«Генетические структуры весьма защищены» Ученые узнали, как микрочастицы влияют на организм

Пыль, пыльца, сажа, синтетические частицы… В чем сходны эти объекты и как они способны воздействовать на клетки живых организмов? В конце октября 2025 года в Самарканде на III Международной конференции по микропластику этот и другие вопросы обсуждали ученые со всего мира. Среди них — группа российских исследователей, изучавших воздействие микрочастиц разной природы на структуру ДНК. Результаты показывают: уровень воздействия зависит не только от происхождения частиц, но и от их размера. При этом синтетическое волокно, которое стало основным источником микропластика на планете, вряд ли несет больший риск, чем крохотные «натуральные» песчинки или чешуйки, а в концентрациях, с которыми мы сталкиваемся в жизни, он и вовсе практически равен нулю. О проблеме «Ленте.ру» рассказала одна из авторов эксперимента, генетик Института проблем экологии и эволюции имени. А.Н. Северцова Кристина Орджоникидзе.

Договоримся о терминах?

«Лента.ру»: О каких частицах пойдет речь?

Кристина Орджоникидзе: Как ни странно, до сих пор до конца нет ясности даже в терминах. Например, что такое микропластик и какие именно частицы к нему относятся. Дело в том, что разновидностей синтетики — десятки, если не сотни. Поэтому их микрочастицы, главный источник возникновения которых не пластиковые бутылки и посуда, а стирка, автомобильные покрышки и городская пыль, отличаются составом, формой, происхождением и, самое главное, размером — разброс составляет от нанометров до полусантиметра.

Сегодня уже понятно, что достаточно крупные — видимые глазу — частицы любого происхождения (песок, пыль, или пластик) вряд ли всерьез влияют на биологические процессы в организме. За миллионы лет эволюции живые существа, включая человека, с ними научились справляться: такие неперевариваемые крупинки просто выводятся естественным образом. Зато более мелкие — от тысячной доли миллиметра и меньше (субмикронные) — ведут себя гораздо менее предсказуемо, поскольку способны проникать в клеточные структуры.

Меньше, да хуже

Как в принципе любая частица — целлюлозы (дерево), кератина (шерсть и кожа), оксида кремния (песок), пластика и прочего может повлиять на организм?

Сразу оговоримся: клетка с ДНК, хранящейся в ее ядре, очень устойчива, защищена сложно устроенной мембраной и имеет много механизмов обороны и восстановления. Проникнуть в нее и, тем более, навредить даже очень мелкой частицей довольно сложно — вирусы, например, «учились» этому миллионы лет. Однако возможно; и для этого существуют два ключевых пути:

Первый путь: первичное повреждение, когда частица сразу разрушает молекулы ДНК, — крайне маловероятный путь. Обычно такое воздействие может оказать очень высокоэнергетичный объект, например, это происходит при радиоактивном облучении;

Второй путь: вторичное повреждение, когда проникшие внутрь мембраны частицы провоцируют какие-то химические реакции внутри клетки. В этом случае развивается окислительный стресс, который действительно способен повреждать ДНК.

Но как именно происходит воздействие и насколько велика угроза?

Этим вопросом задались российские ученые из двух академических НИИ — Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова и Института общей генетики имени Н.И. Вавилова. Мы исследовали тропических рыбок, которые являются удобными модельными организмами, поскольку имеют короткий жизненный цикл и всего 8 пар хромосом, что упрощает работу исследователей. На них и изучали воздействие микропластика и других частиц, добавляя их в среду обитания.

Мы не включали в эксперименте стандартные полистирольные микрошарики, которые часто используются в подобных работах, но которые практически не встречаются в природе. Чтобы приблизиться к реальности, мы выбрали субмикронные частицы из нейлона (материала, из которого делают чайные пирамидки) и кератина (из него состоят волосы и шерсть животных). Эти материалы были заморожены и измельчены в лабораторных условиях, чтобы получить смесь частиц с большей достоверностью, имитирующую загрязнение окружающей среды.

Для оценки проблем с ДНК ученые использовали метод «ДНК-комет». Он основан на том, что поврежденная молекула ведет себя иначе в поле электрического тока и образует «хвост», когда двигается. Чем больше повреждений, тем он более выражен.

В целом, тест «ДНК-комет» позволяет зафиксировать наличие разрывов одной или двух нитей ДНК, которые, в свою очередь, могут реализоваться в другие нарушения.

Природные vs искусственные

Как выяснилось, принципиальной разницы между поведением и влиянием «природных» частиц (кератина) и «искусственных» (нейлона) не возникло. Все они в высоких концентрациях, не встречающихся в природе, оставляли незначительные следы в структуре хромосом рыбок. То есть, субмикронные частицы разной природы действовали на клетки сходным образом. Грозит ли это чем-нибудь рыбам или человеку?

Риск невелик. Во-первых, чтобы добиться фиксируемого результата нам пришлось существенно завысить концентрацию частиц в аквариумах. В природе такое маловероятно, если только не говорить о каких-то единичных выбросах.

Во-вторых, результаты, полученные на рыбах, нельзя экстраполировать на человека: мы иначе устроены и живем в других условиях. В-третьих, наши генетические структуры обладают крайне высокой устойчивостью: клетки с хромосомными нарушениями в наших исследованиях встречались крайне редко и такой уровень повреждений генома не может оказать влияние ни на отдельный организм, ни на вид в целом. Однако очень важно продолжать исследования, не только, чтобы установить истину, но и чтобы уменьшить ажиотаж вокруг довольно специфической проблемы.

Хотя среди прочих частиц синтетические наиболее медийно заметны, они всего лишь небольшая часть множества других загрязнителей, причем далеко не самая крупная. Вопрос об их воздействии на живые организмы, который стоит перед учеными, важен и интересен, но вокруг нас есть немало куда более мощных угроз для организма, включая вредные привычки, неправильное питание или хронический стресс. В этом ряду микрочастицы в худшем случае станут просто дополнительным фактором, вдобавок к уже имеющимся.