מחקרים חושפים כיצד חלקיקי ננו בלתי נראים מתמרנים שליחים סלולריים, ומערערים את המיקרוביומה העדינה של הבטן שלך, ומעלה שאלות חדשות לגבי הסיכונים הבריאותיים הבלתי נראים של ננו -פלסטיקה סביבתית.
לִלמוֹד: ננו-פלסטיקה של קלקר משבשים את מיקרו-סביבת המעיים על ידי שינוי אינטראקציות מארח חיידקים באמצעות מיקרו-רנ"ם שנמסרו על שלפוחית תאי.ו קרדיט תמונה: sivstockstudio/shutterstock.com
חשיפת ננו-פלסטיקה של קלקר עלולה לשבש את בריאות הבטן על ידי שינוי אינטראקציות מארח חיידקים והפריעה למיקרו-סביבה במעי. מחקר שפורסם לאחרונה בפורסם ב תקשורת טבע בדק כיצד חשיפה ננו-פלסטית משפיעה על בריאות האדם, תוך התמקדות באינטראקציות מארח חיידקים.
ההשפעה של חשיפה ננו -פלסטית על בריאות האדם
בני אדם נחשפים לעיתים קרובות לשברי פלסטיק ברחבי שרשרת המזון, מה שמעלה שאלות לגבי השפעתם על מיקרוביומה של הבטן. השפלה של סוגים שונים של פלסטיקה, כמו קלקר (PS), פוליוויניל כלוריד (PVC) ופוליאתילן (PE), מביאה להתפתחות מיקרו -פלסטיקה (MP) וננו -פלסטיקה (NP).
מחקרים מרובים הצביעו על כך שחשיפה של MP או NP עלולה לגרום נזק המטופואיטי, פגיעה בכבד והפרעות באשכים אצל יונקים באמצעות דיסביוזיס מעי. מחקרים אלה הראו גם כי חשיפת PS-MP ו- PE-MP גורמת לדלקת, חוסר איזון חיסוני ותפקוד לקוי של מחסום הבטן. ליתר דיוק, חשיפת PE-MP משנה את הרכב המיקרוביאלי של מעי על ידי העדפת עלייה סלקטיבית של פתוגנית Staphylococcus aureusו NP זה גם מקדם דלקת במעי.
למרות שהבינו את ההשפעות הרעילות של MP ו- NP אצל בני אדם, מעט מחקרים בדקו את האינטראקציה בין פלסטיקה מיקרוסקופית, מיקרוביוטה מעי והמארח. יתר על כן, המנגנון הבסיסי שבאמצעותו הפלסטיק המיקרוסקופי פוגע בבריאות האדם נותר יחסית מחוספס.
מספר מחקרים הציעו כי NPs מזיקים יותר מחברי פרלמנט בגלל גודלם הקטן יותר. זה מאפשר להם לחדור לרקמות ואיברים, ומשפיעים בקלות על תפקידיהם הביולוגיים. הבנת המסלול המדויק שדרכו NPs גורמים לדיסביוזה של מעי ומשפיעה על בריאות המעי היא חיונית.
שלפוחיות חוץ-תאיות (EVS) הם שקיות דו-שכביות שומנות שומנים כבולות קרום המשתחררות על ידי תאי בעלי חיים וחיידקים. מבנים כדוריים אלה נושאים תכנים מגוונים, כולל DNA, RNAs, חלבונים וליפידים. EVs ממלאים תפקיד מכריע בתקשורת בין -תאית. מחקרים קודמים הצביעו על כך שלרוב EVs מתווכים את האינטראקציה בין מיקרוביוטה לאפיתל המעי, ומשפיעים על בריאות הבטן ותפקודו.
על המחקר
המחקר הנוכחי שיער כי NP משפיע באופן ישיר או עקיף על הרכב המיקרוביוטה באמצעות EVS. כַּמָה in vivo וכן בַּמַבחֵנָה ניסויים בוצעו כדי לבחון השערה זו. לדוגמה, גודל ומספר ה- NP ששימשו במחקר זה אושרו באמצעות ניתוח מעקב של חלקיקים (NTA).
עכברים זכרים בני שישה שבועות נחשפו ל- NPs שכותרתו פלואורסצנטית כדי לחקור את התפוצה שלהם באיברים. בוצעו ספיגה סלולרית של NPs, ניתוח ביוכימי בסרום, PCR בזמן אמת וכתם מערבי.
כדי להבין כיצד NP משפיעה על מיקרוביוטה של מעי, ניצול פוליסטירן מיקרוסקופי (100 ננומטר) דרך הפה לעכברים ארבע פעמים בשבוע במשך 12 שבועות, במיוחד בימים 1, 3, 5 ו- 7 מכל שבוע. קבוצה של עכברי בקרה, שלא טופלו ב- NP, נשמרה לצורך התייחסות.
ממצאי לימוד
הצטברות NP (100 ננומטר) נצפתה בנקודות זמן מגוונות שנעות בין 3 דקות ל 48 שעות. המחקר הנוכחי זיהה רמות משמעותיות של NP במעי הדק, בכבד, בקום ובמעי הגס של עכברי המחקר.
חשיפת NP דרך הפה העלתה את משקל הגוף בהשוואה לעכברים בקבוצת הביקורת. עם זאת, העלייה הייתה מתונה ולא קשורה לשינויים משמעותיים ברקמת השומן הלבנה או במשקל הכבד. לא נצפו שינויים משמעותיים במשקל הכבד או במשקל רקמת שומן לבן. קיצור מעיים לא נצפה בעכברים שנחשפו ל- NP, מה שמשמע כי חיידקי מעיים, לא דלקת, הייתה היעד העיקרי להשפעות הנגרמות על ידי NP.
ניתוח ביוכימי חשף כי 12 שבועות של חשיפה ל- NP לא שינו משמעותית את אמינוטרנספרזפרז (AST) בסרום (AST), Alanine aminotransferase (ALT), קריאטינין (CRE) או רמות חנקן אוריאה בדם (BUN). ממצא זה מצביע על כך שמיקרוביוטה במעי ומחסום עשויים להיות מושפעים ישירות על ידי NP.
המחקר הנוכחי ציין כי NP יכול לחדור לתאי Caco-2 המובחנים דמויי האנטוציטים ומעי העכבר לאחר 24 שעות של טיפול. לאחר הכניסה זה מצמצם את הביטוי של חלבוני צומת הדוקים, כולל Zonula occludens-1 (ZO-1) ואוקלודינים (OCC). הפרעה זו גורמת לנזק מעיים אופייני, כולל חדירות מעיים מוגברת או מעי דולף.
ניתוח גנים אונטולוגיה (GO) הצביע על כך שחשיפה של NP שינתה משמעותית את ביטוי הגן המעי והפונקציות המטבוליות של עכברים. ניתוח רכיבים עיקרי (PCA) של מגוון microRNA (miRNA) בצואה של עכברים גילה כי חשיפה של NP השתנה באופן משמעותי פרופילי miRNA והפחיתה את המגוון של miRNAs ספציפיים. ניתוח מעמיק נוסף חשף את תפקידם של miRNA כווסת של תפקודים פיזיולוגיים ראשוניים, במיוחד אלה הקשורים לצמתים של תאי מעיים.
ממצאים ניסויים העלו כי NP יכול להפריע לביטוי חלבון צומת הדוק על ידי ויסות miRNA בתאי מעיים, ובסופו של דבר לשבש את סביבת המעי. ניתוח חיזוי הצביע על חשיפה של NP מווסתת miRNAs, כגון AS-MIR-98-3P, HAS-MIR-548H-3P, HAS-MIR-548Z, HAS-MIR-548D-3P, HAS-MIR-548AZ-5P, יש- MIR-12136, ו- MIR-101-3P משפיע על ה- ZO-1.
בנוסף, המחקר זיהה כי חשיפה ל- NP הגבירה את הביטוי של miRNAs ספציפיים לעכברים, כמו MMU-MIR-501-3P ו- MMU-MIR-700-5P, המפריעים גם לביטוי ZO-1 ו- MUC-13.
ניתוח אימונוציטוכימיה (ICC), QPCR וניתוח כתם מערבי חשפו כי טיפול ב- NP מפחית את הביטוי MUC-13 בעכברים ותאי CACO-2 המבדילים דמויי אנטוציטים.
עם חשיפה ממושכת של NP, מינים חיידקים ייחודיים גדלו בתחילה וירדו. ההשפעה הבולטת ביותר הייתה שינוי בשפע היחסי של מוניות חיידקים ספציפיות ולא אובדן פשוט של המגוון הכללי. לדוגמה, Lactobacillaceae פחת, ורומינוקוקאצ'ה גדל.
המחקר ציין גם כי אקרמנשיה, חיידק פרוביוטי מהדור הבא, הגביר את השפע בעכברים שנחשפו ל- NP, במיוחד בתקופות מאוחרות יותר. ממצאים ניסיוניים הראו כי ההשפעה של NP על מיקרוביומה של הבטן לא נגרמה ישירות כתוצאה מרעילות NP אלא באמצעות מנגנונים אחרים.
באופן ספציפי, המחקר מראה כי השינויים תווכו באמצעות שלפוחיות חוץ תאיות (EVS) הנגזרות מתאי מעיים ומחיידקים מסוימים ולא מההשפעות הרעילות הישירה של NP על צמיחת החיידקים. Lachnospiraceae EVs הנגזרים מ- SP. לא השפיעו על צמיחת חיידקי המעיים.
החידוש במחקר זה טמון בחשיפת מנגנון ספציפי. NP משנה את מיקרו-סביבת הבטן על ידי אפנון המסירה המתווכת EV של miRNAs, אשר משבשים את מחסום המעי ומשפיעים באופן סלקטיבי על צמיחת המיסות החיידקיות. זה מייצג מסלול חדש שתואר בהקשר של רעילות NP.
מסקנות
המחקר הנוכחי העלה כי NP משפיע על מסות חיידקים ספציפיות, כולל Lachnospiraceae וכן Ruminococcaceaeו השינוי במיקרוביומה של הבטן לאחר חשיפה ל- NP מתווך על ידי אינטראקציות בין מיקרוביוטה באמצעות EV. NP שנבלע על ידי Lachnospiraceae עורר ביטוי mucin-13 דיכא.
בנוסף, EVs ששוחררו מתאים דמויי גביע לאחר חשיפה של NP קידמה את הצמיחה של Ruminococcaceae– הדגשת יחסי גומלין מורכבים בין שלפוחיות הנגזרות מארח לבין חיידקים.
יש צורך במחקר נוסף על ההשפעה של NP על בריאות האדם והסביבה. אמנם ממצאים אלה מספקים תובנות חדשות כיצד NP עשויה לשבש את בריאות הבטן, אך חיוני לציין כי הניסויים נערכו בעכברים. נותר לקבוע את הרלוונטיות של המינונים והממצאים לחשיפות אנושיות טיפוסיות.
הורד את עותק ה- PDF שלך עכשיו!
