Светящиеся бактерии показали, насколько токсичны косметика и бытовая химия

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) широко используются в пищевой промышленности, производстве моющих средств и косметики, активно применяются в медицине. Ко многим из них повышенное внимание на фоне исследований об их вреде. Проверить их решили сотрудники Сибирского федерального университета (СФУ), Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН, Института биофизики Сибирского отделения РАН и Иркутского государственного университета.

Они разработали метод биолюминесцентного анализа на основе ингибирования — можно сказать, «погашения» светящихся ферментов. Это дешевый и быстрый метод (занимает всего две-три минуты) оценки токсичности веществ на молекулярном уровне, который не требует сложного оборудования. Он показал более высокую чувствительность, чем другие биотесты, утверждают в СФУ.

Биолюминесцентныый анализ на основе ингибирования делается в течение пары минут Фото: © Сибирский федеральный университет

Для исследования ученые выбрали три самых распространенных ПАВ: анионный лаурилсульфат натрия (SLS), катионный бромид цетилтриметиламмония (CTAB), неионный полиоксиэтилен 20 сорбитан моноолеат (полисорбат 80, или Tween 80). В качестве индикаторов использовали простейшие живые организмы — бактерии и выделенные из них ферменты. Они показали исследователям, как на них влияют вещества, которыми мы пользуемся каждый день. Конечно, в быту моющие средства сильно разбавляются водой, поэтому их концентрация во время эксперимента была невелика. 

Анионный лаурилсульфат натрия (SLS) 

Натриевая соль лаурилсерной кислоты — порошок белого цвета. Он является сильнодействующим очистителем, который в водном растворе создает пену. Главная область применения — производство моющих средств, мыла, шампуней, гелей для бритья, зубной пасты. В пищевой и фармакологической промышленности его используют как эмульгатор (вещество для создания эмульсий из несмешивающихся жидкостей. — Прим. ред.). В 2000 году канадские ученые пришли к выводу, что SLS может быть потенциальным уничтожителем патогенов, ответственных за ВИЧ и герпес.

В основном, SLS используют при производстве моющих средств, мыла, шампуней, гелей для бритья, зубной пасты Фото: © Alona Siniehina / Shutterstock / FOTODOM

Эксперимент сибирских ученых подтвердил подозрения о вреде лаурилсульфата натрия. Из трех веществ это оказало наиболее заметное влияние на ферментную систему — ее яркое в норме свечение угасло при воздействии SLS. Причем концентрация ПАВ была невелика (от 0,5 до 4 мг/л), что говорит о токсическом эффекте.

Катионный бромид цетилтриметиламмония (CTAB) 

Бромид цетрилтриметиламмония Фото: © Leiem / CC BY-SA 4.0

Цетримониум бромид используют в производстве косметических средств. В твердом виде это белое кристаллическое вещество, в жидком — прозрачное.

Обладает консервирующим эффектом, а также кондиционирующим и антистатическим. При попадании в глаза и на кожу может вызывать раздражение. Потенциально полезен для терапии рака головы и шеи — к такому выводу пришли ученые в 2009 году.

Российские исследователи выяснили, что при низкой концентрации CTAB оказывает незначительное воздействие на живые организмы.

Неионный полиоксиэтилен 20 сорбитан моноолеат (полисорбат 80, или Tween 80)

Полисорбат 80 — маслянистая вязкая жидкость желтого цвета. Ее применяют в производстве продуктов для сохранения в них воды, чтобы не терялись консистенция и вязкость. К примеру, добавляют в мороженое, чтобы оно медленнее таяло и было мягким. 

В косметике это вещество широко используется в шампунях, скрабах, бесспиртовых дезодорантах, молочке для умывания, бомбочках для ванны (за счет этого они дольше шипят). Фармакологи благодаря Tween 80 стабилизируют водные растворы лекарств.

Пузырьки Tween 80 Фото: © Екатерина Фоменко / CC BY 4.0

Тест, который провели отечественные исследователи, показал, что полисорбат 80 не оказал видимого воздействия ни на бактерии, ни на ферментную систему. Судя по всему, в бытовых дозах он не токсичен. 

Несмотря на все плюсы разработанного метода, авторы эксперимента отмечают: не стоит ждать от него развернутых ответов о том, что именно происходит с белками и живыми клетками. Результаты исследования, по их словам, требуют дальнейших уточнений и на сегодняшний день вряд ли могут стать основанием для полного отказа от, например, лаурилсульфата натрия. Однако полученная информация — повод для углубленного изучения тех веществ, которые мы активно используем в повседневной жизни, пишут ученые в журнале International Journal of Molecular Sciences.