvostruko veću šansu za infarkt ili inzult u odnosu na osobe kod kojih ove čestice nisu pronađene. Konsekvence ovakvih nalaza bile bi da se mikro i nanoplastika počnu smatrati jednim od bitnih čimbenika nastanka kardiovaskularnih bolesti. No, koje su doze mikro i nanoplastike opasne, te ono najporaznije pitanje – možemo li se od nje uopće obraniti? Ta pitanja još ni približno nemaju odgovor.

Glavni put ulaska mikro i nano plastike u naš organizam je kroz probavni sustav hranom i vodom koju konzumiramo. Ove su čestice dokazane u voću i povrću, mesu, ribi i drugim morskim organizmima koje konzumiramo, ali i šećeru, medu, mlijeku te morskoj soli. Prethodno opisana oštećenja koja uzrokuje mikro i nanoplastika pokazana su na razini eksperimentalnih modela, no što se točno događa s ovim česticama kada ih unesemo u naš probavni sustav još nije do kraja razjašnjeno. Naime, ne zna se koliko od mikro i nano plastike koju unesemo u naš probavni sustav završi u našim tkivima a koliko zapravo samo prođe te se putem ekskreta eliminira iz našeg organizma.

Čestice ulaze u krvotok i šire se po ostalim tkivima, čak i placenti i spermi, gdje ostaju prilično dugo

Što se događa s česticama koje se ipak probiju iz probavnog sustava u ostatak organizma također je nepoznanica. Budući da su čestice plastike ipak prilično stabilne na kemijsku razgradnju, a sisavci također nemaju niti enzime kojima bi sudjelovali u njihovoj enzmatskoj degradaciji, pretpostavlja se kako veće čestice plastike ostaju nalijepljene na mukozni sloj u crijevima te se vjerojatno većinom eliminiraju kroz feces. Manje čestice se probijaju kroz taj sloj mukoze te prolaze u organizam endocitozom na razini stanica probavnog sustava koje zovemo enterociti. Pri tome se te stanice oštećuju, aktiviraju se procesi upale, a čestice ulaze u krvotok i šire se po ostalim tkivima (čak i placenti i spermi) gdje ostaju prilično dugo vremena.

Stoga, iako se tek manji dio plastike koju unesemo u organizam apsorbira, ona koja se probije u naša tkiva se tamo i nakuplja te vjerojatno kroz duži vremenski period može izazvati sistemsku toksičnost. Osim izazivanja kronične upale, u novije vrijeme su mnoge od ovih čestica razmatrane i u kontekstu endokrinološkog sustava, budući da mogu interferirati s djelovanjem nekih hormona, poput primjerice spolnih hormona, te su stoga neke od njih smatraju i endokrinim disruptorima. Konačno, i mikroorganizmi koji žive u našem probavnom sustavu također vode borbu s ovim česticama te stoga može doći i do poremećaja u sastavu našeg mikrobioma, što pak može negativno utjecati na naš organizam. Na slici ispod prikazana je trenutna hipoteza o tome kako mikro i nanočestice plastike ulaze u naš organizam te kakve posljedice izazivaju.

Mehanizmi unosa mikro i nanočestica plastike (MnP) u ljudski organizam. (Preuzeto iz Krause S, Ouellet V, Allen D, Allen S, Moss K, Nel HA, Manaseki-Holland S, Lynch I. The potential of micro- and nanoplastics to exacerbate the health impacts and global burden of non-communicable diseases. Cell Rep Med. 2024;18;5(6):101581.)

Istraživanja utjecaja mikro i nanoplastike na naš organizam su izrazito kompleksna jer je teško popratiti koliko je svatko od nas tijekom života bio izložen ovim česticama te što se točno tijekom vremena uslijed ove izloženosti događalo. Nemojmo zaboraviti da na našem planetu zapravo više ne postoje tzv. negativne kontrole, odnosno osobe koje nisu nikad bile izložene ovim česticama s kojima bi se mogli uspoređivati dobiveni rezultati. Ono što znamo je da su mikro i nano plastične čestice prisutne u gotovo svim tkivima našeg organizma, znamo također na razini eksperimentalnih životinjskih modela koji se negativni procesi pokreću kada su one prisutne.  No, ono što ne znamo jest koje su doze, kojih vrsta, pa čak i oblika (jer je i to važno) mikro i nano čestica kumulativno opasne. S druge pak strane od plastike su izrađene i mnoge za život neophodne stvari, poput vrećica za krvne preparate ili kaciga za bicikiste i kako predstavnici kemijske industrije ističu, teško je staviti u srazmjer opasnost koju rješavamo ovim proizvodima s opasnošću koja prijeti od mikro i nano plastike.

Nepotrebnu upotrebu plastike te njen kontakt s okolišem svakako možemo smanjiti iako se to čini kao unaprijed izgubljena bitka. Posebno je užasavajuće da se mikro i nanočestice odvajaju i truse sa svih plastičnih proizvoda. Također je izuzetno problematično kada se radi o plastičnoj ambalaži i posudama u kojima se pohranjuje i zagrijava hrana kao i plastičnim bocama pića. Koliko ste hrane iz takvih posudica kroz život pojeli (vjerojatno je sad trenutak da se nostalgično prisjetimo svih onih sarmi i punjenih paprika zamrznutih u posudicama od sladoleda) i pića popili. Studija koja je istraživala prisutnost mikro i nano plastike u plastičnim bocama vode bila je toliko frapantna da istraživači od straha pred mogućim konsekvencama za proizvođače nisu objavili imena brandova koje su analizirali. Dijelom i zato što se nitko nije posebno isticao kao neka bolja opcija budući da su količine u svim uzorcima bile prilično visoke.

No, čak i ako se riješimo flaširane vode i plastičnih posudica za hranu, mikroplastika je i u našoj vodovodnoj vodi pa je tako među tehno-elitom u Silicijskoj dolini veliki hit filtriranje vode posebnim slavinama za vodu te čitavim sustavima za kućnu upotrebu. No, i ti pokušaji smanjenja izloženosti su tek kap u moru naše ukupne izloženosti mikro i nanočesticama plastike, jer već kad dođemo do primjerice mlijeka i mliječnih proizvoda rijetko je koji pakiran u inertni materijal poput stakla što je do pojave plastike bio standard. Ipak, smatra se kako većina mikro i nano plastičnih čestica u naš okoliš dolazi od trenja automobilskih guma, sintetike u tekstilu koja se trusi pri pranju, te od plastičnog komunalnog otpada pri reciklaži što će očito biti nemoguće eliminirati.

Izvori mikro i nanočestica plastike (MnP) u našem okolišu. (Preuzeto iz Krause S, Ouellet V, Allen D, Allen S, Moss K, Nel HA, Manaseki-Holland S, Lynch I. The potential of micro- and nanoplastics to exacerbate the health impacts and global burden of non-communicable diseases. Cell Rep Med. 2024;18;5(6):101581.)

Jedina potencijalno dobra vijest jest da se radi na mikroorganizmima koji bi mogli degradirati plastiku, no postavlja se pitanje je li ta degradacija zapravo dobra stvar budući da njome nastaju upravo manje čestice koje bi se na kraju mogle pokazati i kao najpogubnije za živi svijet na Zemlji. Stoga, držimo se staklenih posudica i inox boca, izbjegavajmo konzerve i i papirnatu ambalažu koja je s unutarnje strane presvučena plastikom (je li to uopće moguće ?!) u nadi da barem tako činimo nešto korisno za sebe.

• Literatura

1) Wen S, Zhao Y, Wang M, Yuan H, Xu H. Micro(nano)plastics in food system: potential health impacts on human intestinal system. Crit Rev Food Sci Nutr. 2024;64(5):1429-1447.

2) Marfella R, Prattichizzo F, Sardu C, Fulgenzi G, Graciotti L, Spadoni T, D’Onofrio N, Scisciola L, La Grotta R, Frigé C, Pellegrini V, Municinò M, Siniscalchi M, Spinetti F, Vigliotti G, Vecchione C, Carrizzo A, Accarino G, Squillante A, Spaziano G, Mirra D, Esposito R, Altieri S, Falco G, Fenti A, Galoppo S, Canzano S, Sasso FC, Matacchione G, Olivieri F, Ferraraccio F, Panarese I, Paolisso P, Barbato E, Lubritto C, Balestrieri ML, Mauro C, Caballero AE, Rajagopalan S, Ceriello A, D’Agostino B, Iovino P, Paolisso G. Microplastics and Nanoplastics in Atheromas and Cardiovascular Events. N Engl J Med. 2024;390(10):900-910.

3) Microplastics are everywhere – we need to understand how they affect human health. Nat Med. 2024;30(4):913.

4) Krause S, Ouellet V, Allen D, Allen S, Moss K, Nel HA, Manaseki-Holland S, Lynch I. The potential of micro- and nanoplastics to exacerbate the health impacts and global burden of non-communicable diseases. Cell Rep Med. 2024;18;5(6):101581.