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Effetti delle particelle di plastica su membrane cellulari

Gli scienziati europei hanno studiato il modo in cui piccoli frammenti di plastica producono effetti sulle membrane biologiche.
Effetti delle particelle di plastica su membrane cellulari
Ogni anno, milioni di tonnellate di rifiuti plastici inquinano l’ambiente naturale, scomponendosi in micro e nanoparticelle, prima di entrare nella catena alimentare. È noto che queste particelle di plastica possono trasportare sostanze tossiche, ma il loro impatto sugli organismi viventi non è ancora completamente noto.

Quando le nanoparticelle di plastica fanno ingresso negli organismi viventi, la prima barriera che devono affrontare è la membrana cellulare. Il progetto NANOPLAST (A computational study of the interaction between nanoplastic and model biological membranes), finanziato dall’UE, ha studiato i possibili meccanismi fisici alla base dei danni alla membrana cellulare, attraverso l’interazione con i frammenti di plastica.

I ricercatori hanno sviluppato nuovi strumenti di calcolo per simulare l’interazione tra nanoparticelle di polimeri comuni e membrane lipidiche. Tra questi, sono stati sviluppati nuovi modelli molecolari a grana grossa per i due polimeri idrofobi comuni polipropilene (PP) e polietilene (PE).

I modelli sono stati usati per studiare l’interazione delle nanoparticelle polimeriche con una membrana omogenea, la quale comprende un singolo tipo di molecola lipidica e una membrana lateralmente eterogenea costituita da una miscela di diversi lipidi. Quest’ultima condizione ha fornito il modello più realistico di membrana plasmatica, la cui composizione lipidica è estremamente ricca.

Il progetto NANOPLAST ha caratterizzato per intero il comportamento di tre polimeri idrofobi mediante modelli di bistrati lipidici, ossia polietilene (PE), polipropilene (PP) e polistirene (PS). Il comportamento dei diversi polimeri non era lo stesso, nell’interazione con le membrane omogenee. Per esempio, PP e PS si sono disciolti nel nucleo del bistrato, mentre il PE ha formato degli aggregati liquidi. Il comportamento dei tre polimeri ha prodotto risultati diversi anche all’interno delle membrane eterogenee.

Le modifiche alla struttura della membrana e all’organizzazione laterale dei lipidi possono costituire una minaccia per la funzione delle proteine di membrana e di altri costituenti, alterando così il funzionamento complessivo della cellula. Dunque, la caratterizzante dell’interazione tra particelle di plastica e membrane cellulari aiuterà gli scienziati a comprendere meglio la base chimica della loro tossicità in tutti gli organismi viventi.

Le materie plastiche sono ormai onnipresenti nell’ambiente. Gli esiti del progetto NANOPLAST costituiscono un avvertimento circa l’impatto di tali particelle in tutto il mondo, mettendo in evidenza la necessità di un’efficiente comprensione e riduzione dei rifiuti plastici.

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Argomenti

Life Sciences

Keywords

Membrana cellulare, nanoparticelle, NANOPLAST, polimero idrofobo, lipide