PMMA微塑料对果蝇行为与代谢的性别特异性毒性机制研究

《Environmental Pollution》：Pulp and paper mill industry effluent yields androgenic and anti-androgenic activity and leads to a reproduction arrest in fathead minnow

本文系统研究PMMA微塑料（5μm）在0.1-20 g/L浓度范围内对黑腹果蝇的性别特异性毒性效应。研究发现雄性果蝇运动活性随剂量增加持续增强，而雌性呈现倒U型剂量反应；代谢层面显示1 g/L PMMA-MPs显著破坏雌性能量稳态（血糖↑/脂质↓/蛋白质↓）。该研究为评估微塑料生态风险提供关键实验证据。

　　

研究亮点

本研究以果蝇为模型，首次系统揭示PMMA微塑料（5μm）通过神经递质系统（多巴胺/5-羟色胺）和繁殖能量分配策略引发性别特异性行为-代谢毒性。

PMMA微塑料对成年果蝇步态参数的定量影响

在0.1-20 g/L浓度范围内，雄性果蝇平均飞行速度显著高于对照组，其中20 g/L组速度最快（图1A）。其肢体摆动频率和步幅长度均随浓度增加而显著提升（图1B-C），同时步态模式从非标准型向四足行走转变，表明运动协调性下降。雌性果蝇在低浓度（0.1-1 g/L）活动增强，但高浓度时效应减弱。

讨论

本研究通过代谢标志物和运动学参数精准量化果蝇状态。雌性果蝇在0.1-1 g/L浓度下活动显著增强且睡眠减少，而高浓度（10-20 g/L）时出现运动功能抑制，提示存在毒性阈值。雄性则表现为剂量依赖性的运动亢进，可能与多巴胺能系统激活相关。代谢层面，1 g/L PMMA-MPs引发雌性血糖升高而脂质/蛋白质降低，低浓度激活分解代谢，高浓度可能通过氧化应激诱导脂质重积累和蛋白质合成补偿。

研究局限性

本研究仅关注5μm PMMA微塑料，未涉及不同尺寸/形状/聚合物类型颗粒的效应；实验为单因素暴露，未考察与重金属/农药等污染物的复合效应；短期暴露未能评估跨代影响。