Загрязнение окружающей среды промышленными химическими веществами, по некоторым оценкам, превысило безопасную границу.
Из-за повсеместного загрязнения водных и сельскохозяйственных систем огромное количество химических загрязнителей попадает в пищу и, следовательно, в организм человека. Микробиота кишечника особенно восприимчива к воздействию загрязнителей, и неблагоприятное взаимодействие с ней может вызвать системные эффекты, поскольку микробиота играет важнейшую роль в физиологии хозяина. В то время как влияние химических загрязнителей на рост бактерий изучается, вопрос о воздействии химических веществ на кишечные бактерии остается открытым.
Среди химических веществ, вызывающих наибольшую озабоченность, - пер- и полифторалкильные вещества (PFAS), которые часто называют «вечными химикатами». Эта группа химикатов включает в себя > 4700 соединений, которые используются в широком спектре промышленных и потребительских товаров, включая противопожарную пену, водонепроницаемую одежду и посуду с антипригарным покрытием. Широкое применение PFAS объясняется их исключительной стабильностью, обусловленной прочностью химических связей, и свойствами, подобными поверхностно-активным веществам, благодаря наличию сильных гидрофильных и гидрофобных групп.
Тем не менее, эти же свойства сделали PFAS проблемой для окружающей среды и здоровья человека. Ежегодная стоимость воздействия PFAS на здоровье человека в Европе оценивается в 50-80 миллиардов евро. Исследования, проведенные в Европе и США, выявили высокую распространенность PFAS в крови. В связи с этим планируется принять законодательные меры для контроля уровня PFAS в питьевой воде и ограничения их использования. Однако эти усилия не носят глобального характера, и, учитывая длительный период полураспада в окружающей среде и отсутствие эффективных путей удаления, PFAS представляют собой проблему для здоровья человека и окружающей среды. Химические методы разложения PFAS имеют ограниченную эффективность. Большинство методов демонстрируют медленную кинетику, требуют многоступенчатой обработки и ориентированы на неперфторированные соединения, у которых некоторые атомы углерода связаны, например, с серой. Для снижения содержания PFAS в организме человека ионообменные смолы показали свою эффективность, но при этом проявили побочные эффекты.
Поскольку микробиота кишечника является важнейшим связующим звеном между воздействием и организмом человека, исследователи Кембриджского университета изучили, как бактерии кишечника взаимодействуют с PFAS. Было выявлено несколько видов бактерий, которые способны поглощать PFAS при введении в организм мышей. Авторы статьи, опубликованной в журнале Nature Microbiology, утверждают, что эти виды, возможно, уже усердно работают над выведением PFAS из наших организмов, и в будущем мы могли бы поощрять эти бактерии.
«Мы обнаружили, что некоторые виды бактерий кишечника человека обладают удивительно высокой способностью поглощать PFAS из окружающей среды в различных концентрациях и накапливать их в виде агрегатов внутри своих клеток», - рассказывает соавтор исследования Киран Патил. «Благодаря агрегации PFAS в этих сгустках, сами бактерии, похоже, защищены от токсического воздействия». Конечно, люди не застрахованы от воздействия PFAS, которые, попадая в организм, вызывают задержку развития, снижение фертильности, а также повышают риск развития некоторых видов рака и сердечно-сосудистых заболеваний. Однако есть некоторые признаки того, что бактерии способны преодолевать некоторые вредные эффекты вечных химикатов. Так, недавние исследования показали, что некоторые виды экологических бактерий могут накапливать PFAS, причем, судя по всему, без особых последствий для их собственных биологических функций.
Чтобы выяснить, существуют ли микробы с подобными способностями в организме человека, исследователи ввели 20 видов кишечных бактерий в организм мышей, чтобы сделать их микробиом более похожим на человеческий. Затем они давали мышам корм, содержащий PFAS, и наблюдали за поглощением бактериями химических веществ и их последующим выводом через кишечник мышей. Результаты показали, что 9 из 20 видов бактерий накапливали PFAS. Кроме того, результаты показали, что эти 9 видов накапливали PFAS с одинаковой скоростью, поглощая один и тот же процент токсичных химикатов - от 25 до 75% в зависимости от вида - независимо от количества, которое скармливалось мышам.
«Реальность такова, что PFAS уже находятся в окружающей среде и в наших телах, и мы должны попытаться смягчить их воздействие на наше здоровье», - говорит Патил. «Мы не нашли способа уничтожить PFAS, но наши выводы открывают возможность разработки способов выведения их из организма, где они наносят наибольший вред». Действительно, несмотря на то, что PFAS сегодня повсюду в мире, возможно, что наши кишечные бактерии могут быть активизированы, чтобы снизить риски, связанные с вечными химическими веществами, которые уже попали в нашу желудочно-кишечную систему, особенно восприимчивую к воздействию.
Как только будет подтверждено, что бактерии кишечника человека поглощают вечные химикаты в кишечнике человека, по словам исследователей, станет возможным увеличить их популяцию с помощью пробиотиков. А пока они рекомендуют помочь своему микробиому, максимально ограничив потребление PFAS - возможно, отказавшись от нефильтрованной воды и посуды с PFAS-покрытием, которое может передавать PFAS в пищу.
