Nanoplastikai naikina „žarnyną, kepenis ir smegenis“: nauja grėsmė Alzheimerio ligai

Monašo universiteto (Australija) ir Pietų Kinijos technologijos universiteto (Kinija) mokslininkai žurnale „Aplinkos mokslas ir technologijos“ paskelbė išsamų ikiklinikinį tyrimą, kuriame teigiama, kad foninės taršos ekvivalento polistireno nanoplastikų (PSNP) dozės gali ne tik sustiprinti klasikines Alzheimerio ligos (AL) smegenų apraiškas, bet ir išplisti patologiją už centrinės nervų sistemos ribų žarnyno, kepenų ir smegenų ašyje.

Būtinos sąlygos

Plastiko tarša yra universalus aplinkos veiksnys, o nanoplastikai (<100 nm) prasiskverbia į visas ekosistemas. Jų poveikis sveikatai pastaraisiais metais kelia rimtą susirūpinimą, tačiau ryšys su neurodegeneracinėmis ligomis yra menkai suprantamas.

Modelis ir dizainas

• Gyvūnų modelis: APP/PS1 transgeninės pelės, reprodukuojančios pagrindinius AD žymenis (β-amiloido kaupimąsi, tau patologiją).
• Poveikis: realus 50 nm PSNP suvartojimas su geriamuoju vandeniu, kurio kiekis yra 0,1–1 mg/kg per parą 12 savaičių, yra normalus diapazonas žmonėms.
• Kognityvinių funkcijų vertinimas: Moriso labirinto testas ir objektų atpažinimas.
  • Audinių analizė:
  • Smegenų imunohistochemija (žymenys Iba1, GFAP, β-amiloidas, p-tau)
  • 16S rRNR išmatų sekvenavimas mikrobiotai nustatyti
  • Kepenų histologija (HE dažymas, aliejinis raudonasis O)
  • Sisteminis plazmos citokinų profilis (ELISA IL-6, TNF-α)

Pagrindiniai rezultatai

1. Pagreitintas neurouždegimas ir neurodegeneracija

• Mikroglijos ir astrocitų atsakas: Iba1⁺ mikroglijos ir GFAP⁺ astrocitų skaičius hipokampe ir žievėje padidėjo 45–60 %, palyginti su neapšvitintu APP/PS1 (p < 0,01).
• Amiloidinės plokštelės ir p-tau: plokštelių plotas padidėjo 35 %, o fosforilinto tau (p-tau) kiekis padidėjo 28 % (p < 0,05).
• Kognityvinis deficitas: Moriso labirinte paslėptos platformos paieškos laikas padidėjo 40 %, o objektų atpažinimo teste diskriminacijos indeksas sumažėjo 30 % (p < 0,01).

2. Žarnyno disbiozė ir „nesandarus žarnynas“

• Sumažėjusi α įvairovė: Šenono indeksas mikrobiotoje sumažėjo 20 % (p < 0,05).
• Uždegiminių bakterijų padaugėjo: Escherichia/Shigella ir Enterococcus padaugėjo 60 %, o naudingųjų Lactobacillus sumažėjo 45 %.
• Žarnyno barjerinė funkcija: ZO-1 baltymo raiška epitelyje sumažėjo 50 %, o lipopolisacharidų (LPS) kiekis plazmoje padidėjo 2 kartus (p < 0,01).

3. Kepenų pažeidimas ir sisteminis uždegimas

• Steatozės laipsnis: pagal „Oil Red O“ dažymą, riebalinių intarpų dalis kepenyse padidėjo 3,5 karto.
• Į hepatitą panašūs pokyčiai: padidėjusi fagocitų infiltracija ir fibrozė be alkoholio.
• Sisteminiai citokinai: IL-6 ir TNF-α kiekis plazmoje padidėjo atitinkamai 2,0 ir 1,8 karto (p<0,01).

Ašinis sklidimo mechanizmas

Tyrėjai teigia, kad nanoplastikai sutrikdo mikrobiotą, sukeldami žarnyno pralaidumą ir bakterijų endotoksinų perkėlimą į kepenis. Ten atsiranda metabolinė ir uždegiminė žala, sutrikdanti kepenų gebėjimą detoksikuoti neurotoksinus ir padidinanti sisteminį uždegimą skatinančių mediatorių kiekį. Šie veiksniai, patekę į smegenis, sukelia ir pagreitina klasikinius Alzheimerio ligos neurodegeneracinius procesus.

Autorių pareiškimai

„Mūsų duomenys pirmą kartą rodo, kad nanoplastikai veikia ne lokaliai, o sistemiškai, pablogindami ne tik smegenų, bet ir kepenų bei žarnyno Alzheimerio ligos aspektus“, – sako vyresnysis autorius prof. Pu Chun Ke. „Tai pabrėžia neatidėliotiną poreikį apriboti nanodalelių poveikį aplinkai ir ištirti priemones, skirtas apsaugoti organizmo barjerinius audinius.“

Diskusijoje autoriai pabrėžia šiuos pagrindinius punktus:

• Sisteminis nanoplastikų poveikis.
  „Mūsų duomenys rodo, kad net ekologiškai realistiški polistireno nanoplastikų kiekiai neapsiriboja vietiniu neurotoksiniu poveikiu, bet sukelia uždegiminių ir medžiagų apykaitos sutrikimų kaskadą žarnyno, kepenų ir smegenų ašyje“, – pažymi profesorius Pu Chun Ke.

• Barjerinių funkcijų sunaikinimas.
  „Žarnyno epitelio vientisumo pažeidimas ir vėlesnis mikrobų endotoksinų perkėlimas į sisteminę kraujotaką reikšmingai pablogina ne tik kepenų, bet ir neurouždegiminius procesus“, – pabrėžia bendraautoris dr. Li Wang.

• Aplinkos kontrolės poreikis:
  „Mūsų išvados ragina persvarstyti leistiną nanoplastikų kiekį geriamajame vandenyje ir maisto produktuose ir skatinti kurti barjerines bei probiotines strategijas, skirtas apsisaugoti nuo žalingo jų poveikio“, – sako dr. Mei Zhang.

Perspektyvos ir rekomendacijos

• Aplinkos kontrolė: griežtesni nanoplastikų kiekio geriamajame vandenyje ir maisto grandinėje apribojimai.
• Medicininis stebėjimas: pacientams, sergantiems CNS demencija, įvertinti žarnyno ir kepenų būklę dėl disbiozės ir nealkoholinio steatohepatito.
• Tolesni tyrimai: įvertinti kitų tipų nanoplastikų (PET, PVC) poveikį ir neuroprotekcijos galimybę taikant probiotikus arba barjerinę terapiją.

Šiame tyrime nanoplastikai priskiriami prie naujų sisteminių ir neurodegeneracinių ligų rizikos veiksnių, kuriems reikia nedelsiant atkreipti dėmesį tiek į aplinkosaugininkus, tiek į gydytojus.