Mikroplastik w ludzkim mózgu. Konsekwencje życia w XXI w
Grafika wygenerowana przy pomocy Chat GPT
Zanieczyszczenie środowiska tworzywami sztucznymi, a w szczególności mikroplastikami (MPs) i nanoplastikami (NPs), od dawna budzi pewien niepokój i rodzi pytania, jakie długofalowe konsekwencje dla środowiska naturalnego i zdrowia publicznego może za sobą ciągnąć. Jak dotąd skupiano uwagę na wpływie tych właśnie cząsteczek na organizmy morskie, a także na ich obecności w przewodzie pokarmowym człowieka, łożysku czy krwi. Niedawno na łamach czasopisma „Nature Medicine” opublikowane zostały przełomowe oraz mogące budzić pewien niepokój badania Niharta i in. (2025). Analiza dostarczona przez badaczy po raz pierwszy dać bezpośrednie dowody na obecność i bioakumulację cząsteczek mikroplastiku w ludzkim mózgu. Wyniki te mogą stanowić punkt wyjścia do fundamentalnej zmiany w postrzeganiu wpływu zanieczyszczenia plastikiem na zdrowie publiczne i tu na szczególną uwagę zasługuje kontekst chorób neurodegeneracyjnych. W tym artykule przedstawione zostaną główne wnioski z tego badania oraz ich znaczenie w neurobiologii i toksykologii.
W celu analizy obecności cząsteczek mikroplastiku w ludzkim organizmie badacze zastosowali różne zaawansowane techniki analityczne, takie jak np. pirolizę sprzężoną z chromatografią gazową i spektrometrią mas, mikroskopię elektronową, mikroskopię polaryzacyjną oraz spektroskopię EDS, a wszystko po to, aby przeanalizować próbki mózgu, wątroby i nerek. Tkanki tych narządów zostały pobrane od osób zmarłych w latach 2016–2024. W trakcie badania zauważono niepokojącą rzecz. W mózgu (a dokładniej w korze czołowej) odnotowano znacznie wyższe stężenia cząsteczek mikroplastiku niż w innych narządach. Mediana dla 2016r. wynosiła 3345 µg/g i aż 4917 µg/g w 2024 r. (wzrost tej wartości niemal o 50%). Zidentyfikowane cząsteczki miały postać nieregularnych fragmentów o wielkości mniejszej niż 200 nm. Najwięcej zidentyfikowano polietylenu (PE). Ponadto odnosząc te wyniki do prób wątroby i nerek, stężenie mikroplastików w mózgu było 7-30 razy wyższe niż w pozostałych analizowanych narządach, co sugeruje szczególną podatność tkanki nerwowej na ich akumulację. Wyniki te rzucają nowe światło na potencjalne szlaki biodystrybucji mikroplastików w organizmie ludzkim i prowokują pytania o ich interakcję z barierą krew–mózg.
Jednym z najbardziej niepokojących odkryć jest to, że w mózgach osób z udokumentowaną demencją, stężenie tych mikrocząstek było znacząco wyższe bo mediana dla tej grupy wyniosła ponad 26 tysięcy µg/g. Fragmenty mikroplastików były szczególnie widoczne w obrębie ścian naczyń krwionośnych, a także w obszarach obecności komórek układu odpornościowego. Autorzy badania zaznaczają, że choć nie można tu mówić o związku przyczynowo-skutkowym, to jednak obecność mikroplastików w tkankach osób z demencją może wskazywać na zwiększoną przepuszczalność bariery krew-mózg i zaburzenia mechanizmu usuwania toksyn. Znalezione cząsteczki plastiku współwystępowały z objawami zapalnymi, co sugeruje ich możliwy udział w neurozapaleniu. Choć badanie nie potwierdza przyczynowego związku, to wzorzec nagromadzenia cząsteczek mikroplastiku w obszarach krytycznych dla funkcji poznawczych organizmu ludzkiego może budzić znaczny niepokój. Wyniki uzyskane przez badaczy są zgodne z wcześniejszymi badaniami nad obecnością MNPs w blaszkach miażdżycowych i ich związkiem z procesami zapalnymi.
Należy także zaznaczyć, że choć wiemy że w neuronach może dochodzić i dochodzi do bioakumulacji mikro- i nanoplastiku to wciąż pod znakiem zapytania pozostaje kwestia poznania mechanizmu tego procesu, gdyż nie jest on w pełni poznany. Autorzy spekulują, że możliwa jest absorpcja drogą jelitową, a następnie transport lipidowy przez barierę krew-mózg. Modele zwierzęce (np. Rozwielitka wielka, Daphnia magna) sugerują możliwość endocytozy zależnej od klatryny jako mechanizmu transportu. Dodatkowo, hipotetyzuje się, że obecność lipidów w diecie może ułatwiać transport właśnie tych mikrocząsteczek plastiku do ośrodka nerwowego. Dodatkowo istnieje też prawdopodobieństwo, że niektóre ścieżki endocytarne są nadaktywne u osób z przewlekłymi stanami zapalnymi, co mogłoby zwiększać wchłanianie mikroplastiku.
Wzrost stężenia cząsteczek mikroplastiku w próbkach z 2024 r. w porównaniu do próbek pozyskanych w 2016 r. wpisuje się w tendencję wzrostu zanieczyszczeń plastikiem obserwowaną na całym świecie. Odkrycie to dostarcza ważnych danych epidemiologicznych kluczowych dla przyszłego zdrowia publicznego. Badacze podkreślają konieczność opracowania standaryzowanych metod badawczych oraz prowadzenia badań zakrojoną na większą skalę, z udziałem większych kohort pacjentów. Na chwilę obecną dane te mają charakter korelacyjny i nie pozwalają jeszcze na wyciąganie wniosków przyczynowych. Na szczególną uwagę zasługuje, także zbadanie wpływu zanieczyszczeń mikroplastiku na rozwijający się mózg dzieci oraz mózg kobiet w ciąży, które mogą być bardziej narażone na szkodliwe działanie tych cząsteczek. Prezentowane badania ujawniają niepokojącą rzeczywistość: mikroplastiki są obecne nie tylko w naszych jelitach czy krwi, ale także w samym centrum dowodzenia – w układzie nerwowym. Ich obecność w regionach związanych z procesami zapalnymi oraz ich nagromadzenie w przypadkach demencji wymagają dalszych badań. Choć dowody nie są jeszcze jednoznaczne, kierunek badań jest jasny – zrozumienie, czy nowoczesne tworzywa sztuczne nie są cichym czynnikiem ryzyka chorób neurodegeneracyjnych. Należy również uwzględnić aspekt profilaktyczny, promując ograniczenie ekspozycji na plastik poprzez zmiany legislacyjne, edukację społeczną czy, rozwój bioplastików.
Literatura:
Nihart A.J., Garcia M.A., El Hayek E. Liu R., Olewine M., Kingston J.D., Castillo E.F., Gullapalli R.R. i in. 2025. Bioaccumulation of microplastics in decedent human brains, Nature Medicine, 31: 1114-1119. https://doi.org/10.1038/s41591-024-03453-1
Leslie H.A,, van Velzen M.J.M, Brandsma S.H., Vethaak A.D., Garcia-Vallejo J.J, Lamoree M.H. 2022. Discovery and quantification of plastic particle pollution in human blood, Environmental International, 163: 107199.
Marfella, R. Prattichizzo F., Sardu C.M.D., Fulgenzi G., Graciotti L., Spadoni T., D’Onofrio N., Scisciola L., La Grotta R. i in. 2024. Microplastics and nanoplastics in atheromas and cardiovascular events, The New England Journal of Medicine, 390: 900–910.
Landrigan P.J., Hervé Raps H., Cropper M., Bald C., Brunner M., Canonizado E.M., Charles D., Chiles TC. i in. 2023. The Minderoo-Monaco Commission on plastics and human health, Annals of Global Health, 89: 23.
Habumugisha T., Zhang Z., Fang C., Yan C.,, Zhang X. 2023. Uptake, bioaccumulation, biodistribution and depuration of polystyrene nanoplastics in zebrafish (Danio rerio), Science of The Total Environment, 893: 164840.
Xue R., Lan R., Su W., Wang Z., Li X., Zhao J., Ma C., Xing B. 2023. Mechanistic Understanding toward the Maternal Transfer of Nanoplastics in Daphnia magna, ACS Nano, 17(14): 13488-13499
