Τα νανοπλαστικά καταστρέφουν το «έντερο-ήπαρ-εγκέφαλο»: Νέα απειλή για τη νόσο Αλτσχάιμερ

Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Monash (Αυστραλία) και το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας της Νότιας Κίνας (Κίνα) δημοσίευσαν μια λεπτομερή προκλινική μελέτη στο Environmental Science & Technology, η οποία καταδεικνύει ότι οι δόσεις νανοπλαστικών πολυστυρενίου (PSNPs) ισοδύναμες με τη ρύπανση υποβάθρου μπορούν όχι μόνο να ενισχύσουν τις κλασικές εκδηλώσεις της νόσου Αλτσχάιμερ (AD) στον εγκέφαλο, αλλά και να εξαπλώσουν την παθολογία πέρα από το κεντρικό νευρικό σύστημα κατά μήκος του άξονα εντέρου-ήπατος-εγκεφάλου.

Προαπαιτούμενα

Η ρύπανση από πλαστικά αποτελεί έναν παγκόσμιο περιβαλλοντικό παράγοντα και τα νανοπλαστικά (<100 nm) διαπερνούν όλα τα οικοσυστήματα. Ο αντίκτυπός τους στην υγεία έχει προκαλέσει σοβαρές ανησυχίες τα τελευταία χρόνια, αλλά οι συνδέσεις τους με τις νευροεκφυλιστικές ασθένειες δεν είναι επαρκώς κατανοητές.

Μοντέλο και σχεδιασμός

• Ζωικό μοντέλο: Διαγονιδιακά ποντίκια APP/PS1 που αναπαράγουν βασικούς δείκτες της νόσου Alzheimer (συσσώρευση β-αμυλοειδούς, παθολογία tau).
• Έκθεση: Η πρόσληψη PSNP 50 nm στο πόσιμο νερό σε επίπεδα 0,1–1 mg/kg/ημέρα για 12 εβδομάδες αποτελεί ρεαλιστικό εύρος για τον άνθρωπο.
• Αξιολόγηση γνωστικών λειτουργιών: Δοκιμασία λαβυρίνθου Morris και αναγνώριση αντικειμένων.
  • Ανάλυση ιστών:
  • Ανοσοϊστοχημεία εγκεφάλου (δείκτες Iba1, GFAP, β-αμυλοειδές, p-tau)
  • Αλληλούχιση 16S rRNA κοπράνων για μικροχλωρίδα
  • Ιστολογία ήπατος (χρώση HE, Oil Red O)
  • Συστηματικό προφίλ κυτοκινών πλάσματος (ELISA για IL-6, TNF-α)

Βασικά Αποτελέσματα

1. Επιταχυνόμενη νευροφλεγμονή και νευροεκφυλισμός

• Μικρογλοιακή και αστροκυτταρική απόκριση: Ο αριθμός των μικρογλοιακών και GFAP⁺ αστροκυττάρων στον ιππόκαμπο και τον φλοιό αυξήθηκε κατά 45-60% σε σύγκριση με τα μη εκτεθειμένα APP/PS1 (p<0,01).
• Αμυλοειδείς πλάκες και p-tau: η επιφάνεια της πλάκας αυξήθηκε κατά 35% και η φωσφορυλιωμένη tau (p-tau) αυξήθηκε κατά 28% (p<0,05).
• Γνωστικό έλλειμμα: Στον λαβύρινθο Morris, ο χρόνος εύρεσης της κρυφής πλατφόρμας αυξήθηκε κατά 40% και στη δοκιμή αναγνώρισης αντικειμένων, ο δείκτης διάκρισης μειώθηκε κατά 30% (p<0,01).

2. Εντερική δυσβίωση και «διαρροή εντέρου»

• Μειωμένη α-ποικιλότητα: Ο δείκτης Shannon στο μικροβίωμα μειώθηκε κατά 20% (p<0,05).
• Αύξηση των προφλεγμονωδών γενών: Τα Escherichia/Shigella και Enterococcus αυξήθηκαν κατά 60%, ενώ τα ωφέλιμα Lactobacillus μειώθηκαν κατά 45%.
• Λειτουργία του εντερικού φραγμού: Η έκφραση της πρωτεΐνης ZO-1 στο επιθήλιο μειώθηκε κατά 50%, η οποία συνοδεύτηκε από διπλάσια αύξηση των επιπέδων λιποπολυσακχαρίτη (LPS) στο πλάσμα (p<0,01).

3. Ηπατική βλάβη και συστηματική φλεγμονή

• Βαθμός στεάτωσης: σύμφωνα με τη χρώση Oil Red O, η αναλογία λιπαρών εγκλεισμάτων στο ήπαρ αυξήθηκε κατά 3,5 φορές.
• Αλλαγές που μοιάζουν με ηπατίτιδα: αυξημένη διήθηση φαγοκυττάρων και ίνωση χωρίς αλκοόλ.
• Συστηματικές κυτοκίνες: Η IL-6 και ο TNF-α στο πλάσμα αυξήθηκαν κατά 2,0 και 1,8 φορές, αντίστοιχα (p<0,01).

Μηχανισμός αξονικής διάδοσης

Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι τα νανοπλαστικά διαταράσσουν το μικροβίωμα, προκαλώντας εντερική διαρροή και μετατόπιση βακτηριακών ενδοτοξινών στο ήπαρ. Εκεί, δημιουργείται μεταβολική και φλεγμονώδης βλάβη που επηρεάζει την ικανότητα του ήπατος να αποτοξινώνει τις νευροτοξίνες και αυξάνει τα συστηματικά επίπεδα προφλεγμονωδών μεσολαβητών. Αυτοί οι παράγοντες, όταν απελευθερώνονται στον εγκέφαλο, ενεργοποιούν και επιταχύνουν τις κλασικές νευροεκφυλιστικές διεργασίες της νόσου Alzheimer.

Δηλώσεις συγγραφέων

«Τα δεδομένα μας καταδεικνύουν για πρώτη φορά ότι τα νανοπλαστικά δρουν όχι τοπικά αλλά συστηματικά, επιδεινώνοντας όχι μόνο τις εγκεφαλικές αλλά και τις ηπατικές και εντερικές πτυχές της νόσου Αλτσχάιμερ», λέει ο καθηγητής Pu Chun Ke, κύριος συγγραφέας. «Αυτό υπογραμμίζει την επείγουσα ανάγκη περιορισμού της περιβαλλοντικής έκθεσης σε νανοσωματίδια και διερεύνησης μέτρων για την προστασία των ιστών φραγμού του σώματος».

Στη συζήτηση, οι συγγραφείς τονίζουν τα ακόλουθα βασικά σημεία:

• Συστημική επίδραση των νανοπλαστικών.
  «Τα δεδομένα μας δείχνουν ότι ακόμη και τα οικολογικά ρεαλιστικά επίπεδα νανοπλαστικών πολυστυρενίου δεν περιορίζονται σε τοπικές νευροτοξικές επιδράσεις, αλλά πυροδοτούν μια σειρά φλεγμονωδών και μεταβολικών διαταραχών κατά μήκος του άξονα εντέρου-ήπατος-εγκεφάλου», σημειώνει ο καθηγητής Pu Chun Ke.

• Καταστροφή των λειτουργιών φραγμού.
  «Η παραβίαση της ακεραιότητας του εντερικού επιθηλίου και η επακόλουθη μετατόπιση μικροβιακών ενδοτοξινών στην συστηματική κυκλοφορία του αίματος επιδεινώνουν σημαντικά όχι μόνο τις ηπατικές αλλά και τις νευροφλεγμονώδεις διεργασίες», τονίζει ο συν-συγγραφέας Δρ. Li Wang.

• Ανάγκη για περιβαλλοντικό έλεγχο:
  «Τα ευρήματά μας απαιτούν επανεξέταση των επιτρεπόμενων επιπέδων νανοπλαστικών στο πόσιμο νερό και στα τρόφιμα και ενθαρρύνουν την ανάπτυξη στρατηγικών φραγμού και προβιοτικών για την προστασία από τις βλαβερές τους επιπτώσεις», λέει η Δρ. Mei Zhang.

Προοπτικές και Συστάσεις

• Περιβαλλοντικός έλεγχος: αυστηρότερα όρια για τα νανοπλαστικά στο πόσιμο νερό και στην τροφική αλυσίδα.
• Ιατρική παρακολούθηση: σε ασθενείς με άνοια του ΚΝΣ, αξιολογήστε την κατάσταση του εντέρου και του ήπατος για δυσβίωση και μη αλκοολική στεατοηπατίτιδα.
• Περαιτέρω μελέτες: αξιολόγηση της επίδρασης άλλων τύπων νανοπλαστικών (PET, PVC) και της δυνατότητας νευροπροστασίας μέσω προβιοτικών ή θεραπείας φραγμού.

Αυτή η μελέτη κατατάσσει τα νανοπλαστικά μεταξύ των νέων παραγόντων κινδύνου για συστηματικές και νευροεκφυλιστικές ασθένειες που απαιτούν άμεση προσοχή τόσο από τους περιβαλλοντολόγους όσο και από τους γιατρούς.