Nanoplast hävitab "soole-maksa-aju": uus oht Alzheimeri tõve puhul

Monashi ülikooli (Austraalia) ja Lõuna-Hiina tehnoloogiaülikooli (Hiina) teadlased on avaldanud ajakirjas Environmental Science & Technology üksikasjaliku prekliinilise uuringu, mis näitab, et polüstüreenist nanoplastide (PSNP-de) taustreostuse ekvivalentsed doosid võivad mitte ainult süvendada Alzheimeri tõve (AT) klassikalisi aju ilminguid, vaid levitada patoloogiat ka kesknärvisüsteemist kaugemale mööda soole-maksa-aju telge.

Eeltingimused

Plastireostus on universaalne keskkonnategur ja nanoplastid (<100 nm) tungivad kõikidesse ökosüsteemidesse. Nende mõju tervisele on viimastel aastatel tõsist muret tekitanud, kuid seoseid neurodegeneratiivsete haigustega mõistetakse halvasti.

Mudel ja disain

• Loommudel: APP/PS1 transgeensed hiired, kes paljundavad Alzheimeri tõve peamisi markereid (β-amüloidi akumulatsioon, tau patoloogia).
• Kokkupuude: 50 nm PSNP tarbimine joogiveega tasemel 0,1–1 mg/kg/päevas 12 nädala jooksul on inimestele realistlik vahemik.
• Kognitiivsete funktsioonide hindamine: Morrise labürinditest ja objektide äratundmine.
  • Koeanalüüs:
  • Aju immunohistokeemia (markerid Iba1, GFAP, β-amüloid, p-tau)
  • 16S rRNA sekveneerimine väljaheidetes mikrobioota määramiseks
  • Maksa histoloogia (HE värvimine, õlipunane O)
  • Süsteemse plasma tsütokiiniprofiil (ELISA IL-6 ja TNF-α jaoks)

Peamised tulemused

1. Kiirenenud neuroinflammatsioon ja neurodegeneratsioon

• Mikrogliia ja astrotsüütide vastus: Iba1⁺ mikrogliia ja GFAP⁺ astrotsüütide arv hipokampuses ja ajukoores suurenes 45–60% võrreldes eksponeerimata APP/PS1-ga (p<0,01).
• Amüloidnaastud ja p-tau: naastude pindala suurenes 35% ja fosforüülitud tau (p-tau) hulk suurenes 28% (p<0,05).
• Kognitiivne defitsiit: Morrise labürindis pikenes peidetud platvormi leidmise aeg 40% ja objektide äratundmise testis langes diskriminatsiooniindeks 30% (p<0,01).

2. Soole düsbioos ja "lekkiv soolestik"

• α-mitmekesisuse vähenemine: mikrobiootas olev Shannoni indeks vähenes 20% (p<0,05).
• Põletikuliste perekondade arv suurenes: Escherichia/Shigella ja Enterococcus suurenes 60%, samas kui kasulike Lactobacillus'e arv vähenes 45%.
• Soole barjäärifunktsioon: ZO-1 valgu ekspressioon epiteelis vähenes 50%, millega kaasnes plasma lipopolüsahhariidide (LPS) taseme kahekordne tõus (p<0,01).

3. Maksakahjustus ja süsteemne põletik

• Steatoosi aste: vastavalt õlipunase O värvimisele suurenes rasvaste lisandite osakaal maksas 3,5 korda.
• Hepatiidilaadsed muutused: suurenenud fagotsüütide infiltratsioon ja fibroos ilma alkoholita.
• Süsteemsed tsütokiinid: IL-6 ja TNF-α sisaldus plasmas suurenes vastavalt 2,0 ja 1,8 korda (p<0,01).

Aksiaalne levimismehhanism

Teadlased pakuvad välja, et nanoplastid häirivad mikrobiootat, põhjustades soolestiku lekkimist ja bakteriaalsete endotoksiinide translokatsiooni maksa. Seal tekivad metaboolsed ja põletikulised kahjustused, mis kahjustavad maksa võimet neurotoksiine detoksifitseerida ja suurendavad põletikuliste mediaatorite süsteemset taset. Need faktorid ajju vabanedes käivitavad ja kiirendavad Alzheimeri tõve klassikalisi neurodegeneratiivseid protsesse.

Autorite avaldused

„Meie andmed näitavad esmakordselt, et nanoplastid ei toimi lokaalselt, vaid süsteemselt, süvendades Alzheimeri tõvega seotud probleeme mitte ainult aju, vaid ka maksa ja soolestiku osas,“ ütleb vanem autor professor Pu Chun Ke. „See rõhutab pakilist vajadust piirata nanoosakestega kokkupuudet keskkonnas ja uurida meetmeid keha barjäärikudede kaitsmiseks.“

Arutelus toovad autorid esile järgmised põhipunktid:

• Nanoplastide süsteemne mõju.
  „Meie andmed näitavad, et isegi ökoloogiliselt realistlikud polüstüreenist nanoplastide tasemed ei piirdu ainult lokaalsete neurotoksiliste mõjudega, vaid vallandavad põletikuliste ja ainevahetushäirete kaskaadi mööda soole-maksa-aju telge,“ märgib professor Pu Chun Ke.

• Barjäärifunktsioonide hävimine.
  „Soolepiteeli terviklikkuse rikkumine ja sellele järgnev mikroobsete endotoksiinide translokatsioon süsteemsesse vereringesse süvendab oluliselt mitte ainult maksa, vaid ka neuroinflammatoorseid protsesse,“ rõhutab kaasautor dr Li Wang.

• Keskkonnakontrolli vajadus:
  „Meie tulemused nõuavad nanoplasti lubatud taseme uuesti läbivaatamist joogivees ja toiduainetes ning julgustavad barjääri- ja probiootiliste strateegiate väljatöötamist, et kaitsta nende kahjulike mõjude eest,“ ütleb dr Mei Zhang.

Väljavaated ja soovitused

• Keskkonnakontroll: nanoplasti piirnormide karmistamine joogivees ja toiduahelas.
• Meditsiiniline jälgimine: KNS-i dementsusega patsientidel tuleb hinnata soolestiku ja maksa seisundit düsbioosi ja alkoholivaba steatohepatiidi suhtes.
• Edasised uuringud: hinnata teist tüüpi nanoplastide (PET, PVC) mõju ja neuroprotektsiooni võimalust probiootikumide või barjääriteraapia abil.

See uuring asetab nanoplastikud uute süsteemsete ja neurodegeneratiivsete haiguste riskitegurite hulka, mis vajavad nii keskkonnakaitsjate kui ka arstide viivitamatut tähelepanu.