Nanoplastik Memusnahkan "Usus-Hati-Otak": Ancaman Baharu dalam Penyakit Alzheimer

Para saintis dari Universiti Monash (Australia) dan Universiti Teknologi China Selatan (China) telah menerbitkan kajian praklinikal terperinci dalam Sains & Teknologi Alam Sekitar yang menunjukkan bahawa dos setara pencemaran latar belakang polistirena nanoplastik (PSNPs) bukan sahaja boleh meningkatkan manifestasi otak klasik penyakit Alzheimer (AD), tetapi juga menyebarkan patologi di luar sistem saraf pusat-hati-brain di sepanjang usus.

Prasyarat

Pencemaran plastik ialah faktor persekitaran sejagat, dan nanoplastik (<100 nm) meresap ke semua ekosistem. Kesannya terhadap kesihatan telah menimbulkan kebimbangan serius dalam beberapa tahun kebelakangan ini, tetapi kaitan dengan penyakit neurodegeneratif kurang difahami.

Model dan reka bentuk

• Model haiwan: APP/PS1 tikus transgenik menghasilkan semula penanda utama AD (pengumpulan β-amyloid, patologi tau).
• Pendedahan: Pengambilan 50 nm PSNP dalam air minuman pada paras 0.1–1 mg/kg/hari selama 12 minggu adalah julat yang realistik untuk manusia.
• Penilaian fungsi kognitif: Ujian maze Morris dan pengecaman objek.
  • Analisis tisu:
  • Imunohistokimia otak (penanda Iba1, GFAP, β-amyloid, p-tau)
  • Penjujukan najis rRNA 16S untuk mikrobiota
  • Histologi hati (warna HE, Minyak Merah O)
  • Profil sitokin plasma sistemik (ELISA untuk IL-6, TNF-α)

Keputusan Utama

1. Radang saraf dipercepatkan dan kemerosotan saraf

• Tindak balas mikroglial dan astrositik: Bilangan astrosit Iba1⁺ mikroglia dan GFAP⁺ dalam hippocampus dan korteks meningkat sebanyak 45-60% berbanding APP/PS1 yang tidak terdedah (p<0.01).
• Plak amiloid dan p-tau: kawasan plak meningkat sebanyak 35% dan tau berfosforilasi (p-tau) meningkat sebanyak 28% (p<0.05).
• Defisit kognitif: Dalam maze Morris, masa untuk mencari platform tersembunyi meningkat sebanyak 40%, dan dalam ujian pengecaman objek, indeks diskriminasi jatuh sebanyak 30% (p<0.01).

2. Dysbiosis usus dan "usus bocor"

• Kepelbagaian α menurun: Indeks Shannon dalam mikrobiota menurun sebanyak 20% (p<0.05).
• Peningkatan dalam genera pro-radang: Escherichia/Shigella dan Enterococcus meningkat sebanyak 60%, manakala Lactobacillus yang bermanfaat turun sebanyak 45%.
• Fungsi penghalang usus: Ekspresi protein ZO-1 dalam epitelium menurun sebanyak 50%, yang disertai oleh peningkatan 2 kali ganda dalam paras lipopolisakarida plasma (LPS) (p<0.01).

3. Kerosakan hati dan keradangan sistemik

• Tahap steatosis: mengikut pewarnaan Minyak Merah O, bahagian kemasukan lemak dalam hati meningkat sebanyak 3.5 kali.
• Perubahan seperti hepatitis: peningkatan penyusupan fagosit dan fibrosis tanpa alkohol.
• Sitokin sistemik: IL-6 dan TNF-α dalam plasma meningkat sebanyak 2.0 dan 1.8 kali, masing-masing (p<0.01).

Mekanisme penyebaran paksi

Para penyelidik mencadangkan bahawa nanoplastik mengganggu mikrobiota, menyebabkan kebocoran usus dan pemindahan endotoksin bakteria ke hati. Di sana, kerosakan metabolik dan keradangan dicipta yang menjejaskan keupayaan hati untuk menyahtoksin neurotoksin dan meningkatkan tahap sistemik mediator proinflamasi. Faktor-faktor ini, apabila dilepaskan ke dalam otak, mencetuskan dan mempercepatkan proses neurodegeneratif klasik AD.

Kenyataan pengarang

"Data kami menunjukkan buat kali pertama bahawa nanoplastik bertindak bukan secara tempatan tetapi secara sistemik, memburukkan bukan sahaja serebrum tetapi juga aspek hati dan usus penyakit Alzheimer," kata Prof. Pu Chun Ke, pengarang kanan. "Ini menyerlahkan keperluan mendesak untuk mengehadkan pendedahan alam sekitar kepada nanopartikel dan untuk menyiasat langkah-langkah untuk melindungi tisu penghalang badan."

Dalam perbincangan, penulis menyerlahkan perkara penting berikut:

• Kesan sistemik nanoplastik.
  "Data kami menunjukkan bahawa walaupun tahap nanoplastik polistirena yang realistik secara ekologi tidak terhad kepada kesan neurotoksik tempatan, tetapi mencetuskan gangguan keradangan dan metabolik di sepanjang paksi usus-hati-otak," kata Profesor Pu Chun Ke.

• Pemusnahan fungsi penghalang.
  "Pelanggaran integriti epitelium usus dan pemindahan seterusnya endotoksin mikrob ke dalam aliran darah sistemik dengan ketara memburukkan bukan sahaja hati tetapi juga proses neuroinflamasi," menekankan pengarang bersama Dr Li Wang.

• Keperluan untuk kawalan alam sekitar:
  "Penemuan kami memerlukan pertimbangan semula tahap nanoplastik yang dibenarkan dalam air minuman dan produk makanan, dan menggalakkan pembangunan strategi penghalang dan probiotik untuk melindungi daripada kesan berbahayanya," kata Dr. Mei Zhang.

Prospek dan Cadangan

• Kawalan alam sekitar: mengetatkan had untuk nanoplastik dalam air minuman dan rantai makanan.
• Pemantauan perubatan: pada pesakit dengan demensia CNS, menilai keadaan usus dan hati untuk dysbiosis dan steatohepatitis bukan alkohol.
• Kajian lanjut: menilai kesan jenis nanoplastik lain (PET, PVC) dan kemungkinan perlindungan saraf melalui probiotik atau terapi halangan.

Kajian ini meletakkan nanoplastik antara faktor risiko baru untuk penyakit sistemik dan neurodegeneratif yang memerlukan perhatian segera daripada kedua-dua ahli alam sekitar dan pakar perubatan.