微纳塑料(MNPs)的神经侵袭机制与脑健康风险：从环境暴露到神经毒性的系统性综述

本文针对微纳塑料(MNPs)日益严重的环境污染及其对神经系统的潜在威胁，系统综述了MNPs通过血脑屏障(BBB)和感觉神经通路侵入中枢神经系统(CNS)的机制，揭示了其在海马体和前额叶皮层等关键脑区的累积特性。研究表明MNPs暴露可导致认知功能障碍、脑血管病变和神经行为异常，其毒性机制涉及神经炎症、氧化应激及突触损伤等多重途径。该研究为MNPs的神经毒性评估和公共卫生干预提供了重要理论依据。

　　

随着全球塑料年产量的持续增长（2023年已达4.14亿吨），微纳塑料(Micro-nanoplastics, MNPs)污染已成为备受关注的全球性环境问题。这些粒径小于1毫米的塑料颗粒不仅遍布土壤、水源和大气环境，更令人担忧的是，最新研究发现它们能够突破人体多重生物屏障，甚至在脑组织中被检测到。尤其令人震惊的是，2024年尸检研究显示人脑前额叶皮层的MNPs浓度高达4806 μg/g，显著高于其他组织器官。这种在大脑中的选择性积累现象，暗示着MNPs可能对神经系统构成独特威胁。

在此背景下，发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》的研究论文系统阐述了MNPs从环境暴露到神经累积的全过程，深入探讨了其诱导神经毒性的分子机制。该研究综合分析了2016-2024年间多项人体组织检测数据，采用μFTIR（微傅里叶变换红外光谱）和Py-GC/MS（热裂解气相色谱-质谱联用）等先进检测技术，结合动物模型实验，揭示了MNPs与神经退行性疾病、脑血管障碍之间的潜在联系。

研究人员通过系统性文献综述方法，整合了环境科学、神经毒理学和临床医学领域的多源证据。技术方法主要包括：1）采用标准化样本前处理流程（包括氧化消化、密度分离和真空过滤）处理生物样本；2）应用μFTIR进行聚合物鉴定和颗粒计数，检测限约3μm；3）使用Py-GC/MS进行聚合物定量分析；4）利用动物模型进行行为学测试（包括莫里斯水迷宫和放射臂迷宫）；5）通过免疫组化和分子生物学技术检测神经炎症和氧化应激指标。

从塑料污染到脑内积累

研究表明，MNPs主要通过食物链（特别是海产品和稻米）、饮用水（瓶装水浓度可达2.4×10⁵ particles/L）和呼吸道途径进入人体。令人惊讶的是，呼吸道暴露量甚至超过消化道暴露，而口罩的不当使用反而可能增加MNPs吸入风险。

MNPs的人体暴露途径

通过μFTIR和Py-GC/MS检测技术，研究人员在人体多种组织中发现MNPs存在：结肠组织（28.1 pieces/g）、肺组织（1.42 pieces/g）、血液（2466 pieces/L）以及动脉斑块中。特别值得注意的是，急性冠脉综合征(ACS)患者血液中MNPs浓度（161.55 μg/g）显著高于对照组。

MNPs的迁移和脑内积累机制

MNPs通过两种主要途径进入中枢神经系统：一是穿过血脑屏障(BBB)，研究发现MNPs可导致紧密连接蛋白（occludin、ZO-1）下调并降低跨内皮电阻(TEER)；二是通过感觉神经通路（如嗅觉神经）进行逆行转运。一旦进入脑组织，MNPs表现出明显的区域特异性积累，主要分布在与认知功能密切相关的海马体和前额叶皮层。

MNPs对CNS健康的影响

认知功能方面，动物实验显示MNPs暴露导致学习记忆能力下降，并诱发焦虑样行为。机制上，MNPs能与α-synuclein和β-amyloid结合促进异常聚集，同时引起乙酰胆碱(ACh)和谷氨酸等神经递质系统紊乱。脑血管方面，MNPs暴露者中风风险显著增加，其机制涉及内皮功能障碍、血管钙化和小血管损伤。精神疾病方面，流行病学研究显示空气中MNPs暴露与抑郁症发病率存在剂量效应关系。

MNPs介导的生物毒性机制

神经炎症是核心机制之一，MNPs激活小胶质细胞和星形胶质细胞，促进TNF-α和IL-1β等炎症因子释放，并通过NLRP3炎症小体和NF-κB通路放大炎症反应。氧化应激是另一关键机制，MNPs诱导活性氧(ROS)过量产生，抑制超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性，导致线粒体功能紊乱和细胞凋亡。此外，MNPs还能通过机械阻塞微血管、协同运输重金属等环境污染物以及破坏肠脑轴平衡等方式加剧神经毒性。

研究结论强调，MNPs作为新兴持久性污染物，其神经侵袭性和神经毒性已得到实验证据支持，但与人类神经系统疾病的直接因果关系仍需更大规模的临床研究验证。特别值得关注的是，目前对MNPs在脑内的清除机制研究几乎空白，glymphatic系统等脑废物清除途径是否参与MNPs的清除过程值得深入探索。

该研究的重要意义在于首次系统整合了MNPs从环境暴露到神经毒性效应的完整证据链，为制定针对性的环境政策和公共卫生干预措施提供了科学依据。随着联合国环境规划署(UNEP)正在积极推进具有法律约束力的国际塑料公约，这类研究将为全球塑料污染治理提供关键的科学支持。未来研究需要建立标准化的MNPs检测方法，重点开展长期低剂量暴露的毒理学研究，并探索有效的MNPs脑内清除策略，以应对这一新兴的环境健康挑战。