Nanoplastele distrug „intestin-ficat-creier”: o nouă amenințare în boala Alzheimer

Oamenii de știință de la Universitatea Monash (Australia) și de la Universitatea de Tehnologie din China de Sud (China) au publicat un studiu preclinic detaliat în revista Environmental Science & Technology, demonstrând că dozele echivalente poluării de fond de nanoplastice de polistiren (PSNP) nu numai că pot amplifica manifestările cerebrale clasice ale bolii Alzheimer (BA), dar pot și răspândi patologia dincolo de sistemul nervos central, de-a lungul axei intestin-ficat-creier.

Cerințe preliminare

Poluarea cu plastic este un factor de mediu universal, iar nanoplasticele (<100 nm) pătrund în toate ecosistemele. Impactul lor asupra sănătății a stârnit îngrijorări serioase în ultimii ani, dar legăturile cu bolile neurodegenerative sunt puțin înțelese.

Model și design

• Model animal: șoareci transgenici APP/PS1 care reproduc markeri cheie ai bolii Alzheimer (acumulare de β-amiloid, patologie tau).
• Expunere: Ingerarea de PSNP de 50 nm în apa potabilă la niveluri de 0,1–1 mg/kg/zi timp de 12 săptămâni reprezintă un interval realist pentru oameni.
• Evaluarea funcțiilor cognitive: testul labirintului Morris și recunoașterea obiectelor.
  • Analiza țesuturilor:
  • Imunohistochimie cerebrală (markeri Iba1, GFAP, β-amiloid, p-tau)
  • Secvențierea ARNr 16S din fecale pentru microbiotă
  • Histologie hepatică (colorant HE, Oil Red O)
  • Profilul citokinelor plasmatice sistemice (ELISA pentru IL-6, TNF-α)

Rezultate cheie

1. Neuroinflamație și neurodegenerare accelerate

• Răspuns microglial și astrocitar: Numărul de microglie Iba1⁺ și astrocite GFAP⁺ din hipocampus și cortex a crescut cu 45-60% comparativ cu APP/PS1 neexpus (p<0,01).
• Plăci amiloide și p-tau: suprafața plăcii a crescut cu 35%, iar tau fosforilat (p-tau) a crescut cu 28% (p<0,05).
• Deficit cognitiv: În labirintul Morris, timpul necesar pentru găsirea platformei ascunse a crescut cu 40%, iar în testul de recunoaștere a obiectelor, indicele de discriminare a scăzut cu 30% (p<0,01).

2. Disbioză intestinală și „intestin permeabil”

• Scăderea α-diversității: indicele Shannon din microbiotă a scăzut cu 20% (p<0,05).
• Creșterea numărului de genuri proinflamatorii: Escherichia/Shigella și Enterococcus a crescut cu 60%, în timp ce numărul de Lactobacillus benefici a scăzut cu 45%.
• Funcția barierei intestinale: expresia proteinei ZO-1 în epiteliu a scăzut cu 50%, ceea ce a fost însoțit de o creștere de 2 ori a nivelurilor plasmatice de lipopolizaharide (LPS) (p<0,01).

3. Afectarea ficatului și inflamația sistemică

• Gradul de steatoză: conform colorației Oil Red O, proporția incluziunilor grase din ficat a crescut de 3,5 ori.
• Modificări asemănătoare hepatitei: creșterea infiltrării fagocitare și fibroză fără alcool.
• Citokine sistemice: IL-6 și TNF-α în plasmă au crescut de 2,0, respectiv 1,8 ori (p<0,01).

Mecanismul de propagare axială

Cercetătorii propun că nanoplasticele perturbă microbiota, provocând permeabilitate intestinală și translocarea endotoxinelor bacteriene în ficat. Acolo, se creează leziuni metabolice și inflamatorii care afectează capacitatea ficatului de a detoxifia neurotoxinele și cresc nivelurile sistemice de mediatori proinflamatori. Acești factori, atunci când sunt eliberați în creier, declanșează și accelerează procesele neurodegenerative clasice ale bolii Alzheimer.

Declarațiile autorilor

„Datele noastre demonstrează pentru prima dată că nanoplasticele nu acționează local, ci sistemic, agravând nu doar aspectele cerebrale, ci și cele hepatice și intestinale ale bolii Alzheimer”, spune prof. Pu Chun Ke, autor principal. „Acest lucru evidențiază nevoia urgentă de a limita expunerea mediului la nanoparticule și de a investiga măsuri de protejare a țesuturilor de barieră ale organismului.”

În cadrul discuției, autorii subliniază următoarele aspecte cheie:

• Efectul sistemic al nanoplastelor.
  „Datele noastre arată că, până și nivelurile ecologice realiste ale nanoplastelor de polistiren nu se limitează la efecte neurotoxice locale, ci declanșează o cascadă de tulburări inflamatorii și metabolice de-a lungul axei intestin-ficat-creier”, notează profesorul Pu Chun Ke.

• Distrugerea funcțiilor de barieră.
  „Încălcarea integrității epiteliului intestinal și translocarea ulterioară a endotoxinelor microbiene în fluxul sanguin sistemic agravează semnificativ nu numai procesele hepatice, ci și cele neuroinflamatorii”, subliniază co-autorul Dr. Li Wang.

• Necesitatea controlului mediului:
  „Constatările noastre solicită o reconsiderare a nivelurilor admisibile de nanoplastice în apa potabilă și produsele alimentare și încurajează dezvoltarea de strategii de barieră și probiotice pentru a proteja împotriva efectelor lor nocive”, spune Dr. Mei Zhang.

Perspective și recomandări

• Controlul mediului: înăsprirea limitelor pentru nanoplasticele din apa potabilă și din lanțul alimentar.
• Monitorizare medicală: la pacienții cu demență a SNC, se evaluează starea intestinului și a ficatului pentru disbioză și steatohepatită non-alcoolică.
• Studii suplimentare: evaluarea efectului altor tipuri de nanoplastice (PET, PVC) și posibilitatea neuroprotecției prin probiotice sau terapie de barieră.

Acest studiu plasează nanoplasticele printre noii factori de risc pentru bolile sistemice și neurodegenerative care necesită atenție imediată atât din partea ecologiștilor, cât și a medicilor.