Стандартная медицинская процедура, которую уже несколько десятилетий применяют для удаления из крови избытка липопротеинов низкой плотности (ЛПНП, частицы, переносящие «плохой» холестерин), показала новый эффект.
Ученые обнаружили, что после афереза у некоторых пациентов снизился уровень «вечных химикатов» и частиц микропластика. Пока исследователи не могут точно объяснить механизм действия, однако предположили, что загрязнители перемещаются в крови внутри комплексов с белками и липидами, которые врачи удаляют с помощью афереза.
В организме людей уже давно обнаруживают вещества, которые попадают к человеку из внешней среды. Речь идет о загрязнителях, широко распространенных в воде, почве и продуктах питания. Один из самых известных примеров — соединения PFAS, или пер- и полифторалкильные вещества, которые способны сохраняться внутри тела годами, накапливаясь в тканях и органах.
PFAS — огромное семейство синтетических соединений, активно использующихся в промышленности с 1940-х годов, например, при создании материалов с водо-, жиро- и грязеотталкивающими свойствами. Они встречаются в антипригарных покрытиях, пищевой упаковке, лакокрасочных материалах, косметике и герметиках.
Главная особенность PFAS — очень прочные связи между атомами углерода и фтора в их молекулах. Благодаря этому такие соединения почти не разрушаются под действием тепла, воды, солнечного света, поэтому могут сохраняться в окружающей среде десятилетиями. Именно за такую исключительную устойчивость PFAS получили второе название — «вечные химикаты».
Авторы предыдущих исследований показали, что «вечные химикаты» присутствуют у большинства людей в промышленно развитых странах. Также в их организме находят частицы микропластика — размером менее пяти миллиметров. Например, их обнаруживали в крови, легких, плаценте, мозге, желудочно-кишечном тракте.
Ученые знают, что PFAS и микропластик могут усиливать хроническое воспаление, нарушать обмен веществ и повышать риск сердечно-сосудистых заболеваний. Однако специалисты пока не до конца понимают, как именно эти вещества перемещаются внутри организма, где задерживаются и можно ли безопасно удалить их из тела. На сегодня не существует единого способа, который бы позволил быстро справиться с этой проблемой.
На помощь пришел медицинский метод, применяемый уже почти 40 лет, — аферез. Это процедура очистки крови, во время которой специальный аппарат отделяет определенные компоненты крови, удаляет их, а остальную кровь возвращает обратно носителю.
Метод предназначен для пациентов с тяжелыми формами нарушений липидного обмена, когда даже современные лекарства не позволяют достаточно снизить уровень «плохого» холестерина. Во время афереза кровь проходит через специальный фильтр, который удаляет из нее липопротеины — транспортные частицы, переносящие жиры и холестерин к клеткам организма.
Международная команда эндокринологов под руководством Стефана Борнштейна (Stefan Bornstein) из Университетской клинической больницы имени Карла Густава Каруса Дрезденского технического университета в Германии решила проверить: если аферез хорошо справляется с липопротеинами, возможно ли, что во время этой процедуры вместе с ними удаляются и другие вещества, которые считаются вредными для организма? Борнштейн и его коллеги предположили, что загрязнители используют липопротеины как своеобразный транспорт.
У идеи были научные основания. Известно, что PFAS способны контактировать с поверхностью частиц пластиковых материалов в окружающей среде. Кроме того, авторы некоторых исследований выяснили, что эти химические соединения взаимодействуют с липопротеинами низкой и очень низкой плотности.
Команда Борнштейна предположила: если загрязнители окружают себя оболочкой из жиров и белков плазмы крови, то аппарат для удаления липопротеинов может захватывать и их.
Гипотезу проверили на нескольких группах пациентов, которые проходили терапевтический аферез по медицинским показаниям. У испытуемых взяли образцы крови до и после процедуры.
Прежде чем проверить, удаляет ли аферез PFAS и частицы пластика, Борнштейн и его коллеги должны были убедиться, что саму процедуру выполнили правильно и она сработала так, как должна. Для этого измерили вещества, которые аферез гарантированно удаляет: липопротеины низкой плотности, С-реактивный белок (маркер воспаления), фибриноген (белок, участвующий в свертывании крови).
После афереза уровень всех этих веществ заметно снизился, то есть аппарат работал исправно. Затем исследователи измерили у пациентов концентрацию «вечных химикатов». Для этого применили LC-MS/MS (жидкостная хроматография с тандемной масс-спектрометрией) — один из наиболее точных методов химического анализа.
Исследование образцов крови 14 пациентов показало, что после процедуры концентрация отдельных PFAS снизилась примерно на 25 процентов. Более выраженный эффект зафиксировали в другом эксперименте с участием четырех человек: после одного сеанса уровень некоторых «вечных химикатов» снизился почти наполовину, а для ряда соединений падение превысило 70 процентов.
PFAS нашли и в жидкости, которую аппарат отделяет и выводит из системы. Это указало на то, что часть загрязнителей из кровотока действительно могли удалить с помощью процедуры.
Однако с микропластиком ситуация оказалась сложнее. Анализ крови четырех пациентов показал снижение содержания микроскопических частиц полиэтилена. Содержание частиц поливинилхлорида сократилось у трех человек из четырех. По другим видам микропластика результаты различались: у одних пациентов количество частиц снижалось, у других — наоборот, увеличивалось.
Анализ крови четырех пациентов показал снижение содержания микроскопических частиц полиэтилена. Содержание частиц поливинилхлорида уменьшилось у трех человек из четырех. При этом по другим видам микропластика результаты отличались: у одних пациентов количество частиц снижалось, у других — наоборот, увеличивалось.
Еще более заметный результат получили у двух пациентов, которые дополнительно проходили очистку с помощью специального устройства для связывания молекул. После процедуры у них не обнаружили некоторые виды частиц микропластика.
Дополнительный эксперимент с клетками надпочечников показал возможную связь между воздействием микропластика и повреждением клеток. После контакта с частицами полистирола гибель клеток увеличивалась. Когда же полистирол смешивали с сывороткой крови, полученной после афереза, и затем эту смесь добавили клеткам, повреждений становилось меньше.
Это может указывать на то, что процедура меняет состав крови и снижает способность некоторых загрязнителей навредить клеткам. Однако результат пока нельзя считать доказанным, поскольку эксперимент проводили только в лаборатории.
Авторы исследования подчеркнули, что к их выводам стоит относиться с осторожностью. В исследовании участвовало небольшое число пациентов, у которых отличались заболевания и схемы проведения афереза.
Дополнительную сложность создает анализ микропластика, во время которого образцы легко могли загрязниться частицами из окружающей среды. Кроме того, ученые пока не могут сказать, приводит ли процедура к снижению количества загрязнителей во всем организме или дает лишь временный эффект за счет уменьшения их уровня в крови.
Научная работа опубликована в журнале Genomic Press.
Автор: Игорь Байдов