Nanoplast ødelegger «tarm-lever-hjerne»: Ny trussel innen Alzheimers sykdom

Forskere fra Monash University (Australia) og South China University of Technology (Kina) har publisert en detaljert preklinisk studie i Environmental Science & Technology som viser at bakgrunnsforurensningsekvivalente doser av polystyren-nanoplast (PSNP) ikke bare kan forsterke de klassiske hjernemanifestasjonene ved Alzheimers sykdom (AD), men også spre patologien utover sentralnervesystemet langs tarm-lever-hjerne-aksen.

Forutsetninger

Plastforurensning er en universell miljøfaktor, og nanoplast (<100 nm) gjennomsyrer alle økosystemer. Deres innvirkning på helsen har skapt alvorlig bekymring de siste årene, men koblingene til nevrodegenerative sykdommer er dårlig forstått.

Modell og design

• Dyremodell: APP/PS1 transgene mus som reproduserer viktige markører for AD (β-amyloid-akkumulering, tau-patologi).
• Eksponering: Inntak av 50 nm PSNP i drikkevann på nivåer på 0,1–1 mg/kg/dag i 12 uker er et realistisk område for mennesker.
• Vurdering av kognitive funksjoner: Morris labyrinttest og objektgjenkjenning.
  • Vevsanalyse:
  • Hjernens immunhistokjemi (markører Iba1, GFAP, β-amyloid, p-tau)
  • 16S rRNA-sekvensering av avføring for mikrobiota
  • Leverhistologi (HE-farging, Oil Red O)
  • Systemisk plasmacytokinprofil (ELISA for IL-6, TNF-α)

Viktige resultater

1. Akselerert nevroinflammasjon og nevrodegenerasjon

• Mikroglial og astrocytisk respons: Antallet Iba1⁺ mikroglia og GFAP⁺ astrocytter i hippocampus og cortex økte med 45–60 % sammenlignet med ueksponert APP/PS1 (p < 0,01).
• Amyloidplakk og p-tau: plakkarealet økte med 35 % og fosforylert tau (p-tau) økte med 28 % (p < 0,05).
• Kognitiv svikt: I Morris-labyrinten økte tiden det tok å finne den skjulte plattformen med 40 %, og i objektgjenkjenningstesten falt diskrimineringsindeksen med 30 % (p < 0,01).

2. Tarmdysbiose og «lekk tarm»

• Redusert α-mangfold: Shannon-indeksen i mikrobiota ble redusert med 20 % (p < 0,05).
• Økning i proinflammatoriske slekter: Escherichia/Shigella og Enterococcus økte med 60 %, mens gunstige Lactobacillus falt med 45 %.
• Tarmbarrierefunksjon: ZO-1-proteinuttrykk i epitelet gikk ned med 50 %, noe som ble ledsaget av en dobling av plasmanivåene av lipopolysakkarid (LPS) (p < 0,01).

3. Leverskade og systemisk betennelse

• Grad av steatose: ifølge Oil Red O-farging økte andelen fettinneslutninger i leveren med 3,5 ganger.
• Hepatittlignende forandringer: økt fagocyttinfiltrasjon og fibrose uten alkohol.
• Systemiske cytokiner: IL-6 og TNF-α i plasma økte med henholdsvis 2,0 og 1,8 ganger (p < 0,01).

Aksial forplantningsmekanisme

Forskerne foreslår at nanoplast forstyrrer mikrobiotaen, noe som forårsaker lekkasje i tarmen og translokasjon av bakterielle endotoksiner til leveren. Der oppstår metabolsk og inflammatorisk skade som svekker leverens evne til å avgifte nevrotoksiner og øker systemiske nivåer av proinflammatoriske mediatorer. Disse faktorene, når de frigjøres i hjernen, utløser og akselererer de klassiske nevrodegenerative prosessene ved Alzheimers sykdom.

Forfatternes uttalelser

«Dataene våre viser for første gang at nanoplast ikke virker lokalt, men systemisk, og forverrer ikke bare hjernen, men også lever- og tarmaspektene ved Alzheimers sykdom», sier professor Pu Chun Ke, seniorforfatter. «Dette fremhever det presserende behovet for å begrense miljøeksponering for nanopartikler og å undersøke tiltak for å beskytte kroppens barrierevev.»

I diskusjonen fremhever forfatterne følgende hovedpunkter:

• Systemisk effekt av nanoplast.
  «Dataene våre viser at selv økologisk realistiske nivåer av polystyren-nanoplast ikke er begrenset til lokale nevrotoksiske effekter, men utløser en kaskade av inflammatoriske og metabolske forstyrrelser langs tarm-lever-hjerne-aksen», bemerker professor Pu Chun Ke.

• Ødeleggelse av barrierefunksjoner.
  «Bruken av tarmepitelets integritet og påfølgende translokasjon av mikrobielle endotoksiner til den systemiske blodbanen forverrer ikke bare leverens, men også nevroinflammatoriske prosesser betydelig», understreker medforfatter Dr. Li Wang.

• Behov for miljøkontroll:
  «Funnene våre krever en revurdering av tillatte nivåer av nanoplast i drikkevann og matvarer, og oppmuntrer til utvikling av barriere- og probiotiske strategier for å beskytte mot deres skadelige effekter», sier dr. Mei Zhang.

Prospekter og anbefalinger

• Miljøkontroll: skjerping av grenseverdiene for nanoplast i drikkevann og næringskjeden.
• Medisinsk overvåking: hos pasienter med CNS-demens, vurder tilstanden til tarmen og leveren for dysbiose og ikke-alkoholisk steatohepatitt.
• Videre studier: evaluere effekten av andre typer nanoplast (PET, PVC) og muligheten for nevrobeskyttelse gjennom probiotika eller barrierebehandling.

Denne studien plasserer nanoplast blant nye risikofaktorer for systemiske og nevrodegenerative sykdommer som krever umiddelbar oppmerksomhet fra både miljøvernere og leger.