Nanoplastik ødelægger "tarm-lever-hjerne": Ny trussel mod Alzheimers sygdom

Forskere fra Monash University (Australien) og South China University of Technology (Kina) har offentliggjort et detaljeret præklinisk studie i Environmental Science & Technology, der viser, at baggrundsforureningsækvivalente doser af polystyren-nanoplast (PSNP'er) ikke blot kan forstærke de klassiske hjernemanifestationer af Alzheimers sygdom (AD), men også sprede patologien ud over centralnervesystemet langs tarm-lever-hjerne-aksen.

Forudsætninger

Plastikforurening er en universel miljøfaktor, og nanoplast (<100 nm) gennemsyrer alle økosystemer. Deres indvirkning på sundheden har givet anledning til alvorlig bekymring i de senere år, men forbindelserne til neurodegenerative sygdomme er dårligt forstået.

Model og design

• Dyremodel: APP/PS1 transgene mus, der reproducerer nøglemarkører for AD (β-amyloid-akkumulering, tau-patologi).
• Eksponering: Indtag af 50 nm PSNP i drikkevand på niveauer på 0,1-1 mg/kg/dag i 12 uger er et realistisk interval for mennesker.
• Vurdering af kognitive funktioner: Morris labyrinttest og objektgenkendelse.
  • Vævsanalyse:
  • Hjernens immunhistokemi (markører Iba1, GFAP, β-amyloid, p-tau)
  • 16S rRNA-sekventering af fæces for mikrobiota
  • Leverhistologi (HE-farvning, Oil Red O)
  • Systemisk plasmacytokinprofil (ELISA for IL-6, TNF-α)

Nøgleresultater

1. Accelereret neuroinflammation og neurodegeneration

• Mikroglial og astrocytisk respons: Antallet af Iba1⁺ mikroglia og GFAP⁺ astrocytter i hippocampus og cortex steg med 45-60% sammenlignet med ueksponeret APP/PS1 (p <0,01).
• Amyloidplakker og p-tau: plakarealet steg med 35 %, og fosforyleret tau (p-tau) steg med 28 % (p < 0,05).
• Kognitivt underskud: I Morris-labyrinten steg tiden det tog at finde den skjulte platform med 40 %, og i objektgenkendelsestesten faldt diskriminationsindekset med 30 % (p < 0,01).

2. Tarmdysbiose og "utæt tarm"

• Nedsat α-diversitet: Shannon-indekset i mikrobiota faldt med 20 % (p < 0,05).
• Stigning i proinflammatoriske slægter: Escherichia/Shigella og Enterococcus steg med 60%, mens gavnlige Lactobacillus faldt med 45%.
• Tarmbarrierefunktion: ZO-1-proteinekspressionen i epitelet faldt med 50 %, hvilket blev ledsaget af en 2-foldig stigning i plasmalipopolysaccharid (LPS)-niveauer (p < 0,01).

3. Leverskade og systemisk inflammation

• Grad af steatose: ifølge Oil Red O-farvning steg andelen af fedtholdige indeslutninger i leveren med 3,5 gange.
• Hepatitislignende forandringer: øget fagocytinfiltration og fibrose uden alkohol.
• Systemiske cytokiner: IL-6 og TNF-α i plasma steg med henholdsvis 2,0 og 1,8 gange (p < 0,01).

Aksial udbredelsesmekanisme

Forskerne foreslår, at nanoplaster forstyrrer mikrobiotaen, hvilket forårsager tarmlækage og translokation af bakterielle endotoksiner til leveren. Her skabes metabolisk og inflammatorisk skade, som forringer leverens evne til at afgifte neurotoksiner og øger de systemiske niveauer af proinflammatoriske mediatorer. Disse faktorer, når de frigives i hjernen, udløser og accelererer de klassiske neurodegenerative processer ved Alzheimers sygdom.

Forfatternes udtalelser

"Vores data viser for første gang, at nanoplast ikke virker lokalt, men systemisk, og forværrer ikke kun de cerebrale, men også lever- og tarm-aspekter ved Alzheimers sygdom," siger professor Pu Chun Ke, seniorforfatter. "Dette understreger det presserende behov for at begrænse miljømæssig eksponering for nanopartikler og undersøge foranstaltninger til at beskytte kroppens barrierevæv."

I diskussionen fremhæver forfatterne følgende hovedpunkter:

• Systemisk effekt af nanoplast.
  "Vores data viser, at selv økologisk realistiske niveauer af polystyren-nanoplast ikke er begrænset til lokale neurotoksiske effekter, men udløser en kaskade af inflammatoriske og metaboliske forstyrrelser langs tarm-lever-hjerne-aksen," bemærker professor Pu Chun Ke.

• Ødelæggelse af barrierefunktioner.
  "Krænkelse af tarmepitelets integritet og efterfølgende translokation af mikrobielle endotoksiner til den systemiske blodbane forværrer ikke kun leverens, men også neuroinflammatoriske processer betydeligt," understreger medforfatter Dr. Li Wang.

• Behov for miljøkontrol:
  "Vores resultater opfordrer til en genovervejelse af de tilladte niveauer af nanoplast i drikkevand og fødevarer og tilskynder til udvikling af barriere- og probiotiske strategier for at beskytte mod deres skadelige virkninger," siger Dr. Mei Zhang.

Udsigter og anbefalinger

• Miljøkontrol: skærpede grænseværdier for nanoplast i drikkevand og fødekæden.
• Medicinsk overvågning: hos patienter med CNS-demens skal tarmens og leverens tilstand vurderes for dysbiose og ikke-alkoholisk steatohepatitis.
• Yderligere undersøgelser: evaluer effekten af andre typer nanoplast (PET, PVC) og muligheden for neurobeskyttelse gennem probiotika eller barrierebehandling.

Denne undersøgelse placerer nanoplast blandt nye risikofaktorer for systemiske og neurodegenerative sygdomme, der kræver øjeblikkelig opmærksomhed fra både miljøforkæmpere og læger.