นาโนพลาสติกทำลาย “ลำไส้-ตับ-สมอง”: ภัยคุกคามใหม่ของโรคอัลไซเมอร์

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Monash (ประเทศออสเตรเลีย) และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี South China (ประเทศจีน) ได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาก่อนทางคลินิกโดยละเอียดในวารสารEnvironmental Science & Technologyซึ่งแสดงให้เห็นว่าปริมาณนาโนพลาสติกโพลีสไตรีน (PSNP) ที่เทียบเท่ากับมลพิษพื้นหลังไม่เพียงแต่จะทำให้เกิดอาการทางสมองแบบคลาสสิกของโรคอัลไซเมอร์ (AD) เท่านั้น แต่ยังสามารถแพร่กระจายพยาธิสภาพออกไปนอกระบบประสาทส่วนกลางตามแกนลำไส้-ตับ-สมองได้อีกด้วย

ข้อกำหนดเบื้องต้น

มลพิษจากพลาสติกเป็นปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ และนาโนพลาสติก (<100 นาโนเมตร) แทรกซึมไปทั่วระบบนิเวศ ผลกระทบต่อสุขภาพของพลาสติกเหล่านี้ก่อให้เกิดความกังวลอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ความเชื่อมโยงกับโรคระบบประสาทเสื่อมนั้นยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้

แบบจำลองและการออกแบบ

• แบบจำลองสัตว์: หนูทรานสเจนิก APP/PS1 ที่สร้างเครื่องหมายสำคัญของ AD (การสะสมของ β-อะไมลอยด์ พยาธิวิทยาของทาว)
• การสัมผัส: การบริโภค PSNP 50 นาโนเมตรในน้ำดื่มในระดับ 0.1–1 มก./กก./วัน เป็นเวลา 12 สัปดาห์ ถือเป็นช่วงที่สมเหตุสมผลสำหรับมนุษย์
• การประเมินการทำงานทางปัญญา: การทดสอบเขาวงกตมอร์ริสและการจดจำวัตถุ
  • การวิเคราะห์เนื้อเยื่อ:
  • ภูมิคุ้มกันเนื้อเยื่อของสมอง (เครื่องหมาย Iba1, GFAP, β-amyloid, p-tau)
  • การจัดลำดับ 16S rRNA ของอุจจาระสำหรับจุลินทรีย์
  • เนื้อเยื่อวิทยาของตับ (HE stain, Oil Red O)
  • โปรไฟล์ไซโตไคน์ในพลาสมาของระบบ (ELISA สำหรับ IL-6, TNF-α)

ผลลัพธ์ที่สำคัญ

1. การอักเสบของระบบประสาทและการเสื่อมของระบบประสาทที่เร่งขึ้น

• การตอบสนองของไมโครเกลียและแอสโตรไซต์: จำนวนของไมโครเกลีย Iba1⁺ และแอสโตรไซต์ GFAP⁺ ในฮิปโปแคมปัสและคอร์เทกซ์เพิ่มขึ้น 45–60% เมื่อเปรียบเทียบกับ APP/PS1 ที่ไม่ได้รับการสัมผัส (p<0.01)
• คราบพลัคอะไมลอยด์และพี-เทา: พื้นที่คราบพลัคเพิ่มขึ้น 35% และฟอสโฟรีเลตทาว (พี-เทา) เพิ่มขึ้น 28% (p<0.05)
• ความบกพร่องทางสติปัญญา: ในเขาวงกต Morris เวลาในการค้นหาแพลตฟอร์มที่ซ่อนอยู่เพิ่มขึ้น 40% และในการทดสอบการจดจำวัตถุ ดัชนีการแยกแยะลดลง 30% (p<0.01)

2. ภาวะลำไส้แปรปรวนและ "ลำไส้รั่ว"

• ความหลากหลายของ α ลดลง: ดัชนีแชนนอนในไมโครไบโอต้าลดลง 20% (p<0.05)
• การเพิ่มขึ้นของสกุลที่ก่อให้เกิดการอักเสบ: Escherichia/ShigellaและEnterococcusเพิ่มขึ้น 60% ในขณะที่Lactobacillus ที่เป็นประโยชน์ ลดลง 45%
• การทำงานของลำไส้กั้น: การแสดงออกของโปรตีน ZO-1 ในเยื่อบุผิวลดลง 50% ซึ่งมาพร้อมกับระดับลิโปโพลีแซ็กคาไรด์ (LPS) ในพลาสมาที่เพิ่มขึ้น 2 เท่า (p<0.01)

3. ความเสียหายของตับและการอักเสบของระบบ

• ระดับของภาวะไขมันเกาะตับ: จากการย้อม Oil Red O พบว่าสัดส่วนของไขมันที่เกาะตับเพิ่มขึ้น 3.5 เท่า
• การเปลี่ยนแปลงคล้ายโรคตับอักเสบ: การแทรกซึมของเซลล์ฟาโกไซต์เพิ่มขึ้นและพังผืดที่ไม่มีแอลกอฮอล์
• ไซโตไคน์ในระบบ: IL-6 และ TNF-α ในพลาสมาเพิ่มขึ้น 2.0 และ 1.8 เท่า ตามลำดับ (p<0.01)

กลไกการแพร่กระจายตามแนวแกน

นักวิจัยเสนอว่านาโนพลาสติกจะเข้าไปทำลายจุลินทรีย์ในลำไส้ ทำให้เกิดการรั่วซึมของลำไส้และเคลื่อนย้ายเอนโดทอกซินของแบคทีเรียไปยังตับ ทำให้เกิดความเสียหายจากกระบวนการเผาผลาญและการอักเสบ ซึ่งทำให้ความสามารถของตับในการขจัดสารพิษต่อระบบประสาทลดลง และเพิ่มระดับของสารสื่อกลางที่ก่อให้เกิดการอักเสบในระบบ เมื่อปล่อยปัจจัยเหล่านี้เข้าสู่สมอง จะกระตุ้นและเร่งกระบวนการเสื่อมของระบบประสาทแบบคลาสสิกของโรคอัลไซเมอร์

คำกล่าวของผู้เขียน

“ข้อมูลของเราแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่านาโนพลาสติกไม่ได้ออกฤทธิ์เฉพาะที่ แต่ออกฤทธิ์ทั่วร่างกาย ทำให้โรคอัลไซเมอร์ไม่เพียงแต่ส่งผลต่อสมองเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อตับและลำไส้ด้วย” ศาสตราจารย์ปู ชุน เคอ ผู้เขียนอาวุโสกล่าว “สิ่งนี้เน้นย้ำถึงความจำเป็นเร่งด่วนในการจำกัดการสัมผัสอนุภาคนาโนจากสิ่งแวดล้อม และศึกษาหามาตรการเพื่อปกป้องเนื้อเยื่อป้องกันของร่างกาย”

ในการอภิปราย ผู้เขียนเน้นประเด็นสำคัญต่อไปนี้:

• ผลกระทบต่อระบบของนาโนพลาสติก
  “ข้อมูลของเราแสดงให้เห็นว่าแม้แต่นาโนพลาสติกโพลีสไตรีนในระดับที่ใกล้เคียงกับความเป็นจริงทางนิเวศวิทยา ก็ไม่ได้จำกัดอยู่แค่ผลกระทบต่อระบบประสาทเฉพาะที่เท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดการรบกวนจากการอักเสบและการเผาผลาญอาหารอย่างต่อเนื่องตามแนวแกนลำไส้ ตับ และสมอง” ศาสตราจารย์ปู ชุน เค่อ กล่าว

• การทำลายฟังก์ชันกั้น
  “การละเมิดความสมบูรณ์ของเยื่อบุผิวลำไส้และการเคลื่อนย้ายเอนโดทอกซินของจุลินทรีย์เข้าสู่กระแสเลือดทั่วร่างกาย ส่งผลให้กระบวนการอักเสบในตับและระบบประสาทรุนแรงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ” ดร. หลี่ หวัง ผู้เขียนร่วมกล่าวเน้นย้ำ

• ความจำเป็นในการควบคุมสิ่งแวดล้อม:
  “ผลการวิจัยของเราเรียกร้องให้มีการพิจารณาใหม่เกี่ยวกับระดับที่อนุญาตของนาโนพลาสติกในน้ำดื่มและผลิตภัณฑ์อาหาร และสนับสนุนการพัฒนากลยุทธ์ด้านสิ่งกีดขวางและโปรไบโอติกเพื่อป้องกันผลกระทบที่เป็นอันตราย” ดร.เหมย จาง กล่าว

แนวโน้มและคำแนะนำ

• การควบคุมสิ่งแวดล้อม: เพิ่มความเข้มงวดในการกำหนดขอบเขตของนาโนพลาสติกในน้ำดื่มและห่วงโซ่อาหาร
• การติดตามทางการแพทย์: ในผู้ป่วยที่เป็นโรคสมองเสื่อมจากระบบประสาทส่วนกลาง ให้ประเมินสภาพของลำไส้และตับเพื่อดูภาวะ dysbiosis และภาวะไขมันเกาะตับชนิดไม่มีแอลกอฮอล์
• การศึกษาเพิ่มเติม: ประเมินผลของนาโนพลาสติกประเภทอื่น (PET, PVC) และความเป็นไปได้ของการปกป้องระบบประสาทผ่านโปรไบโอติกหรือการบำบัดด้วยอุปสรรค

การศึกษาครั้งนี้จัดว่านาโนพลาสติกเป็นหนึ่งในปัจจัยเสี่ยงใหม่สำหรับโรคระบบและโรคระบบประสาทเสื่อมที่ต้องได้รับความสนใจทันทีจากทั้งนักสิ่งแวดล้อมและแพทย์