Mikroplastika i naša crijeva: što novi sustavni pregled otkriva o mikrobiomu i zdravstvenim rizicima

Mikroplastika (čestice <5 mm) i još manja nanoplastika već su sveprisutne, od vode i hrane do zraka u našim domovima. Posljednjih godina pronađene su u ljudskim plućima, posteljici, izmetu i krvi. Logično sljedeće pitanje je kako te čestice utječu na crijevni mikrobiom, koji je uključen u imunitet, metabolizam i zaštitu crijevne barijere. Nova studija u BMC Gastroenterology prva je koja sustavno prikuplja ljudske i „ljudski relevantne“ podatke o ovoj temi, pružajući sveobuhvatnu sliku o tome kako izloženost mikroplastici poremeti sastav i funkciju mikrobiote.

Pozadina studije

Proizvodnja i nakupljanje plastičnog otpada raste već desetljećima, a njegova fragmentacija dovodi do stvaranja mikroplastike (čestice <5 mm) pa čak i manjih nanoplastika. Ove čestice su postojane u okolišu, sposobne za prijenos na velike udaljenosti i akumuliraju se u organizmima, uključujući ljude. Otkrivanje mikroplastike i nanoplastike u zraku, vodi, hrani i kućanskim proizvodima čini svakodnevnu izloženost gotovo neizbježnom. Štoviše, čestice su pronađene u plućima, posteljici, stolici i krvi, što povećava zabrinutost zbog njihovog biološkog utjecaja.

Putovi izloženosti i zašto su voda i hrana važni

Ljudi dolaze u kontakt s mikroplastikom gutanjem, udisanjem i kontaktom s kožom, ali oralni put se smatra glavnim: čestice su široko prisutne u hranidbenim lancima i sustavima pitke vode - i onoj iz slavine i flaširanoj. Zbog velikog dnevnog volumena konzumacije vode, ovaj kanal postaje „kroničan“ i teško izbježiv izvor unosa mikroplastike. Nakon gutanja, čestice stupaju u interakciju s gastrointestinalnim traktom prije nego što se izluče i mogu promijeniti lokalni okoliš, uključujući mikrobiom.

Zašto je crijevni mikrobiom meta

Crijevna mikrobiota ključna je za imunološki homeostazu, metabolizam i integritet epitela. Njena enzimska aktivnost proizvodi kratkolančane masne kiseline (SCFA) i AhR ligande, metabolite koji podržavaju barijeru i protuupalne kaskade. Disbioza (trajna promjena u sastavu/funkciji) povezana je s disfunkcijom barijere, kroničnom upalom niskog stupnja i metaboličkim poremećajima. Stoga, svi čimbenici koji narušavaju mikrobne zajednice i njihove metabolite imaju sistemske posljedice.

Što se znalo prije ove recenzije

Do nedavno, literatura se prvenstveno usredotočila na okoliš i životinjske modele. Eksperimenti na sisavcima i vodenim organizmima pokazali su da se polimeri poput PS, PE, PVC i PET nakupljaju u crijevima, smanjuju raznolikost mikrobiote, povećavaju upalu i pogoršavaju kolitis. Skraćivanje debelog crijeva, smanjeno lučenje sluzi i povećan rizik od kolorektalne karcinogeneze zabilježeni su uz izloženost mikroplastici. To je dovelo do potrebe za sintezom „relevantnom za ljude“: koje se mikrobne promjene i funkcionalna oštećenja opažaju kod ljudi i na ljudskim modelima.

Predloženi mehanizmi utjecaja na mikrobiotu

• Fizikalno-kemijska iritacija: čestice visoke specifične površine i reaktivnosti (posebno nanofrakcija) mogu oštetiti epitel i promijeniti lokalne niše za bakterije.
• Prijenosnici zagađivača i patogena: Mikroplastika može adsorbirati toksine i služiti kao „splav“ za mikrobe, narušavajući ravnotežu ekosustava u crijevnom lumenu.
• Promjene u sastavu i metabolizmu: promjena omjera velikih „okvirnih“ zajednica (Firmicutes/Bacteroidetes) i smanjenje broja producenata SCFA dovodi do pada buterata/propionata i slabljenja barijerne i imunomodulatorne funkcije.
• Metaboliti plina i upala: Povećani udjeli producenata H₂S (npr. Desulfobacterota) povezani su s proljevom/zatvorom, sindromom iritabilnog crijeva i održavanjem upale.

Heterogenost izloženosti: Zašto su 'vrsta, veličina, oblik i doza' važni

Biološki učinci variraju ovisno o polimeru (PE, PS, PET, PVC, PLA itd.), veličini (mikro- vs. nano-), obliku (sferule, vlakna, fragmenti) i koncentraciji. Manje čestice imaju veću penetrirajuću moć i različitu kinetiku interakcije sa stanicama i mikrobima. Ovi parametri, zajedno s matricom hrane/vode, određuju dubinu disbioze i težinu funkcionalnih poremećaja.

Klinički značaj i hipoteze rizika

S obzirom na ulogu mikrobiote, disbioza izazvana mikroplastikom logički je povezana s gastrointestinalnim patologijama (IBD, IBS, kolitis), metaboličkim poremećajima i sistemskom upalom. Na hipotetskoj razini raspravlja se o doprinosu mikroplastike kao okolišnog pokretača ranog rasta kolorektalnog karcinoma kroz kombinaciju defekata barijere, upale i mogućih kofaktora (adsorbirani ksenobiotici). Za kvantificiranje tih odnosa potrebne su prospektivne kohorte.

Metodološki izazovi područja

• Mjerenje izloženosti: standardizacija izolacije/identifikacije čestica u ljudskim biološkim uzorcima.
• Usporedivost podataka o mikrobiomu: protokoli sekvenciranja i analize (α/β-raznolikost, taksonomija, metabolomika) uvelike se razlikuju.
• Dizajn studije: nedostatak longitudinalnih i intervencijskih studija na ljudima; mali uzorci i uska geografija.
• Procjena odnosa doza-odgovor: potreba za sigurnim pragovima izloženosti i razmatranje svojstava čestica u izračunima rizika.

Zašto je bio potreban trenutni sustavni pregled

Na temelju različitih „ljudskih“ podataka, autori su proveli PRISMA pretragu kako bi sintetizirali rezultate relevantne za ljude: taksonomske promjene, promjene u raznolikosti i metaboličkim funkcijama (uključujući SCFA) te ovisnost učinka o svojstvima čestica. Ovaj pristup čini osnovu za procjenu rizika i daljnju standardizaciju metoda.

Što su točno autori učinili?

Proveli smo sustavno pretraživanje Scopusa i PubMeda koristeći PRISMA protokol, identificirajući 12 primarnih studija (2021. - svibanj 2024.) specifično povezanih s ljudima: 5 opservacijskih (s ljudskim sudionicima) i 7 modelnih studija s ljudskim uzorcima (simulirani gastrointestinalni sustav, in vitro). Analiza je uključivala podatke o sastavu mikrobiote na razinama koljena/porodice/roda, α- i β-raznolikosti te metaboličkim putovima (npr. proizvodnja kratkolančanih masnih kiselina - SCFA). Geografija studija bila je uska: uglavnom Kina, ali i Španjolska, Francuska i Indonezija.

Koji su polimeri i parametri izloženosti uzeti u obzir?

Uzorak je uključivao uobičajene polimere:

• polietilen (PE), polistiren (PS), polietilen tereftalat (PET), polivinilklorid (PVC), polimliječna kiselina (PLA);
• mikroplastične smjese;
• Veličina, oblik i koncentracija čestica varirali su - sva ta svojstva utjecala su na težinu učinaka.

Ključni nalazi: Što se događa s mikrobiomom

Ukupna slika ukazuje na disbiozu - nepovoljnu promjenu u mikrobnim zajednicama pod utjecajem mikroplastike. U nizu studija uočeno je sljedeće tijekom izloženosti PET-u i smjesama mikroplastike:

• povećanje udjela Firmicutes, Synergistetes, Desulfobacterota uz istovremeno smanjenje Proteobacteria i Bacteroidetes;
• smanjena ukupna raznolikost i promijenjen omjer Firmicutes/Bacteroidetes, što je u literaturi povezano s metaboličkim poremećajima;
• iscrpljivanje taksona - ključnih proizvođača SCFA, što utječe na barijernu funkciju i protuupalnu regulaciju crijeva.

Koje se promjene u metabolizmu mikrobiote

Osim sastava, pate i funkcije:

• smanjuje se proizvodnja SCFA (acetat, propionat, butirat), potrebnih za prehranu kolonocita i održavanje čvrstih epitelnih spojeva;
• putevi uključeni u imunomodulaciju i detoksikaciju su pomaknuti;
• Moguća je aktivacija proupalnih kaskada (uključujući i povećano stvaranje sumporovodika smanjenjem broja bakterija), što je povezano s proljevom/zatvorom, sindromom iritabilnog crijeva i pogoršanjem upalnih bolesti crijeva.

Potencijalne kliničke implikacije

Iako su izravne prospektivne studije na ljudima još uvijek ograničene, ukupni obrazac signala oslikava jasan profil rizika:

• Bolesti crijeva: povezanost s disbiozom kod IBD-a, IBS-a, kolitisa;
• Metabolički sindrom: neravnoteža F/B i pad SCFA podržavaju inzulinsku rezistenciju i kroničnu upalu niskog stupnja;
• Rani kolorektalni karcinom: Autori ističu hipotezu o uključenosti mikroplastike kao faktora rizika iz okoliša koji povećava upalu i narušava barijeru.

Što je važno razumjeti o „dozi“ i svojstvima čestica

Učinak ovisi o vrsti polimera, njegovoj veličini, obliku i koncentraciji. Manje čestice imaju veću specifičnu površinu i vjerojatno će prodrijeti dublje, a mogu nositi i adsorbirane toksine i patogene - što sve pojačava disbiotičke promjene. Drugim riječima, "koja mikroplastika" i "koliko" ima praktične implikacije za rizik.

Ograničenja pregleda

Autori ističu nekoliko ograničenja:

• Nedostatak izravnih kliničkih podataka: Prevladavanje in vitro modela ograničava ekstrapolaciju na stvarni život.
• Heterogenost metoda: različiti protokoli za izolaciju/identifikaciju mikroplastike i sekvenciranje mikrobiote ometaju meta-analizu.
• Uska geografija i uzorci: većina radova potječe iz nekoliko zemalja i ima mali volumen.

Što to znači za politiku i praksu?

1. Potrebni su standardi: jedinstveni protokoli za mjerenje mikroplastike u ljudskim uzorcima i profiliranje mikrobioma;
2. Procjena odnosa doza-odgovor: određivanje sigurnih razina izloženosti i pragova učinaka;
3. Prevencija na razini okoliša: smanjiti izvore mikroplastike (ambalaža, sintetička vlakna, abrazivi), povećati filtraciju pitke vode i kontrolu industrijskih emisija;
4. Praćenje u ranjivim skupinama: djeca, trudnice, pacijenti s IBD-om/IBS-om i metaboličkim poremećajima.

Što možete učiniti sada (razumni koraci za smanjenje kontakta)

• Pitka voda: ako je moguće, koristite visokokvalitetne filtere; ne zagrijavajte vodu u plastičnim posudama.
• Hrana i kuhanje: Ako je moguće, koristite staklo/metal prilikom skladištenja i zagrijavanja hrane; izbjegavajte izgrebani plastični pribor.
• Tekstil i rublje: smanjite mikrovlakna iz sintetike (puno punjenje, nježni ciklusi, vrećice/filteri za upijanje).
• Kućanske navike: prozračivanje/mokro čišćenje smanjuje mikroplastiku u zraku u zatvorenom prostoru.

Zaključak

Sustavni pregled postiže konsenzus: mikroplastika je vjerojatan okolišni pokretač ljudske disbioze, s poremećajima u sastavu i funkciji mikrobiote (uključujući smanjenje SCFA), mehanistički povezujući izloženost crijevnoj i sistemskoj upali, metaboličkom sindromu i potencijalnim rizicima od raka. Znanstvenoj zajednici sada su potrebni standardi, kliničke kohorte i prospektivne studije kako bi se definirale sigurne razine i ciljane zaštitne mjere. Na razini svakodnevnog života i politike već ima smisla djelovati prema načelu opreza.

Izvor: Sustavni pregled u BMC Gastroenterology od 13. kolovoza 2025. („Utjecaj mikroplastike na ljudski crijevni mikrobiom: sustavni pregled mikrobnog sastava, raznolikosti i metaboličkih poremećaja“). DOI: https://doi.org/10.1186/s12876-025-04140-2