W ostatnich dziesięcioleciach, wraz z powszechnym stosowaniem wyrobów z tworzyw sztucznych, mikroplastiki stały się wszechobecne w środowisku. Co ważniejsze, coraz więcej badań pokazuje, że te mikroplastiki mogą gromadzić się w organizmie człowieka; naukowcy odkryli je we krwi, płucach, nerkach, wątrobie, układzie rozrodczym, a nawet mózgu.
W prawdziwym życiu mikroplastik jest wszędzie. Powietrze, którym oddychamy, woda butelkowana, torby do pakowania żywności, pojemniki na wynos itp. nieuchronnie prowadzą do narażenia na mikroplastik i jego spożycia, co może potencjalnie uszkodzić wiele narządów i układów w ludzkim ciele. Poprzednie badania skupiały się głównie na wykrywaniu obecności mikroplastików, ujawnianiu ich potencjalnych skutków toksycznych i usuwaniu mikroplastików ze środowiska. W przypadku mikroplastików, które przedostały się już do organizmu człowieka, nadal nie ma skutecznej strategii ich eliminacji.
Niedawno dwa nowe badania przeprowadzone przez chińskich naukowców przyniosły nowy przełom w eliminacji mikroplastiku-wykorzystującego nowo odkryte probiotyki do adsorbowania i wspomagania eliminacji mikroplastiku z organizmu, przy jednoczesnej naprawie szkód spowodowanych przez mikroplastik.
10 stycznia 2025 r. zespół badawczy kierowany przez dr Rao Chitonga, głównego naukowca w Blue Crystal Microbiology, opublikował w czasopiśmie Frontiers in Microbiology artykuł badawczy zatytułowany „Nowe probiotyki adsorbujące i wydalające mikroplastiki in vivo wykazują potencjalne korzyści dla zdrowia jelit”.
Zanieczyszczenia mikroplastikami z żywności i wody stanowią poważne ryzyko dla zdrowia biologicznego. Mikroorganizmy mają potencjał do usuwania mikroplastików ze środowiska, ale obecnie nie ma metody usuwania tych-niedegradowalnych mikroplastików, które są już obecne w organizmie człowieka. W tym nowym badaniu zespół badawczy zaproponował zastosowanie probiotyków do adsorbowania i usuwania połkniętych cząstek mikroplastiku w jelitach.
Zespół badawczy zastosował-wysokoprzepustową metodę przesiewową do kompleksowej oceny 784 szczepów bakterii w celu określenia ich zdolności do adsorbowania polistyrenu (PS) o wielkości 0,1-mikrona-(PS, powszechnie stosowanego w urządzeniach, zabawkach, artykułach codziennego użytku, opakowaniach z tworzyw sztucznych, materiałach budowlanych i wyrobach medycznych). Wśród tych szczepów zespół badawczy odkrył, że dwa probiotyki – Lactobacillus paracasei DT66 i Lactobacillus plantarum DT88 – wykazywały najlepszy efekt adsorpcji cząstek mikroplastiku in vivo i były skuteczne przeciwko różnym typom mikroplastików (PS, PE, PC, PP i PET).
Skaningowa mikroskopia elektronowa wykazała, że probiotyki DT66 i DT88 mogą adsorbować mikroplastiki
Następnie zespół badawczy przeprowadził doświadczenia na zwierzętach in vivo. Po doustnym podaniu myszom tych probiotyków, probiotyki były w stanie adsorbować mikroplastiki niczym magnesy, tworząc „bakteryjne-plastikowe grudki”, które następnie były wydalane z organizmu. W szczególności tempo wydalania mikroplastików w układzie pokarmowym myszy wzrosło o 36%, a ilość pozostałych cząstek mikroplastiku w jelitach spadła o 67%.
Co więcej, badanie to potwierdziło również, że szczep Lactobacillus plantarum DT88 może łagodzić zapalenie jelit wywołane mikroplastikami polistyrenu (PS). Podsumowując, w tym badaniu zaproponowano nowatorską strategię probiotyczną mającą na celu eliminowanie zagrożeń zdrowotnych-związanych z mikroplastikiem, podkreślając potencjał stosowania określonych szczepów probiotyków w celu eliminacji mikroplastików ze środowiska jelitowego i zmniejszenia tego ryzyka.
Probiotyki DT66 i DT88 wspomagają eliminację mikroplastików
1 lutego 2025 r. zespół kierowany przez Rao Chitonga z Lanjing Microbiology we współpracy z zespołem kierowanym przez Wanga Ganga z Jiangnan University opublikował w czasopiśmie *Environmental Pollution* artykuł badawczy zatytułowany: „Bakterie kwasu mlekowego redukują mikro- i nanoplastiki-polistyrenu toksyczność dzięki swojej-zdolności wiązania biologicznego i zdolności naprawy środowiska jelitowego”.
Mikroplastiki to nowo pojawiająca się substancja zanieczyszczająca środowisko, której w ostatnich latach poświęcono wiele uwagi. Obecnie prowadzi się wiele badań nad toksycznym wpływem mikroplastików na zwierzęta (zwłaszcza organizmy wodne i ssaki), ale badania i dane dotyczące ograniczania toksycznych skutków narażenia pozostają bardzo ograniczone.
Bakterie kwasu mlekowego (LAB, w tym Lactobacillus) są uznawane za bezpieczne probiotyki-dopuszczone do kontaktu z żywnością. Posiadają zdolność naprawy bariery jelitowej, regulowania mikroflory jelitowej i modulowania odporności gospodarza. Mają także zdolność biowiązania szkodliwych substancji, potencjalnie adsorbując mikroplastiki w organizmie człowieka i zmniejszając poziom ich akumulacji, łagodząc w ten sposób potencjalną toksyczność.
W tym nowym badaniu zespół badawczy wybrał bakterie kwasu mlekowego (DT11, DT22, DT33, DT55 i DT66) o różnej zdolności wiązania mikroplastiku in vitro, aby interweniować u myszy narażonych na działanie mikroplastiku, badając ich skuteczność w zmniejszaniu toksyczności spowodowanej ekspozycją na mikroplastik.
Wyniki wykazały, że bakterie kwasu mlekowego o większej zdolności adsorpcji mikroplastiku (DT11, DT33, DT55 i DT66, o szybkości adsorpcji przekraczającej 60%) były bardziej skuteczne w łagodzeniu toksyczności spowodowanej ekspozycją na mikroplastik. Warto jednak zauważyć, że *Lactobacillus plantarum* DT22, pomimo niskiej adsorpcji mikroplastiku (około 10%), odegrał kluczową rolę w zwiększeniu poziomu ekspresji białek połączeń ścisłych (np. ZO-1) i regulacji mikroflory jelitowej.
Szczepy Lactobacillus wykazujące adsorpcję mikroplastików, zarówno in vivo, jak i in vitro, skutecznie zmniejszają toksyczność (np. hepatotoksyczność i toksyczność jąder) spowodowaną ekspozycją na mikroplastiki. Efekt ten osiąga się poprzez dwa możliwe mechanizmy: po pierwsze, bakterie Lactobacillus mogą adsorbować mikroplastiki i sprzyjać ich wydalaniu z kałem, zmniejszając w ten sposób ich gromadzenie się in vivo; po drugie, Lactobacillus może naprawiać barierę jelitową, regulować mikroflorę jelitową i zwiększać produkcję-krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (np. maślanu).
Lactobacillus zmniejsza-uszkodzenie wątroby wywołane mikroplastikiem
Lactobacillus zmniejsza-uszkodzenia jąder i okrężnicy wywołane mikroplastikiem
Wyniki te wskazują, że łagodzący wpływ bakterii Lactobacillus na toksyczność mikroplastików polega nie tylko na ich zdolności do wiązania biologicznego, ale także na jego zdolności do naprawy uszkodzonego środowiska jelitowego. Innymi słowy, bakterie kwasu mlekowego są nie tylko „nośnikiem” w jelitach (wspomagającym wydalanie mikroplastiku), ale także „naprawiaczem” (naprawiającym uszkodzenia wywołane-mikroplastikiem). Dlatego zespół badawczy zaleca stosowanie probiotycznych bakterii kwasu mlekowego jako interwencji dietetycznej w celu zmniejszenia toksyczności powodowanej przez mikroplastiki. Ogólnie rzecz biorąc, te dwa innowacyjne odkrycia oferują zupełnie nowe podejście do problemu mikroplastików i otwierają nowe możliwości poprawy zdrowia jelit i przywrócenia równowagi mikrobiomu jelitowego, co ma istotne konsekwencje dla środowiska i zdrowia.
