Nanoplastika uništava "crijeva-jetru-mozak": Nova prijetnja Alzheimerovoj bolesti

Znanstvenici sa Sveučilišta Monash (Australija) i Južnokineskog tehnološkog sveučilišta (Kina) objavili su detaljnu predkliničku studiju u časopisu Environmental Science & Technology koja pokazuje da doze polistirenskih nanoplastika (PSNP) ekvivalentne pozadinskom onečišćenju ne samo da mogu pojačati klasične moždane manifestacije Alzheimerove bolesti (AB), već i proširiti patologiju izvan središnjeg živčanog sustava duž osi crijeva-jetra-mozak.

Preduvjeti

Zagađenje plastikom univerzalni je čimbenik okoliša, a nanoplastika (<100 nm) prožima sve ekosustave. Njihov utjecaj na zdravlje posljednjih je godina izazvao ozbiljnu zabrinutost, ali veze s neurodegenerativnim bolestima slabo su shvaćene.

Model i dizajn

• Životinjski model: transgeni miševi APP/PS1 koji reproduciraju ključne markere Alzheimerove bolesti (nakupljanje β-amiloida, patologija tau proteina).
• Izloženost: Unos 50 nm PSNP-a u vodi za piće u razinama od 0,1–1 mg/kg/dan tijekom 12 tjedana realan je raspon za ljude.
• Procjena kognitivnih funkcija: Morrisov labirint test i prepoznavanje objekata.
  • Analiza tkiva:
  • Imunohistokemija mozga (markeri Iba1, GFAP, β-amiloid, p-tau)
  • Sekvenciranje 16S rRNA fecesa za mikrobiotu
  • Histologija jetre (HE boja, Oil Red O)
  • Sistemski profil citokina u plazmi (ELISA za IL-6, TNF-α)

Ključni rezultati

1. Ubrzana neuroinflamacija i neurodegeneracija

• Mikroglijalni i astrocitni odgovor: Broj Iba1⁺ mikroglija i GFAP⁺ astrocita u hipokampusu i korteksu povećao se za 45–60% u usporedbi s neizloženim APP/PS1 (p<0,01).
• Amiloidni plakovi i p-tau: površina plaka povećala se za 35%, a fosforilirani tau (p-tau) povećao se za 28% (p<0,05).
• Kognitivni deficit: U Morrisovom labirintu, vrijeme pronalaska skrivene platforme povećalo se za 40%, a u testu prepoznavanja objekata, indeks diskriminacije pao je za 30% (p<0,01).

2. Crijevna disbioza i "sindrom propusnih crijeva"

• Smanjena α-raznolikost: Shannonov indeks u mikrobioti smanjio se za 20% (p<0,05).
• Povećanje proupalnih rodova: Escherichia/Shigella i Enterococcus povećalo se za 60%, dok je broj korisnih Lactobacillus pao za 45%.
• Funkcija crijevne barijere: Ekspresija ZO-1 proteina u epitelu smanjila se za 50%, što je bilo popraćeno dvostrukim porastom razine lipopolisaharida (LPS) u plazmi (p<0,01).

3. Oštećenje jetre i sustavna upala

• Stupanj steatoze: prema bojenju Oil Red O, udio masnih inkluzija u jetri povećao se 3,5 puta.
• Promjene slične hepatitisu: povećana infiltracija fagocita i fibroza bez alkohola.
• Sistemski citokini: IL-6 i TNF-α u plazmi povećali su se za 2,0 odnosno 1,8 puta (p<0,01).

Mehanizam aksijalnog širenja

Istraživači pretpostavljaju da nanoplastika narušava mikrobiotu, uzrokujući crijevnu propusnost i translokaciju bakterijskih endotoksina u jetru. Tamo nastaju metabolička i upalna oštećenja koja narušavaju sposobnost jetre da detoksicira neurotoksine i povećavaju sistemske razine proupalnih medijatora. Ti čimbenici, kada se otpuste u mozak, pokreću i ubrzavaju klasične neurodegenerativne procese Alzheimerove bolesti.

Izjave autora

„Naši podaci prvi put pokazuju da nanoplastika ne djeluje lokalno, već sistemski, pogoršavajući ne samo cerebralne, već i jetrene i crijevne aspekte Alzheimerove bolesti“, kaže prof. Pu Chun Ke, glavni autor. „To naglašava hitnu potrebu za ograničavanjem izloženosti okoliša nanočesticama i istraživanjem mjera za zaštitu tjelesnih barijernih tkiva.“

U raspravi autori ističu sljedeće ključne točke:

• Sistemski učinak nanoplastike.
  „Naši podaci pokazuju da čak i ekološki realne razine polistirenske nanoplastike nisu ograničene na lokalne neurotoksične učinke, već pokreću kaskadu upalnih i metaboličkih poremećaja duž osi crijeva-jetra-mozak“, napominje profesor Pu Chun Ke.

• Uništavanje barijernih funkcija.
  „Kršenje integriteta crijevnog epitela i naknadna translokacija mikrobnih endotoksina u sistemski krvotok značajno pogoršavaju ne samo jetrene već i neuroinflamatorne procese“, naglašava koautor dr. Li Wang.

• Potreba za kontrolom okoliša:
  „Naši nalazi pozivaju na ponovno razmatranje dopuštenih razina nanoplastike u vodi za piće i prehrambenim proizvodima te potiču razvoj strategija zaštite od njihovih štetnih učinaka“, kaže dr. Mei Zhang.

Izgledi i preporuke

• Kontrola okoliša: pooštravanje ograničenja za nanoplastiku u vodi za piće i prehrambenom lancu.
• Medicinski nadzor: kod pacijenata s demencijom središnjeg živčanog sustava, procijeniti stanje crijeva i jetre na disbiozu i nealkoholni steatohepatitis.
• Daljnja istraživanja: procijeniti učinak drugih vrsta nanoplastike (PET, PVC) i mogućnost neuroprotekcije putem probiotika ili barijerne terapije.

Ova studija smješta nanoplastiku među nove faktore rizika za sistemske i neurodegenerativne bolesti koje zahtijevaju hitnu pozornost i ekologa i liječnika.