Mikroplastiki mogą odgrywać rolę w rozwoju chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera i choroba Parkinsona, a nowe badanie opisuje pięć kluczowych mechanizmów, poprzez które mikroplastiki wywołują stan zapalny i uszkodzenia w obrębie ośrodkowego układu nerwowego.
Na świecie z demencją żyje ponad 57 milionów osób, a liczba przypadków choroby Alzheimera i choroby Parkinsona ma w najbliższych dekadach gwałtownie wzrosnąć. Możliwość, że mikroplastiki mogą zaostrzać lub przyspieszać przebieg tych schorzeń, stanowi istotne wyzwanie zdrowia publicznego.
Associate Professor Kamal Dua z University of Technology Sydney podkreśla, że szacunkowo dorośli spożywają nawet 250 gramów mikroplastików rocznie – ilość odpowiadającą powierzchni talerza obiadowego.
Źródła ekspozycji są liczne i obejmują m.in. skażone owoce morza, sól, żywność przetworzoną, torebki herbaciane, plastikowe deski do krojenia, napoje w butelkach plastikowych, warzywa uprawiane w zanieczyszczonej glebie oraz włókna syntetyczne uwalniane z dywanów, kurzu i odzieży.
Najczęściej występujące tworzywa to polietylen, polipropylen, polistyren oraz politereftalan etylenu (PET). Choć większość mikroplastików jest usuwana z organizmu, liczne badania wykazały ich odkładanie w narządach, w tym w mózgu.
Przedmiotowa analiza systematyczna, opublikowana w Molecular and Cellular Biochemistry, została przeprowadzona przez zespół badaczy z University of Technology Sydney oraz Auburn University. Naukowcy wskazali pięć głównych ścieżek patofizjologicznych, poprzez które mikroplastiki mogą wywoływać uszkodzenia w mózgu: aktywację komórek odpornościowych, generowanie stresu oksydacyjnego, zaburzenia integralności bariery krew–mózg, upośledzenie funkcji mitochondriów oraz bezpośrednie uszkadzanie neuronów.
Zaburzenia bariery krew–mózg
Associate Professor Dua zwraca uwagę, że mikroplastiki osłabiają barierę krew–mózg, czyniąc ją nieszczelną. W konsekwencji dochodzi do aktywacji komórek immunologicznych oraz mediatorów stanu zapalnego, co potęguje uszkodzenia komórek śródbłonka i prowadzi do dalszego rozszczelnienia bariery.
Aktywacja układu odpornościowego i stres oksydacyjny
Organizm traktuje mikroplastiki jako obce cząstki, co prowadzi do reakcji obronnej i napływu komórek odpornościowych do mózgu. Dodatkowo ekspozycja na toksyny i zanieczyszczenia środowiskowe nasila stres oksydacyjny.
Mikroplastiki powodują stres oksydacyjny na dwa sposoby: zwiększają produkcję reaktywnych form tlenu oraz osłabiają funkcjonowanie układów antyoksydacyjnych, które normalnie równoważą poziom tych wolnych rodników.
Upośledzenie funkcji mitochondriów i uszkadzanie neuronów
Naukowcy wykazali również, że mikroplastiki zaburzają funkcjonowanie mitochondriów, prowadząc do zmniejszenia produkcji ATP – podstawowego źródła energii dla komórek. Niedobór energii osłabia aktywność neuronów, a w dłuższej perspektywie może powodować ich uszkodzenia i obumieranie.
Wszystkie te mechanizmy wzajemnie się nasilają, prowadząc do złożonej reakcji zapalnej i degradacji struktur mózgowych.
Związek z chorobą Alzheimera i chorobą Parkinsona
Autorzy pracy omawiają również potencjalne powiązania mikroplastików z patogenezą chorób neurodegeneracyjnych. W chorobie Alzheimera może to obejmować nasiloną akumulację beta-amyloidu oraz białka tau, natomiast w chorobie Parkinsona – agregację alfa-synukleiny oraz uszkodzenia neuronów dopaminergicznych.
Pierwszy autor pracy, Alexander Chi Wang Siu, student Master of Pharmacy na UTS, prowadzi badania w laboratorium Professor Murali Dhanasekaran na Auburn University, we współpracy z Associate Professor Dua, dr Keshavem Rajem Paudelem i Distinguished Professor Brianem Oliverem. Zespół bada, w jaki sposób mikroplastiki wpływają na funkcjonowanie komórek mózgowych.
Wcześniejsze badania UTS analizowały drogi wdychania mikroplastików i ich depozycję w płucach. Dr Paudel prowadzi obecnie prace nad wpływem inhalacji mikroplastików na zdrowie układu oddechowego.
Choć rośnie liczba dowodów sugerujących, że mikroplastiki mogą nasilać przebieg choroby Alzheimera i Parkinsona, autorzy podkreślają konieczność prowadzenia dalszych, szczegółowych badań mechanistycznych, które pozwolą jednoznacznie potwierdzić związek przyczynowo-skutkowy.
Jak ograniczyć narażenie na mikroplastiki?
Zdaniem badaczy kluczowe jest minimalizowanie kontaktu z plastikiem. Obejmuje to unikanie plastikowych pojemników i desek do krojenia, rezygnację z suszarek bębnowych, wybieranie odzieży z włókien naturalnych oraz ograniczanie spożycia żywności przetworzonej i pakowanej.
Naukowcy mają nadzieję, że ich odkrycia przyczynią się do tworzenia polityk środowiskowych ukierunkowanych na redukcję produkcji plastiku, poprawę systemów gospodarowania odpadami oraz zmniejszenie długofalowych zagrożeń zdrowotnych wynikających z ekspozycji na mikroplastiki.
Źródło: Molecular and Cellular Biochemistry, Do microplastics play a role in the pathogenesis of neurodegenerative diseases? Shared pathophysiological pathways for Alzheimer’s and Parkinson’s disease
DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s11010-025-05428-3
