Nanoplastik Merusak "Usus-Hati-Otak": Ancaman Baru dalam Penyakit Alzheimer

Para ilmuwan dari Universitas Monash (Australia) dan Universitas Teknologi Cina Selatan (Cina) telah menerbitkan studi praklinis terperinci dalam Ilmu & Teknologi Lingkungan yang menunjukkan bahwa dosis setara polusi latar belakang dari nanoplastik polistirena (PSNP) tidak hanya dapat meningkatkan manifestasi otak klasik penyakit Alzheimer (AD), tetapi juga menyebarkan patologi di luar sistem saraf pusat sepanjang sumbu usus-hati-otak.

Prasyarat

Polusi plastik merupakan faktor lingkungan yang universal, dan nanoplastik (<100 nm) meresap ke dalam semua ekosistem. Dampaknya terhadap kesehatan telah menimbulkan kekhawatiran serius dalam beberapa tahun terakhir, tetapi kaitannya dengan penyakit neurodegeneratif masih kurang dipahami.

Model dan desain

• Model hewan: Tikus transgenik APP/PS1 yang mereproduksi penanda utama AD (akumulasi β-amiloid, patologi tau).
• Paparan: Asupan 50 nm PSNP dalam air minum pada kadar 0,1–1 mg/kg/hari selama 12 minggu merupakan kisaran yang realistis bagi manusia.
• Penilaian fungsi kognitif: Tes labirin Morris dan pengenalan objek.
  • Analisis jaringan:
  • Imunohistokimia otak (penanda Iba1, GFAP, β-amiloid, p-tau)
  • Pengurutan 16S rRNA feses untuk mikrobiota
  • Histologi hati (pewarnaan HE, Minyak Merah O)
  • Profil sitokin plasma sistemik (ELISA untuk IL-6, TNF-α)

Hasil Utama

1. Neuroinflamasi dan neurodegenerasi yang dipercepat

• Respons mikroglia dan astrosit: Jumlah mikroglia Iba1⁺ dan astrosit GFAP⁺ di hipokampus dan korteks meningkat sebesar 45–60% dibandingkan dengan APP/PS1 yang tidak terpapar (p<0,01).
• Plak amiloid dan p-tau: luas plak meningkat sebesar 35% dan tau terfosforilasi (p-tau) meningkat sebesar 28% (p<0,05).
• Defisit kognitif: Dalam labirin Morris, waktu untuk menemukan platform tersembunyi meningkat sebesar 40%, dan dalam tes pengenalan objek, indeks diskriminasi turun sebesar 30% (p<0,01).

2. Disbiosis usus dan "usus bocor"

• Penurunan α-diversitas: Indeks Shannon dalam mikrobiota menurun hingga 20% (p<0,05).
• Peningkatan genus pro-inflamasi: Escherichia/Shigella dan Enterococcus meningkat hingga 60%, sementara Lactobacillus yang bermanfaat turun hingga 45%.
• Fungsi penghalang usus: Ekspresi protein ZO-1 dalam epitel menurun hingga 50%, yang disertai dengan peningkatan 2 kali lipat kadar lipopolisakarida plasma (LPS) (p<0,01).

3. Kerusakan hati dan peradangan sistemik

• Derajat steatosis: menurut pewarnaan Oil Red O, proporsi inklusi lemak dalam hati meningkat 3,5 kali lipat.
• Perubahan mirip hepatitis: peningkatan infiltrasi fagosit dan fibrosis tanpa alkohol.
• Sitokin sistemik: IL-6 dan TNF-α dalam plasma meningkat masing-masing sebesar 2,0 dan 1,8 kali (p<0,01).

Mekanisme perambatan aksial

Para peneliti berpendapat bahwa nanoplastik mengganggu mikrobiota, menyebabkan kebocoran usus dan translokasi endotoksin bakteri ke hati. Di sana, terjadi kerusakan metabolik dan inflamasi yang mengganggu kemampuan hati untuk mendetoksifikasi neurotoksin dan meningkatkan kadar mediator proinflamasi sistemik. Faktor-faktor ini, ketika dilepaskan ke otak, memicu dan mempercepat proses neurodegeneratif klasik AD.

Pernyataan penulis

"Data kami menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa nanoplastik tidak hanya bekerja secara lokal, tetapi juga sistemik, memperburuk tidak hanya aspek otak tetapi juga hati dan usus dari penyakit Alzheimer," kata Prof. Pu Chun Ke, penulis senior. "Hal ini menyoroti kebutuhan mendesak untuk membatasi paparan lingkungan terhadap nanopartikel dan untuk menyelidiki langkah-langkah guna melindungi jaringan pelindung tubuh."

Dalam diskusi tersebut, penulis menyoroti poin-poin utama berikut:

• Efek sistemik nanoplastik.
  "Data kami menunjukkan bahwa bahkan pada tingkat nanoplastik polistirena yang realistis secara ekologis, efeknya tidak terbatas pada efek neurotoksik lokal, tetapi juga memicu serangkaian gangguan inflamasi dan metabolik di sepanjang sumbu usus-hati-otak," catat Profesor Pu Chun Ke.

• Kerusakan fungsi sawar.
  "Pelanggaran integritas epitel usus dan translokasi endotoksin mikroba ke dalam aliran darah sistemik secara signifikan memperburuk tidak hanya proses hati tetapi juga proses neuroinflamasi," tegas rekan penulis Dr. Li Wang.

• Perlunya pengendalian lingkungan:
  “Temuan kami menyerukan peninjauan kembali kadar nanoplastik yang diizinkan dalam air minum dan produk makanan, serta mendorong pengembangan strategi penghalang dan probiotik untuk melindungi dari efek berbahayanya,” ujar Dr. Mei Zhang.

Prospek dan Rekomendasi

• Pengendalian lingkungan: memperketat batasan nanoplastik dalam air minum dan rantai makanan.
• Pemantauan medis: pada pasien dengan demensia SSP, periksa kondisi usus dan hati untuk disbiosis dan steatohepatitis non-alkohol.
• Studi lebih lanjut: mengevaluasi efek jenis nanoplastik lain (PET, PVC) dan kemungkinan neuroproteksi melalui probiotik atau terapi penghalang.

Studi ini menempatkan nanoplastik di antara faktor risiko baru untuk penyakit sistemik dan neurodegeneratif yang memerlukan perhatian segera dari para pencinta lingkungan dan dokter.