Nanoplasty ničí „střeva-játra-mozek“: Nová hrozba pro Alzheimerovu chorobu

Vědci z Monash University (Austrálie) a South China University of Technology (Čína) publikovali podrobnou preklinickou studii v časopise Environmental Science & Technology, která prokazuje, že dávky polystyrenových nanoplastů (PSNP) odpovídající znečištění pozadí mohou nejen zesílit klasické mozkové projevy Alzheimerovy choroby (AD), ale také šířit patologii za hranice centrálního nervového systému podél osy střevo-játra-mozek.

Předpoklady

Znečištění plasty je univerzálním faktorem životního prostředí a nanoplasty (<100 nm) prostupují všemi ekosystémy. Jejich dopad na zdraví v posledních letech vyvolává vážné obavy, ale souvislosti s neurodegenerativními onemocněními nejsou dostatečně pochopeny.

Model a design

• Zvířecí model: Transgenní myši APP/PS1 reprodukující klíčové markery Alzheimerovy choroby (akumulace β-amyloidu, patologie tau proteinu).
• Expozice: Příjem 50 nm PSNP v pitné vodě v hladinách 0,1–1 mg/kg/den po dobu 12 týdnů je realistickým rozmezím pro člověka.
• Hodnocení kognitivních funkcí: Morrisův bludný test a rozpoznávání objektů.
  • Analýza tkáně:
  • Imunohistochemie mozku (markery Iba1, GFAP, β-amyloid, p-tau)
  • Sekvenování 16S rRNA ve stolici pro mikrobiotu
  • Histologie jater (barvení HE, olejová červená O)
  • Systémový profil cytokinů v plazmě (ELISA pro IL-6, TNF-α)

Klíčové výsledky

1. Zrychlený neurozánět a neurodegenerace

• Mikrogliální a astrocytární odpověď: Počet mikroglií Iba1⁺ a astrocytů GFAP⁺ v hipokampu a kortexu se zvýšil o 45–60 % ve srovnání s neexponovanou skupinou APP/PS1 (p<0,01).
• Amyloidní plaky a p-tau: plocha plaků se zvýšila o 35 % a fosforylovaný tau (p-tau) se zvýšil o 28 % (p<0,05).
• Kognitivní deficit: V Morrisově bludišti se čas nalezení skryté plošiny zvýšil o 40 % a v testu rozpoznávání objektů se index diskriminace snížil o 30 % (p<0,01).

2. Střevní dysbióza a „syndróm propustného střeva“

• Snížená α-diverzita: Shannonův index v mikrobiotě se snížil o 20 % (p<0,05).
• Nárůst prozánětlivých rodů: Escherichia/Shigella a Enterococcus se zvýšil o 60 %, zatímco prospěšné Lactobacillus klesly o 45 %.
• Funkce střevní bariéry: Exprese proteinu ZO-1 v epitelu se snížila o 50 %, což bylo doprovázeno dvojnásobným zvýšením hladin lipopolysacharidu (LPS) v plazmě (p<0,01).

3. Poškození jater a systémový zánět

• Stupeň steatózy: dle barvení Oil Red O se podíl tukových inkluzí v játrech zvýšil 3,5krát.
• Změny podobné hepatitidě: zvýšená infiltrace fagocytů a fibróza bez alkoholu.
• Systémové cytokiny: IL-6 a TNF-α v plazmě se zvýšily 2,0krát, respektive 1,8krát (p<0,01).

Mechanismus axiálního šíření

Vědci se domnívají, že nanoplasty narušují mikrobiotu, což způsobuje střevní propustnost a translokaci bakteriálních endotoxinů do jater. Tam dochází k metabolickému a zánětlivému poškození, které zhoršuje schopnost jater detoxikovat neurotoxiny a zvyšuje systémové hladiny prozánětlivých mediátorů. Tyto faktory, když se uvolňují do mozku, spouštějí a urychlují klasické neurodegenerativní procesy Alzheimerovy choroby.

Prohlášení autorů

„Naše data poprvé ukazují, že nanoplasty nepůsobí lokálně, ale systémově a zhoršují nejen mozkové, ale i jaterní a střevní aspekty Alzheimerovy choroby,“ říká profesor Pu Chun Ke, hlavní autor studie. „To zdůrazňuje naléhavou potřebu omezit vystavení nanočásticím z prostředí a prozkoumat opatření na ochranu bariérových tkání těla.“

V diskusi autoři zdůrazňují následující klíčové body:

• Systémový účinek nanoplastů.
  „Naše data ukazují, že i ekologicky realistické hladiny polystyrenových nanoplastů se neomezují pouze na lokální neurotoxické účinky, ale spouštějí kaskádu zánětlivých a metabolických poruch podél osy střevo-játra-mozek,“ poznamenává profesor Pu Chun Ke.

• Zničení bariérových funkcí.
  „Narušení integrity střevního epitelu a následná translokace mikrobiálních endotoxinů do systémového krevního oběhu významně zhoršuje nejen jaterní, ale i neurozánětlivé procesy,“ zdůrazňuje spoluautor Dr. Li Wang.

• Potřeba kontroly životního prostředí:
  „Naše zjištění vyzývají k přehodnocení povolených úrovní nanoplastů v pitné vodě a potravinách a podporují vývoj bariérových a probiotických strategií na ochranu před jejich škodlivými účinky,“ říká Dr. Mei Zhang.

Perspektivy a doporučení

• Kontrola životního prostředí: zpřísnění limitů pro nanoplasty v pitné vodě a potravinovém řetězci.
• Lékařské sledování: u pacientů s demencí CNS je třeba vyšetřit stav střev a jater, zda se nevyskytuje dysbióza a nealkoholická steatohepatitida.
• Další studie: zhodnotit vliv dalších typů nanoplastů (PET, PVC) a možnost neuroprotekce pomocí probiotik nebo bariérové terapie.

Tato studie řadí nanoplasty mezi nové rizikové faktory systémových a neurodegenerativních onemocnění, které vyžadují okamžitou pozornost jak environmentalistů, tak lékařů.