Нанопластмасите унищожават „черва-черен дроб-мозък“: Нова заплаха при болестта на Алцхаймер

Учени от университета Монаш (Австралия) и Южнокитайския технологичен университет (Китай) публикуваха подробно предклинично проучване в Environmental Science & Technology, демонстриращо, че дози от полистиренови нанопласти (PSNP), еквивалентни на фоновото замърсяване, могат не само да засилят класическите мозъчни прояви на болестта на Алцхаймер (AD), но и да разпространят патологията отвъд централната нервна система по оста черва-черен дроб-мозък.

Предварителни изисквания

Замърсяването с пластмаси е универсален екологичен фактор, а нанопластмасите (<100 nm) проникват във всички екосистеми. Тяхното въздействие върху здравето повдига сериозни опасения през последните години, но връзките им с невродегенеративните заболявания са слабо проучени.

Модел и дизайн

• Животински модел: APP/PS1 трансгенни мишки, възпроизвеждащи ключови маркери на AD (натрупване на β-амилоид, тау патология).
• Експозиция: Приемът на 50 nm PSNP в питейната вода на нива от 0,1–1 mg/kg/ден в продължение на 12 седмици е реалистичен диапазон за хората.
• Оценка на когнитивните функции: тест на лабиринта на Морис и разпознаване на обекти.
  • Анализ на тъканите:
  • Имунохистохимия на мозъка (маркери Iba1, GFAP, β-амилоид, p-tau)
  • 16S rRNA секвениране на изпражнения за микробиота
  • Хистология на черния дроб (HE оцветяване, Oil Red O)
  • Системен плазмен цитокинов профил (ELISA за IL-6, TNF-α)

Ключови резултати

1. Ускорено невровъзпаление и невродегенерация

• Микроглиален и астроцитен отговор: Броят на Iba1⁺ микроглията и GFAP⁺ астроцитите в хипокампуса и кората се е увеличил с 45–60% в сравнение с неекспонираните APP/PS1 (p<0,01).
• Амилоидни плаки и p-тау: площта на плаките се е увеличила с 35%, а фосфорилираният тау (p-тау) се е увеличил с 28% (p<0,05).
• Когнитивен дефицит: В лабиринта на Морис времето за намиране на скритата платформа се е увеличило с 40%, а в теста за разпознаване на обекти индексът на дискриминация е спаднал с 30% (p<0,01).

2. Чревна дисбиоза и „синдром на пропускливост на червата“

• Намалено α-разнообразие: Индексът на Шанън в микробиотата е намалял с 20% (p<0,05).
• Увеличение на провъзпалителните родове: Escherichia/Shigella и Enterococcus се е увеличило с 60%, докато полезните Lactobacillus са намалели с 45%.
• Функция на чревната бариера: Експресията на ZO-1 протеин в епитела намалява с 50%, което е съпроводено с 2-кратно повишаване на нивата на плазмения липополизахарид (LPS) (p<0,01).

3. Увреждане на черния дроб и системно възпаление

• Степен на стеатоза: според оцветяването с Oil Red O, делът на мастните включвания в черния дроб се е увеличил 3,5 пъти.
• Хепатитоподобни промени: повишена фагоцитна инфилтрация и фиброза без алкохол.
• Системни цитокини: IL-6 и TNF-α в плазмата се увеличават съответно с 2,0 и 1,8 пъти (p<0,01).

Механизъм на аксиално разпространение

Изследователите предполагат, че нанопластмасите нарушават микробиотата, причинявайки чревна пропускливост и транслокация на бактериални ендотоксини към черния дроб. Там се създават метаболитни и възпалителни увреждания, които нарушават способността на черния дроб да детоксикира невротоксините и повишават системните нива на провъзпалителни медиатори. Тези фактори, когато попаднат в мозъка, задействат и ускоряват класическите невродегенеративни процеси на болестта на Алцхаймер.

Изявления на авторите

„Нашите данни показват за първи път, че нанопластмасите действат не локално, а системно, влошавайки не само мозъчните, но и чернодробните и чревните аспекти на болестта на Алцхаймер“, казва проф. Пу Чун Ке, старши автор. „Това подчертава спешната необходимост от ограничаване на излагането на наночастици от околната среда и от проучване на мерки за защита на бариерните тъкани на тялото.“

В дискусията авторите подчертават следните ключови моменти:

• Системен ефект на нанопластмасите.
  „Нашите данни показват, че дори екологично реалистични нива на полистиролови нанопластмаси не се ограничават до локални невротоксични ефекти, а предизвикват каскада от възпалителни и метаболитни нарушения по оста черва-черен дроб-мозък“, отбелязва професор Пу Чун Ке.

• Разрушаване на бариерните функции.
  „Нарушаването на целостта на чревния епител и последващото преместване на микробни ендотоксини в системния кръвен поток значително влошават не само чернодробните, но и невровъзпалителните процеси“, подчертава съавторът д-р Ли Уанг.

• Необходимост от контрол на околната среда:
  „Нашите открития налагат преразглеждане на допустимите нива на нанопластмаси в питейната вода и хранителните продукти и насърчават разработването на бариерни и пробиотични стратегии за защита от вредните им ефекти“, казва д-р Мей Джанг.

Перспективи и препоръки

• Контрол на околната среда: затягане на ограниченията за нанопластмасите в питейната вода и хранителната верига.
• Медицинско наблюдение: при пациенти с деменция на ЦНС, оценка на състоянието на червата и черния дроб за дисбиоза и неалкохолен стеатохепатит.
• Допълнителни изследвания: оценка на ефекта на други видове нанопласти (PET, PVC) и възможността за невропротекция чрез пробиотици или бариерна терапия.

Това проучване поставя нанопластмасите сред новите рискови фактори за системни и невродегенеративни заболявания, които изискват незабавно внимание както от природозащитници, така и от лекари.