Une étude porcine montre les effets méurotoxiques et inflammatoires des microplastiques sur le système nerveux entérique

Un récent nutritif L’étude examine les effets des microplastiques de polyéthylène téréphtalate (PET) sur la population neuronale du jéjunum du porc.

Étude: L’exposition orale aux microplastiques influence la plasticité neurochimique des neurones réactifs du jéjunum porcin. Crédit photo : SIVStockStudio / Shutterstock.com

Similitudes entre les systèmes digestifs humain et porcin

Le jéjunum est la partie médiane de l’intestin grêle où s’effectuent la digestion des aliments et l’absorption des nutriments. Le système nerveux entérique (ENS) régule la réponse immunitaire appropriée et la sécrétion d’enzymes et d’électrolytes dans le jéjunum.

L’ENS est un réseau dense de connexions nerveuses concentrées dans deux plexus majeurs, dont le plexus myentérique (plexus Auerbach-AP) et le plexus sous-muqueux (plexus Meissner-MP). Le plexus d’Auerbach est situé entre les couches longitudinales et annulaires du muscle lisse sur toute la longueur du tractus gastro-intestinal (GI), tandis que le plexus de Meissner est situé dans la muqueuse de l’intestin grêle et du gros intestin. Ensemble, ces plexus régulent les fonctions motrices et sécrétoires du tractus gastro-intestinal.

La MP est associée au transfert du contenu alimentaire à travers le tube digestif. Les couches musculaires intestinales sont détendues et stimulées par diverses molécules. Par exemple, les muscles du tractus gastro-intestinal sont détendus par des neurotransmetteurs inhibiteurs tels que l’oxyde nitrique (NO), le peptide intestinal vasoactif (VIP), les purines et le peptide activateur de l’adénylate cyclase hypophysaire (PACAP) et stimulés par l’acétylcholine (ACh). Galanine (GAL) ou tachykinines comme la substance P-SP. En comparaison, les fonctions sécrétoires de l’épithélium sont régulées par les neurones du plexus sous-muqueux.

La connexion entre l’ENS et le tube digestif chez le porc est similaire à celle chez l’homme. Le plexus sous-muqueux peut être divisé en plexus sous-muqueux interne (ISP) et plexus sous-muqueux externe (OSP). Le VIP et l’ACh sont d’importants neurotransmetteurs des neurones sécrétomoteurs de ce plexus, et le NO présente des activités inhibitrices.

Exposition des humains et des porcs aux plastiques

De nombreux plastiques pénètrent dans l’environnement naturel en formant des nano- et microplastiques grâce à des processus chimiques et physiques. Une étude a montré qu’environ 480 millions de particules peuvent être formées à partir d’une seule bouteille PET d’un demi-litre.

Une exposition continue et à long terme à ces fragments nano et microplastiques peut avoir des effets négatifs sur l’environnement et sur tous les organismes vivants. Une personne peut être exposée aux microplastiques par voie cutanée, par inhalation et par voie orale.

La présence de microplastiques chez l’homme a été confirmée dans le placenta, le lait maternel, les selles, les poumons, le sang, la rate, les crachats et le liquide broncho-alvéolaire. Les porcs sont également exposés aux microplastiques via leur alimentation, qui peut être stockée dans des contenants ou des sacs en plastique.

À propos de l’étude

L’étude actuelle a sélectionné le polyéthylène téréphtalate (MP-PET) pour ses expériences car il est couramment utilisé dans l’industrie alimentaire pour emballer des aliments et des boissons.

Au total, 15 porcs sexuellement immatures âgés de huit semaines ont été sélectionnés pour cette étude. Pendant la phase d’acclimatation, les porcs ont été nourris deux fois avec des aliments commerciaux et ont eu accès à de l’eau à volonté.

Les porcs ont ensuite été divisés au hasard en groupes témoins, en groupes à faible dose (LD) ou en groupes à forte dose (HD). Pendant 28 jours, les groupes LD et HD ont reçu respectivement 0,1 g de MP-PET/jour/animal et 1 g de MP-PET/jour/animal. Les microplastiques ont été administrés par voie orale une fois par jour à l’aide d’un applicateur de capsule. Le groupe témoin a reçu des capsules vides.

Après 28 jours de traitement, les animaux ont été euthanasiés selon le protocole standard et des échantillons de tissus, dont une section de 8 cm de jéjunum, ont été prélevés pour des études histologiques.

Résultats de l’étude

Dans des conditions physiologiques normales, les neurones neuronaux positifs à l’oxyde nitrique synthase (nNOS) étaient le plus souvent trouvés dans les échantillons témoins. Cependant, cette fréquence était significativement réduite dans le groupe HD. Une réduction significative des neurones cholinergiques a également été observée dans les groupes HD et LD.

L’exposition au LD- et au HD-MP-PET a réduit la population de neurones positifs aux transcrits régulés par la cocaïne et les amphétamines (CART). Une augmentation de la population neuronale n’a été constatée que pour la galanine (GAL). Par rapport aux plexus sous-muqueux, les MP ont montré une réduction du pourcentage de neurones SP-positifs.

Cette neurotoxicité peut être due à une altération des niveaux de neurotransmetteurs, à l’accumulation de microplastiques dans les mitochondries entraînant leur dysfonctionnement, à des dommages physiques directs, à l’induction d’un stress oxydatif ou à une perturbation du microbiome intestinal. L’accumulation de microplastiques déclenche également l’expression de protéines pro-apoptotiques telles que la caspase 3, la protéine 4 de type Bcl-2 (BAX) et le cytochrome c, ainsi que la production de cytokines pro-inflammatoires telles que l’interleukine 8 (IL-8). ). Facteur nucléaire κB (NF-κB) et facteur de nécrose tumorale α (TNF-α).

Pendant toute la période d’étude, aucun changement de comportement, d’appétit, d’apparition de diarrhée ou d’inhibition de croissance n’a été observé chez aucun des porcs.

Conclusions

L’étude actuelle a démontré que l’exposition orale aux microplastiques affecte la fonction ENS par des voies potentiellement neurotoxiques et pro-inflammatoires. Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour élucider les mécanismes exacts de ce processus, les résultats de l’étude suggèrent que GAL et SP peuvent déclencher une inflammation dans l’ENS du jéjunum porcin.