Nanoplastika uničuje "črevesje-jetra-možgane": nova grožnja pri Alzheimerjevi bolezni

Znanstveniki z Univerze Monash (Avstralija) in Univerze za tehnologijo Južne Kitajske (Kitajska) so objavili podrobno predklinično študijo v reviji Environmental Science & Technology, ki dokazuje, da odmerki polistirenskih nanoplastik (PSNP), ki so enakovredni onesnaženju v ozadju, ne le okrepijo klasične možganske manifestacije Alzheimerjeve bolezni (AD), temveč tudi razširijo patologijo izven osrednjega živčnega sistema vzdolž osi črevesje-jetra-možgani.

Predpogoji

Onesnaževanje s plastiko je univerzalni okoljski dejavnik, nanoplastika (<100 nm) pa prežema vse ekosisteme. Njihov vpliv na zdravje je v zadnjih letih sprožil resno zaskrbljenost, vendar povezave z nevrodegenerativnimi boleznimi niso dobro razumljene.

Model in zasnova

• Živalski model: transgene miši APP/PS1, ki reproducirajo ključne markerje Alzheimerjeve bolezni (kopičenje β-amiloida, patologija tau proteina).
• Izpostavljenost: Vnos 50 nm PSNP v pitni vodi v količinah 0,1–1 mg/kg/dan 12 tednov je realen razpon za ljudi.
• Ocena kognitivnih funkcij: Morrisov labirintni test in prepoznavanje predmetov.
  • Analiza tkiva:
  • Imunohistokemija možganov (markerji Iba1, GFAP, β-amiloid, p-tau)
  • Sekvenciranje 16S rRNA blata za mikrobioto
  • Histologija jeter (barvilo HE, oljno rdeče O)
  • Sistemski profil plazemskih citokinov (ELISA za IL-6, TNF-α)

Ključni rezultati

1. Pospešeno nevroinflamatorno in nevrodegenerativno delovanje

• Mikroglialni in astrocitni odziv: Število mikroglialnih celic Iba1⁺ in astrocitov GFAP⁺ v hipokampusu in skorji se je povečalo za 45–60 % v primerjavi z neizpostavljeno skupino APP/PS1 (p < 0,01).
• Amiloidni plaki in p-tau: površina plakov se je povečala za 35 %, fosforilirani tau (p-tau) pa za 28 % (p < 0,05).
• Kognitivni primanjkljaj: V Morrisovem labirintu se je čas za iskanje skrite ploščadi povečal za 40 %, v testu prepoznavanja predmetov pa se je indeks diskriminacije zmanjšal za 30 % (p < 0,01).

2. Črevesna disbioza in "prepustno črevesje"

• Zmanjšana α-raznolikost: Shannonov indeks v mikrobioti se je zmanjšal za 20 % (p < 0,05).
• Povečanje provnetnih rodov: Escherichia/Shigella in Enterococcus se je povečalo za 60 %, medtem ko se je število koristnih Lactobacillus zmanjšalo za 45 %.
• Funkcija črevesne pregrade: Izražanje proteina ZO-1 v epiteliju se je zmanjšalo za 50 %, kar je spremljalo 2-kratno povečanje ravni lipopolisaharida (LPS) v plazmi (p < 0,01).

3. Poškodba jeter in sistemsko vnetje

• Stopnja steatoze: glede na barvanje z oljno rdečo O se je delež maščobnih vključkov v jetrih povečal za 3,5-krat.
• Spremembe, podobne hepatitisu: povečana infiltracija fagocitov in fibroza brez alkohola.
• Sistemski citokini: IL-6 in TNF-α v plazmi so se povečali za 2,0 oziroma 1,8-krat (p < 0,01).

Aksialni mehanizem širjenja

Raziskovalci domnevajo, da nanoplastika moti mikrobioto, kar povzroča črevesno prepustnost in premestitev bakterijskih endotoksinov v jetra. Tam nastanejo presnovne in vnetne poškodbe, ki poslabšajo sposobnost jeter za razstrupljanje nevrotoksinov in povečajo sistemske ravni provnetnih mediatorjev. Ti dejavniki, ko se sprostijo v možgane, sprožijo in pospešijo klasične nevrodegenerativne procese Alzheimerjeve bolezni.

Izjave avtorjev

»Naši podatki prvič kažejo, da nanoplastika ne deluje lokalno, temveč sistemsko, saj poslabša ne le možganske, temveč tudi jetrne in črevesne vidike Alzheimerjeve bolezni,« pravi prof. Pu Chun Ke, višji avtor. »To poudarja nujno potrebo po omejitvi izpostavljenosti okolja nanodelcem in po raziskavi ukrepov za zaščito telesnih bariernih tkiv.«

V razpravi avtorji izpostavljajo naslednje ključne točke:

• Sistemski učinek nanoplastike.
  »Naši podatki kažejo, da tudi ekološko realistične ravni polistirenske nanoplastike niso omejene na lokalne nevrotoksične učinke, temveč sprožijo kaskado vnetnih in presnovnih motenj vzdolž osi črevesje-jetra-možgani,« ugotavlja profesor Pu Chun Ke.

• Uničenje pregradnih funkcij.
  »Kršitev integritete črevesnega epitelija in posledična translokacija mikrobnih endotoksinov v sistemski krvni obtok znatno poslabšata ne le jetrne, temveč tudi nevroinflamatorne procese,« poudarja soavtor dr. Li Wang.

• Potreba po nadzoru okolja:
  »Naše ugotovitve zahtevajo ponovni premislek o dovoljenih ravneh nanoplastike v pitni vodi in živilih ter spodbujajo razvoj zaščitnih in probiotičnih strategij za zaščito pred njihovimi škodljivimi učinki,« pravi dr. Mei Zhang.

Možnosti in priporočila

• Nadzor okolja: zaostrovanje omejitev za nanoplastiko v pitni vodi in prehranjevalni verigi.
• Zdravniško spremljanje: pri bolnikih z demenco osrednjega živčevja ocenite stanje črevesja in jeter glede disbioze in nealkoholnega steatohepatitisa.
• Nadaljnje študije: ocena učinka drugih vrst nanoplastike (PET, PVC) in možnost nevroprotekcije s probiotiki ali pregradno terapijo.

Ta študija uvršča nanoplastiko med nove dejavnike tveganja za sistemske in nevrodegenerativne bolezni, ki zahtevajo takojšnjo pozornost tako okoljevarstvenikov kot zdravnikov.