Nhựa nano phá hủy "Ruột-Gan-Não": Mối đe dọa mới trong bệnh Alzheimer

Các nhà khoa học từ Đại học Monash (Úc) và Đại học Công nghệ Nam Trung Quốc (Trung Quốc) đã công bố một nghiên cứu tiền lâm sàng chi tiết trên Tạp chí Khoa học & Công nghệ Môi trường, chứng minh rằng liều lượng tương đương ô nhiễm nền của nanoplastic polystyrene (PSNP) không chỉ có thể làm tăng các biểu hiện não điển hình của bệnh Alzheimer (AD) mà còn lan truyền bệnh lý ra ngoài hệ thần kinh trung ương dọc theo trục ruột-gan-não.

Điều kiện tiên quyết

Ô nhiễm nhựa là một tác nhân môi trường phổ biến, và nhựa nano (<100 nm) xâm nhập vào mọi hệ sinh thái. Tác động của chúng đối với sức khỏe đã gây ra những lo ngại nghiêm trọng trong những năm gần đây, nhưng mối liên hệ với các bệnh thoái hóa thần kinh vẫn chưa được hiểu rõ.

Mô hình và thiết kế

• Mô hình động vật: Chuột chuyển gen APP/PS1 tái tạo các dấu hiệu chính của bệnh AD (tích tụ β-amyloid, bệnh lý tau).
• Mức độ phơi nhiễm: Lượng PSNP 50 nm hấp thụ vào nước uống ở mức 0,1–1 mg/kg/ngày trong 12 tuần là mức độ có thể chấp nhận được đối với con người.
• Đánh giá chức năng nhận thức: Bài kiểm tra mê cung Morris và nhận dạng đồ vật.
  • Phân tích mô:
  • Miễn dịch mô học não (các dấu hiệu Iba1, GFAP, β-amyloid, p-tau)
  • Giải trình tự 16S rRNA của phân để tìm vi khuẩn
  • Mô học gan (nhuộm HE, Oil Red O)
  • Hồ sơ cytokine huyết tương toàn thân (ELISA cho IL-6, TNF-α)

Kết quả chính

1. Viêm thần kinh và thoái hóa thần kinh tăng tốc

• Phản ứng của tế bào vi giao và tế bào hình sao: Số lượng tế bào vi giao Iba1⁺ và tế bào hình sao GFAP⁺ ở hồi hải mã và vỏ não tăng 45–60% so với APP/PS1 không tiếp xúc (p <0,01).
• Mảng bám amyloid và p-tau: diện tích mảng bám tăng 35% và tau phosphoryl hóa (p-tau) tăng 28% (p <0,05).
• Thiếu hụt nhận thức: Trong mê cung Morris, thời gian tìm nền tảng ẩn tăng 40% và trong bài kiểm tra nhận dạng đồ vật, chỉ số phân biệt giảm 30% (p <0,01).

2. Rối loạn vi khuẩn đường ruột và "ruột rò rỉ"

• Giảm độ đa dạng α: Chỉ số Shannon trong hệ vi sinh vật giảm 20% (p < 0,05).
• Sự gia tăng của các loại vi khuẩn gây viêm: Escherichia/Shigella và Enterococcus tăng 60%, trong khi Lactobacillus có lợi giảm 45%.
• Chức năng hàng rào ruột: Biểu hiện protein ZO-1 trong biểu mô giảm 50%, kèm theo mức lipopolysaccharide (LPS) trong huyết tương tăng gấp 2 lần (p < 0,01).

3. Tổn thương gan và viêm toàn thân

• Mức độ nhiễm mỡ: theo nhuộm Oil Red O, tỷ lệ chất béo trong gan tăng gấp 3,5 lần.
• Những thay đổi giống viêm gan: tăng thâm nhiễm thực bào và xơ hóa mà không cần rượu.
• Cytokine toàn thân: IL-6 và TNF-α trong huyết tương tăng lần lượt 2,0 và 1,8 lần (p < 0,01).

Cơ chế truyền trục

Các nhà nghiên cứu đề xuất rằng nanoplastic phá vỡ hệ vi sinh vật đường ruột, gây rò rỉ ruột và chuyển nội độc tố vi khuẩn đến gan. Tại đó, tổn thương chuyển hóa và viêm nhiễm được tạo ra, làm suy yếu khả năng giải độc độc tố thần kinh của gan và làm tăng nồng độ các chất trung gian gây viêm toàn thân. Những yếu tố này, khi được giải phóng vào não, sẽ kích hoạt và đẩy nhanh quá trình thoái hóa thần kinh điển hình của bệnh Alzheimer.

Tuyên bố của tác giả

Giáo sư Pu Chun Ke, tác giả chính, cho biết: “Dữ liệu của chúng tôi lần đầu tiên chứng minh rằng hạt nano nhựa không chỉ tác động cục bộ mà còn toàn thân, làm trầm trọng thêm không chỉ các vấn đề về não mà còn cả gan và ruột của bệnh Alzheimer. Điều này nhấn mạnh nhu cầu cấp thiết phải hạn chế tiếp xúc với hạt nano trong môi trường và nghiên cứu các biện pháp bảo vệ các mô hàng rào của cơ thể.”

Trong cuộc thảo luận, các tác giả nhấn mạnh những điểm chính sau:

• Tác động toàn thân của hạt nhựa nano.
  Giáo sư Pu Chun Ke lưu ý: “Dữ liệu của chúng tôi cho thấy ngay cả ở mức độ sinh thái thực tế của hạt nhựa nano polystyrene cũng không chỉ giới hạn ở tác động gây độc thần kinh cục bộ, mà còn gây ra một loạt các rối loạn viêm nhiễm và chuyển hóa dọc theo trục ruột-gan-não”.

• Phá hủy chức năng hàng rào.
  “Sự xâm phạm tính toàn vẹn của biểu mô ruột và sự di chuyển nội độc tố của vi khuẩn vào máu toàn thân làm trầm trọng thêm không chỉ các quá trình viêm gan mà còn cả các quá trình viêm thần kinh”, đồng tác giả Tiến sĩ Li Wang nhấn mạnh.

• Nhu cầu kiểm soát môi trường:
  Tiến sĩ Mei Zhang cho biết: “Những phát hiện của chúng tôi kêu gọi xem xét lại mức độ cho phép của nanoplastic trong nước uống và các sản phẩm thực phẩm, đồng thời khuyến khích phát triển các chiến lược rào cản và lợi khuẩn để bảo vệ chống lại tác hại của chúng”.

Triển vọng và khuyến nghị

• Kiểm soát môi trường: thắt chặt giới hạn đối với nanoplastic trong nước uống và chuỗi thức ăn.
• Theo dõi y tế: ở những bệnh nhân mắc chứng mất trí nhớ do thần kinh trung ương, đánh giá tình trạng ruột và gan để phát hiện tình trạng loạn khuẩn đường ruột và viêm gan nhiễm mỡ không do rượu.
• Các nghiên cứu tiếp theo: đánh giá tác dụng của các loại nanoplastic khác (PET, PVC) và khả năng bảo vệ thần kinh thông qua liệu pháp probiotic hoặc hàng rào bảo vệ.

Nghiên cứu này xếp nanoplastic vào nhóm các yếu tố nguy cơ mới gây ra các bệnh toàn thân và thoái hóa thần kinh cần được các nhà môi trường và bác sĩ quan tâm ngay lập tức.