Intensyvi plastiko gamyba pasauliniu mastu ir jo ekstensyvus kasdienis naudojimas sukėlė vieną rimčiausių šių dienų planetos problemų – plastiko taršą. Ši tarša daro žalą augalams, sausumos ir vandens gyvūnams ir žmonių sveikatai.

Siekiant suvaldyti plastiko taršą, ieškoma būdų sumažinti naudojamo plastiko kiekį ir pagerinti jo perdirbimo efektyvumą. Tačiau pigus ir lengvas plastiko gamybos procesas, augantis vartojimas tik didina jo atliekų kiekį gamtoje, kur dėl fizinių, cheminių ir biologinių procesų plastiko šiukšlės yra į smulkesnes daleles – mikro- ir nanoplastiką, kurie užteršia ir gyvuosius organizmus.

Pažangios mokslinės technologijos leido plastiko dalelių aptikti ir vandenynų gyvūnų organizmuose. Tai paskatino dar intensyviau ieškoti atsakymų į klausimą, kaip mikroplastikas patenka į gyvūnų organizmą?

Išvengti plastiko sunku

Vienas iš pagrindinių mikroplastiko dalelių patekimo į gyvus organizmus būdų – tiesiogiai per virškinamąjį traktą su užterštu maistu (pašaru) arba vandeniu. Plastiku užterštuose vandens telkiniuose gyvenantys vandens organizmai mikro- ir nanoplastiką suvartoja kaip maistą, nes šios dalelės primena jų pagrindinį mitybos komponentą – planktoną. Toliau žuvys pagal mitybos grandinę minta mikro- ir nanoplastiko dalelėmis užterštais organizmais.

Sausumos gyvūnai girdomi tokių telkinių vandeniu taip pat gali užteršti organizmą mikroplastiku. Net ir užtikrinus švaraus vandens šaltinį, jeigu jis atiteka nekokybiškais plastikiniais vandentiekio vamzdynais ar yra laikomas iš plastiko pagamintose girdyklose – su tokiu vandeniu į gyvūnų organizmą taip pat gali patekti plastiko ar jame esančių sudedamųjų toksinių medžiagų. Be to, pagal mitybos grandinę gyvūnai, ėsdami gyvūninį ar augalinį pašarą, kuris užterštas mikroplastiko dalelėmis, taip suvartoja jo su maistu.

Į virškinamąjį traktą patekusios plastiko dalelės gali būti absorbuojamos per gleivinę į kraujotaką ir toliau kraujotakos tinklu kartu su maisto medžiagomis ir deguonimi nukeliauti į gyvybiškai svarbius gyvūno organus. Kadangi nanoplastiko dalelių aptinkama ir ore, kvėpuodami gyvūnai tokiu užterštu oru gali plastiko dalelių įkvėpti į plaučius. Šių dalelių gali kauptis kvėpavimo takuose, o mažiausios – patekti į kraują. Nustatyta, kad nanoplastiko dalelės į gyvūnų organizmą patenka net kontaktiniu būdu per odą. Taigi išvengti plastiko medžiagų patekimo į gyvūnų organizmą dabartinėje aplinkoje yra sunku.

Mikroplastikas kaupiasi įvairiuose organuose

Mokslinių tyrimų rezultatai rodo, kad mikroplastikas daro didžiulę žalą gyvūnų organizmuose vykstantiems įprastiems fiziologiniams procesams. Virškinamajame trakte sutrikdoma maisto absorbcija, išderinama normalios mikrobiotos pusiausvyra, be to, kartu su plastiku į gyvūno organizmą gali patekti ir neigiamą poveikį turintys cheminiai teršalai, pesticidai ir sunkieji metalai, kurių toksiškumas susijungus su plastiku gali dar sustiprėti.

Mikro- ir nanoplastikas, patekęs į gyvūnų organizmą, aktyvina uždegiminius procesus, didina oksidacinį stresą, skatina ląstelių apoptozę (ląstelių žūtį) ir daro įtaką endokrininės sistemos funkcijai, kurios disbalansas sutrikdo normalią įvairių organų veiklą. Mikroplastikas pamažu ima kauptis skirtinguose organuose ir tiesiogiai trikdo jų normalią veiklą. Be to, šios nedidelės dalelės gali paskatinti genetines mikroorganizmų mutacijas ir didinti rezistentiškumo antimikrobinėms medžiagoms plitimą tarp bakterijų. Reprodukcinių organų funkcijos sutrikimai taip pat yra sistemingai siejami su žalingu mikroplastiko poveikiu.

Neigiama mikro- ir nanoplastiko įtaka patinų ir patelių reprodukcijai matyti dėl plastike esančių medžiagų poveikio lytiniams hormonams ir lytinio trakto audiniams, kuriuos plastiko dalelės pasiekia su krauju. Reprodukcinių organų sistemoje susidariusios sankaupos citotoksiškai paveikia šių audinių ląsteles. Dėl vykstančių pakitimų ląsteliniame lygmenyje sukeliami disfunkciniai reprodukcijos sutrikimai. Plastiko dalelės kaip ir kituose gyvūnų organuose sukelia stipriausią oksidacinį stresą, pakeičia reaktyvios deguonies, lipidų ir DNR oksidaciją, inicijuoja uždegiminį organizmo atsaką ir sutrikdo fiziologinius organizmo sistemų apsaugos procesus.

Nors tyrimai apie plastiko dalelių daromą neigiamą poveikį gyvūnų reprodukcijai daugiausia atliekami laboratorinėmis sąlygomis, yra įrodymų, kad mikroplastiko kiekiai, kurių randama vandens telkiniuose ir gamtoje, gali sukelti ląstelių pažeidimus, hormoninius sutrikimus ir sumažinti reprodukcinį pajėgumą tiek laukinėje gamtoje gyvenantiems, tiek naminiams ir produkcijos gyvūnams.

Žalingas poveikis apsivaisinimui ir vaisingumui

Analizuojant mikroplastiko įtaką patelių lytinei sistemai yra nustatytas žalingas poveikis fiziologinėms reprodukcijos funkcijoms. Laboratorinėmis sąlygomis atliktas tyrimas rodo, kad į patelių organizmą patekusios plastiko dalelės sumažina jų apsivaisinimo galimybę ir padidina užmegzto vaisiaus žūties tikimybę.

Dėl plastiko dalelių organizme padažnėja cistų formavimasis ar geltonųjų kūnų susilaikymas kiaušidėse, matyti mikrostruktūrinių pakitimų lytiniuose organuose, įvyksta kiaušintakių išsiplėtimas ir sumažėja ovuliuotų oocitų išgyvenamumo rodikliai. Pradėjęs kauptis mikroplastikas kiaušidėse sukelia kiaušidžių audinio pakitimus (fibrozę), didėja oksidacinis ląstelių stresas, skatinama aplinkinių ląstelių mirtis (apoptozė ir piroptozė), sumažėja kiaušidėse esančių oocitų skaičius ir jų kokybė. Taip pat mažėja augančių folikulų skaičius, vyksta folikulinė atrezija, nulemianti ovuliacijos išnykimą ir patelių nevaisingumą.

Tiriant plastiko dalelių įtaką patinų lytinei sistemai, taip pat nustatytas neigiamas poveikis jų reprodukcijai. Įrodyta, kad mikroplastikas patinų organizmuose mažina testosterono koncentraciją, sutrikdo kraujo ir sėklidžių barjero vientisumą ir skatina uždegiminius procesus sėklidėse. Dėl to lėtėja spermatogenezė, suprastėja spermos kiekis ir kokybė: spermatozoidų koncentracija ejakuliate ir jų judrumas mažėja, atsiranda didesnis kiekis morfologiškai pakitusių spermatozoidų. Per keletą in vivo tyrimų su laboratorinėmis pelėmis aptikta, kad visų vystymosi stadijų spermatozoidus gali paveikti plastiko dalelės, kurios skatina spermatozoidų atrofavimąsi (dydžio mažėjimą) ir apoptozę.

Gilinantis į nano- ir mikroplastiko poveikio reprodukcinei sistemai mechanizmą, mokslininkai pastebėjo ypatingą plastiko sudedamosios cheminės dalies bisfenolio – A (BPA) poveikį. Nustatyta, kad ši medžiaga, patekusi į gyvą organizmą, atkartoja hormono estrogeno funkciją ir struktūrą, todėl geba prisijungti prie estrogeno receptorių ir inicijuoti įvairias fiziologines funkcijas, kurias reguliuoja estrogenas. Patinų organizme BPA, imituodamas hormoną estrogeną, sumažina hormono testosterono kiekį ir blogina spermos kokybę. Sumažina minėto hormono estradiolio gamybą patelių kiaušidėse, taip paveikdamas jose esančių sveikų kiaušialąsčių skaičių ir darydamas neigiamą įtaką apvaisinto kiaušinėlio implantavimuisi gimdoje. Tad galima teigti, jog BPA gali sukelti tiek patelių, tiek ir patinų nevaisingumą.

Pagal dabartinius tyrimų rezultatus yra akivaizdu, kad nano- ir mikroplastikas, patekęs į gyvą organizmą, sukelia neigiamus įvairių gyvūnų organų sistemų pakitimus. Kadangi dauguma atliktų tyrimų šia tema buvo vykdomi laboratorinėmis sąlygomis, reikia tolesnių ilgalaikių in vivo tyrimų, siekiant nustatyti mikroplastiko poveikį laukinėms gyvūnų populiacijoms. Juolab reikalingi ir palyginamieji tyrimai, siekiant nustatyti, kaip plastikas paveikia skirtingų gyvūnų rūšių sveikatingumą ir reprodukciją ir kaip aplinkos veiksniai (oro sąlygos, temperatūra ir drėgmė) keičia mikroplastiko poveikį organizmuose.

***

Produkcijos gyvūnų organizmuose besikaupiantis mikroplastikas kelia didžiulį pavojų ir žmonių organizmo teršimui nano- ir mikroplastiku per juo užterštą vandenį ar gyvūninės kilmės maistą. Todėl, atsižvelgiant į mikroplastiko keliamas grėsmes, svarbu didinti visuomenės informuotumą apie plastiko daromą žalą gyvų organizmų sveikatingumui, fiziologinėms funkcijoms ir reprodukcijai, kartu imtis veiksmų, kad jo kuo mažiau patektų į aplinką.

Tikimasi, kad tolesni moksliniai tyrimai gilinantis į nano- ir mikroplastiko dalelių žalą gyvūnų ir žmonių sveikatai gali prisidėti prie plastiko taršos mažinimo efektyvesnių strategijų kūrimo ir aplinkos apsaugos priemonių stiprinimo.

***

Mikroplastiku vadinamos mažesnės negu 5 mm plastiko dalelės, o nanoplastikas – tai dar smulkesnės, mažesnės už 1 mikrometrą dalelės (1 000 μm = 1 mm). Plastiką kaip medžiagą sudaro ne tik makromolekulinės medžiagos (polipropilenas, polietilenas, polistirenas), bet ir įvairūs priedai, stabilizatoriai, dažikliai, biocidai, antistatinės medžiagos, kurios dėl plastiko naudojimo ir dėvėjimosi taip pat išsiskiria į aplinką. Plastiko dalelių randama jau ne tik vandens telkiniuose, bet ir dirvožemyje bei ore.