O’tgan asrda plastmassalardan foydalanishda katta o’sish kuzatildi. Hozirgi hisob-kitoblarga ko’ra, dunyo bo’ylab plastik ishlab chiqarish har yili 300 million tonnaga oshadi. Ushbu plastmassaning katta qismi quruqlikda yoki dengizda axlatga aylanadi. Biroq, ko’plab boshqa materiallardan farqli o’laroq, plastmassaning aksariyat turlari o’simliklar va hayvonlar tomonidan ishlatilishi mumkin bo’lgan tarkibiy qismlarga aylanmaydi. Elementlar va turli xil atrof-muhit omillari ta’sirida plastmassalar asta-sekin kichikroq va kichikroq bo’laklarga bo’linadi.

Oxir-oqibat, bu plastmassa qismlari juda kichik bo’lib, bir necha millimetrni o’lchaydi va undan ham kamroq. Bunday qismlar mikroplastmassalar deb ataladi. Mikroplastmassa zarralari havo va suv orqali osongina ko’chiriladi va biologik tizimlarning bir qismiga aylanadi. Ular dengiz organizmlari tomonidan yutiladi. Odamlar ularni suv bilan ichishlari yoki ovqat bilan birga eyishlari mumkin, chunki bu zarralar juda kichikdir.

Dengiz va quruqlikdagi organizmlarda eng ko’p kuzatiladigan plastmassa turi polistiroldir. Polistirol keng turdagi mahsulotlarni, jumladan, bir marta ishlatiladigan idishlar, qadoqlash materiallari, izolyatsiyalash va strafor kabi ko’pikli mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Polistirol mahsulotlari ko’pincha bir martalik yoki bir martalik bo’lganligi sababli, polistirol atrof-muhitga osongina tushadi.

Tadqiqot muallifi Timoti Xua va uning hamkasblari polistirolli mikroplastmassalar ta’sirining inson miyasi rivojlanishiga ta’sirini o’rganmoqchi bo’lishdi. Ularning ta’kidlashicha, inson markaziy asab tizimi rivojlanish jarayonida atrof-muhit toksinlariga juda zaifdir. Shu sababli, mikroplastmassalarga ta’sir qilish hujayralarning shikastlanishiga va miya yallig’lanishining kuchayishiga olib kelishi mumkin bo’lgan katta xavf mavjud.

Bunga erishish uchun ular inson tomonidan ishlab chiqarilgan pluripotent ildiz hujayralaridan olingan miya organoidlaridan foydalanganlar. Inson tomonidan ishlab chiqarilgan pluripotent ildiz hujayralaridan olingan miya organoidlari laboratoriyada qayta dasturlashtirilgan inson hujayralaridan o’stirilgan miniatyura uch o’lchovli tuzilmalardir. Bu organoidlar inson miyasining tuzilishi va faoliyatining ayrim jihatlarini taqlid qiladi. Shu sababli, ular miya rivojlanishini, kasalliklar va giyohvand moddalarning ta’sirini axloqiy nuqtai nazardan inson miyasiga mumkin bo’lmagan usullarda o’rganish uchun qimmatli vositadir.

Ildiz xujayralari tabaqalanmagan hujayralar bo’lib, ular tanadagi turli xil maxsus hujayra turlariga aylana oladi. Ushbu tadqiqotda tadqiqotchilar ildiz hujayralarini (iPSK3 xujayralari) miya korteksining hujayralariga differensiallashishga undadilar. Shunday qilib, tadqiqotchilar hujayra madaniyatini – organoidlarni hosil qildilar, ular embrion rivojlanishi va miya po’stlog’ining shakllanishi paytida sodir bo’lgan farqlanish jarayoniga o’xshash jarayonni boshdan kechirdilar.

Tajribada ishlatiladigan mikroplastmassalar diametri 1 yoki 10 mikrometr bo’lgan sterillangan polistirol mikroplastik zarralari edi. Hujayra differentsiatsiyasi boshlanganidan beri 4-kuni tadqiqotchilar organoidlarni bir necha guruhga bo’lishdi. Guruhga qarab, ular mikroplastik zarrachalarning turli konsentratsiyasi va turli zarracha o’lchamlarini o’z ichiga olgan eritmalarga ta’sir qilishdi.

Tadqiqotchilar har bir millilitr konsentratsiyasi uchun 5, 50 yoki 100 milligramm va 1 mikrometr yoki 10 mikrometr plastik zarrachalardan foydalanganlar. Ular, shuningdek, mikroplastmassalarga ta’sir qilmagan organoidlarning nazorat guruhiga ega edilar. Ular mikroplastik eritmani har 2-3 kunda yoki 10-kungacha, qisqa muddatli ta’sir qilish uchun yoki 30-kungacha, uzoq muddatli ta’sirni tekshirish uchun almashtirdilar.

Natijalar mikroplastmassalar hujayra madaniyatida to’planmasligini ko’rsatdi. O’n mikrometrli zarrachalar hujayra madaniyatida 15 kundan ko’proq vaqt o’tgach, diametri 2 mikrometrdan kam bo’lgan kichikroq zarralarga aylanib ketishga moyil bo’ldi. Ushbu topilma juda muhim, chunki 10 mikrometrli zarrachalar hujayralar bilan taxminan bir xil o’lchamda va organoidning hujayralari (hujayradan tashqari bo’shliq) oralig’ida turishi kutilgan. Ularning kichikroq o’lchamlarga bo’linishi ularni hujayralar tomonidan qabul qilinishiga imkon berdi, xuddi 1 mikrometrli zarrachalar kabi.

Mikroplastik bilan davolashning dastlabki 6 kunida, hujayralar differentsiatsiyasining 4 va 10-kunlari oralig’ida, mikroplastiklarga ta’sir qilish natijasida neyronlarning normal farqlanishi va hujayra bo’linishi kuchaygan. Hujayralar SOD2 (marganets superoksid dismutazasi), hujayralarni oksidlovchi stressdan (oksidlanish jarayonlari tufayli hujayralarga zarar etkazish) himoya qilish uchun muhim bo’lgan ferment ishlab chiqarish uchun normal qobiliyatini saqlab qoldi.

Molekulyar darajada mikroplastmassalarga qisqa muddatli ta’sir qilish (10 kungacha) bir qator genlarning ifodalarida o’zgarishlarga olib keldi. Gen ekspresyonidagi bu o’zgarishlar mikroplastik hajmi va konsentratsiyasi uchun farq qiladi. 30 kungacha mikroplastmassalar ta’sirida bo’lgan hujayra madaniyati ham gen ifodalarida bir nechta o’zgarishlarni ko’rsatdi.

Hujayra kulturalarida tirik va o’lik hujayralar ulushini baholash shuni ko’rsatdiki, mikroplastik ta’sirga uchragan organoidlarda tirik hujayralar ulushi bunday ta’sirga ega bo’lmaganlarga nisbatan pastroq bo’lgan. Tirik hujayralar ulushi zarrachalar 1 yoki 10 mikrometr bo’lishidan qat’i nazar, har bir millilitr zarracha uchun 50 mikrogram konsentratsiyaga duchor bo’lgan organoidlarda eng past ko’rsatkich edi. Bir millilitr uchun 100 mikrogram konsentratsiyada 10 mikrometrli zarrachalarga ta’sir qilish, ishlov berilmagan organoidlardagi kabi tirik hujayralarning bir xil ulushiga olib keldi.

“Ushbu tadqiqotda miqdoriy va sifat o’lchovlari natijalari shuni ko’rsatadiki, polistirolli mikroplastiklarning o’lchami va konsentratsiyasiga bog’liq bo’lgan ta’siri miyaning oldingi miya sferoidlarini rivojlanishiga yuqori hujayralararo/hujayra ichidagi stressni keltirib chiqarishi va kortikal qatlamning farqlanishiga salbiy ta’sir ko’rsatishi mumkin. Qisqa muddatli mikroplastik ta’sir hujayra proliferatsiyasi va neyron progenitori gen ekspressiyasini rag’batlantirsa-da, uzoq muddatli mikroplastik ta’sir hujayra hayotiyligini pasaytiradi va etukroq neyronal marker va kortikal qatlam VI marker ifodasini pasaytiradi “, – deya xulosa qilishdi tadqiqot mualliflari.

Tadqiqot mikroplastmassa ta’sirining miya rivojlanishiga ta’sirini ilmiy tushunishga muhim hissa qo’shadi. Biroq, u ham e’tiborga olinishi kerak bo’lgan cheklovlarga ega. Ta’kidlash joizki, tadqiqot tadqiqotchilar mikroplastmassalarni o’z xohishiga ko’ra kiritishlari mumkin bo’lgan muhitga botirilgan hujayra madaniyatlarida o’tkazildi. Bu inson miyasining rivojlanishi sodir bo’lgan muhitdan tubdan farq qiladi. Bundan tashqari, ildiz hujayralarida eksperimental ravishda amalga oshirilgan hujayralarni farqlash jarayoni inson embrionlarida miya rivojlanishining tabiiy jarayoni bilan bir xil bo’lmasligi mumkin.