A nanoműanyagok elpusztítják a „bél-máj-agy” rendszert: új fenyegetés az Alzheimer-kórban

A Monash Egyetem (Ausztrália) és a Dél-kínai Műszaki Egyetem (Kína) tudósai részletes preklinikai tanulmányt tettek közzé a Környezettudomány és -technológia című folyóiratban, amely kimutatta, hogy a polisztirol nanoműanyagok (PSNP-k) háttérszennyezéssel egyenértékű dózisai nemcsak az Alzheimer-kór (AD) klasszikus agyi manifesztációit fokozhatják, hanem a patológiát a központi idegrendszeren túl is terjeszthetik a bél-máj-agy tengely mentén.

Előfeltételek

A műanyagszennyezés univerzális környezeti tényező, és a nanoműanyagok (<100 nm) minden ökoszisztémában megtalálhatók. Egészségre gyakorolt hatásuk az elmúlt években komoly aggodalmakat keltett, de a neurodegeneratív betegségekkel való kapcsolatuk kevéssé ismert.

Modell és kialakítás

• Állatmodell: APP/PS1 transzgénikus egerek, amelyek az Alzheimer-kór kulcsfontosságú markereit (β-amiloid felhalmozódás, tau patológia) reprodukálják.
• Expozíció: Az 50 nm-es PSNP bevitele ivóvízzel, 0,1–1 mg/kg/nap szinten 12 héten keresztül reális tartomány az emberek számára.
• Kognitív funkciók felmérése: Morris-labirintus teszt és tárgyfelismerés.
  • Szövetelemzés:
  • Agyi immunhisztokémia (markerek Iba1, GFAP, β-amiloid, p-tau)
  • 16S rRNA szekvenálás székletben mikrobiota kimutatására
  • Máj hisztológia (HE festés, Oil Red O)
  • Szisztémás plazma citokinprofil (ELISA IL-6, TNF-α esetében)

Főbb eredmények

1. Felgyorsult neuroinflammáció és neurodegeneráció

• Mikroglia és asztrocita válasz: Az Iba1⁺ mikroglia és a GFAP⁺ asztrociták száma a hippocampusban és a kéregben 45–60%-kal nőtt a nem exponált APP/PS1-hez képest (p<0,01).
• Amiloid plakkok és p-tau: a plakk területe 35%-kal, a foszforilált tau (p-tau) pedig 28%-kal nőtt (p<0,05).
• Kognitív deficit: A Morris-labirintusban a rejtett platform megtalálásához szükséges idő 40%-kal nőtt, a tárgyfelismerési tesztben pedig a diszkriminációs index 30%-kal csökkent (p<0,01).

2. Bélrendszeri diszbiózis és „áteresztő bél”

• Csökkent α-diverzitás: A mikrobiotában a Shannon-index 20%-kal csökkent (p<0,05).
• A gyulladáskeltő nemzetségek számának növekedése: az Escherichia/Shigella és az Enterococcus 60%-kal nőtt, míg a hasznos Lactobacillusok száma 45%-kal csökkent.
• Bélbarrier funkció: A ZO-1 fehérje expressziója az epitheliumban 50%-kal csökkent, amit a plazma lipopoliszacharid (LPS) szintjének kétszeres növekedése kísért (p<0,01).

3. Májkárosodás és szisztémás gyulladás

• A zsírosodás mértéke: az Oil Red O festés szerint a májban lévő zsíros zárványok aránya 3,5-szeresére nőtt.
• Hepatitis-szerű elváltozások: fokozott fagocita infiltráció és fibrózis alkohol nélkül.
• Szisztémás citokinek: az IL-6 és a TNF-α szintje a plazmában 2,0-szeresére, illetve 1,8-szorosára nőtt (p<0,01).

Axiális terjedési mechanizmus

A kutatók azt feltételezik, hogy a nanoműanyagok megzavarják a mikrobiotát, bélrendszeri szivárgást és a bakteriális endotoxinok májba történő áthelyezését okozva. Ott metabolikus és gyulladásos károsodás jön létre, amely károsítja a máj neurotoxin-méregtelenítő képességét, és növeli a gyulladáskeltő mediátorok szisztémás szintjét. Ezek a faktorok, amikor az agyba kerülnek, beindítják és felgyorsítják az Alzheimer-kór klasszikus neurodegeneratív folyamatait.

Szerzők nyilatkozatai

„Adataink elsőként bizonyítják, hogy a nanoműanyagok nem lokálisan, hanem szisztémásan hatnak, nemcsak az Alzheimer-kór agyi, hanem máj- és bélrendszeri vonatkozásait is súlyosbítva” – mondja Pu Chun Ke professzor, a tanulmány vezető szerzője. „Ez rávilágít arra, hogy sürgősen korlátozni kell a nanorészecskéknek való környezeti kitettséget, és meg kell vizsgálni a szervezet védőszöveteinek védelmét célzó intézkedéseket.”

A beszélgetésben a szerzők a következő főbb pontokat emelik ki:

• A nanoműanyagok szisztémás hatása.
  „Adataink azt mutatják, hogy még az ökológiailag reális polisztirol nanoműanyagok szintje sem korlátozódik a lokális neurotoxikus hatásokra, hanem gyulladásos és anyagcserezavarok sorozatát indítja el a bél-máj-agy tengely mentén” – jegyzi meg Pu Chun Ke professzor.

• A barrierfunkciók pusztulása.
  „A bélhám integritásának megsértése és a mikrobiális endotoxinok ezt követő áthelyezése a szisztémás véráramba jelentősen súlyosbítja nemcsak a máj, hanem a neuroinflammatorikus folyamatokat is” – hangsúlyozza Dr. Li Wang társszerző.

• Környezetvédelmi ellenőrzés szükségessége:
  „Eredményeink a nanoműanyagok megengedett szintjének újragondolását szorgalmazzák az ivóvízben és az élelmiszerekben, valamint ösztönzik a káros hatások elleni védelem érdekében a védő- és probiotikus stratégiák kidolgozását” – mondja Dr. Mei Zhang.

Kilátások és ajánlások

• Környezetvédelmi intézkedések: a nanoműanyagok ivóvízben és élelmiszerláncban való jelenlétének határértékeinek szigorítása.
• Orvosi monitorozás: központi idegrendszeri demenciában szenvedő betegeknél fel kell mérni a bél és a máj állapotát diszbiózis és alkoholmentes steatohepatitis szempontjából.
• További vizsgálatok: más típusú nanoműanyagok (PET, PVC) hatásának értékelése, valamint a probiotikumok vagy barrier terápia révén elérhető neuroprotekció lehetőségének vizsgálata.

Ez a tanulmány a nanoműanyagokat a szisztémás és neurodegeneratív betegségek új kockázati tényezői közé sorolja, amelyek azonnali figyelmet igényelnek mind a környezetvédők, mind az orvosok részéről.