Nanoplaster förstör "tarm-lever-hjärna": Nytt hot mot Alzheimers sjukdom

Forskare från Monash University (Australien) och South China University of Technology (Kina) har publicerat en detaljerad preklinisk studie i Environmental Science & Technology som visar att bakgrundsföroreningsekvivalenta doser av polystyren-nanoplaster (PSNP) inte bara kan förstärka de klassiska hjärnmanifestationerna av Alzheimers sjukdom (AD), utan också sprida patologin bortom det centrala nervsystemet längs tarm-lever-hjärnaxeln.

Förkunskapskrav

Plastföroreningar är en universell miljöfaktor, och nanoplaster (<100 nm) genomsyrar alla ekosystem. Deras inverkan på hälsan har väckt allvarlig oro de senaste åren, men kopplingarna till neurodegenerativa sjukdomar är dåligt förstådda.

Modell och design

• Djurmodell: APP/PS1 transgena möss som reproducerar viktiga markörer för AD (β-amyloidackumulering, tau-patologi).
• Exponering: Intag av 50 nm PSNP i dricksvatten på nivåer av 0,1–1 mg/kg/dag i 12 veckor är ett realistiskt intervall för människor.
• Bedömning av kognitiva funktioner: Morris labyrinttest och objektigenkänning.
  • Vävnadsanalys:
  • Hjärnans immunhistokemi (markörer Iba1, GFAP, β-amyloid, p-tau)
  • 16S rRNA-sekvensering av avföring för mikrobiota
  • Leverhistologi (HE-färgning, Oil Red O)
  • Systemisk plasmacytokinprofil (ELISA för IL-6, TNF-α)

Viktiga resultat

1. Accelererad neuroinflammation och neurodegeneration

• Mikroglial och astrocytisk respons: Antalet Iba1⁺ mikroglia och GFAP⁺ astrocyter i hippocampus och cortex ökade med 45–60 % jämfört med oexponerad APP/PS1 (p <0,01).
• Amyloidplack och p-tau: plackytan ökade med 35 % och fosforylerat tau (p-tau) ökade med 28 % (p < 0,05).
• Kognitiv brist: I Morris-labyrinten ökade tiden det tog att hitta den dolda plattformen med 40 %, och i objektigenkänningstestet sjönk diskrimineringsindexet med 30 % (p < 0,01).

2. Tarmdysbios och "läckande tarm"

• Minskad α-diversitet: Shannonindex i mikrobiotan minskade med 20 % (p<0,05).
• Ökning av proinflammatoriska släkten: Escherichia/Shigella och Enterococcus ökade med 60 %, medan nyttiga Lactobacillus minskade med 45 %.
• Tarmbarriärfunktion: ZO-1-proteinuttrycket i epitelet minskade med 50 %, vilket åtföljdes av en tvåfaldig ökning av plasmalipopolysackaridnivåerna (LPS) (p < 0,01).

3. Leverskada och systemisk inflammation

• Grad av steatos: enligt Oil Red O-färgning ökade andelen fettinneslutningar i levern med 3,5 gånger.
• Hepatitliknande förändringar: ökad fagocytinfiltration och fibros utan alkohol.
• Systemiska cytokiner: IL-6 och TNF-α i plasma ökade med 2,0 respektive 1,8 gånger (p < 0,01).

Axiell utbredningsmekanism

Forskarna menar att nanoplaster stör mikrobiotan, vilket orsakar läckage i tarmarna och förflyttning av bakteriella endotoxiner till levern. Där skapas metaboliska och inflammatoriska skador som försämrar leverns förmåga att avgifta neurotoxiner och ökar systemiska nivåer av proinflammatoriska mediatorer. Dessa faktorer, när de frigörs i hjärnan, utlöser och accelererar de klassiska neurodegenerativa processerna vid Alzheimers sjukdom.

Författarnas uttalanden

”Våra data visar för första gången att nanoplaster inte verkar lokalt utan systemiskt, och försämrar inte bara de cerebrala utan även lever- och tarmaspekterna av Alzheimers sjukdom”, säger professor Pu Chun Ke, seniorförfattare. ”Detta belyser det akuta behovet av att begränsa miljöexponeringen för nanopartiklar och att undersöka åtgärder för att skydda kroppens barriärvävnader.”

I diskussionen lyfter författarna fram följande huvudpunkter:

• Systemisk effekt av nanoplaster.
  ”Våra data visar att även ekologiskt realistiska nivåer av polystyren-nanoplaster inte är begränsade till lokala neurotoxiska effekter, utan utlöser en kaskad av inflammatoriska och metaboliska störningar längs tarm-lever-hjärnaxeln”, konstaterar professor Pu Chun Ke.

• Förstöring av barriärfunktioner.
  ”Brott mot tarmepitelets integritet och efterföljande translokation av mikrobiella endotoxiner till den systemiska blodomloppet försvårar avsevärt inte bara levern utan även neuroinflammatoriska processer”, betonar medförfattaren Dr. Li Wang.

• Behov av miljökontroll:
  ”Våra resultat kräver en omprövning av de tillåtna nivåerna av nanoplaster i dricksvatten och livsmedelsprodukter, och uppmuntrar utvecklingen av barriär- och probiotiska strategier för att skydda mot deras skadliga effekter”, säger Dr. Mei Zhang.

Framtidsutsikter och rekommendationer

• Miljökontroll: skärpta gränsvärden för nanoplaster i dricksvatten och näringskedjan.
• Medicinsk övervakning: hos patienter med CNS-demens, bedöm tarmarnas och leverns tillstånd med avseende på dysbios och alkoholfri steatohepatit.
• Vidare studier: utvärdera effekten av andra typer av nanoplaster (PET, PVC) och möjligheten till neuroprotektion genom probiotika eller barriärterapi.

Denna studie placerar nanoplaster bland nya riskfaktorer för systemiska och neurodegenerativa sjukdomar som kräver omedelbar uppmärksamhet från både miljöaktivister och läkare.