聚四氟乙烯（PTFE，即特氟龙）微塑料和纳米塑料会在人体肠道细胞中引发氧化应激、线粒体损伤以及基因毒性

《Journal of Hazardous Materials》：Polytetrafluoroethylene (PTFE, Teflon) microplastics and nanoplastics induce oxidative stress, mitochondrial damage, and genotoxicity in human intestinal cells

PTFE微纳米塑料（MNPLs）可通过核膜和线粒体干扰肠道细胞，引发氧化应激、DNA损伤及炎症反应，其毒性效应与颗粒尺寸、浓度及暴露时长显著相关，挑战了PTFE生物惰性的传统认知。

　　塑料制品在现代社会中广泛使用，但其降解过程中产生的微塑料和纳米塑料（MNPLs）已成为环境和健康领域的重要关注点。聚四氟乙烯（PTFE，即特氟龙?）作为一类常见的非粘附性材料，因其在烹饪器具中的广泛应用而受到重视。然而，关于PTFE在生物体内行为的研究仍处于初级阶段，尤其在人体暴露风险方面存在诸多未知。本文通过使用与人体生理相关的体外模型，系统评估了PTFE衍生的MNPLs对肠道屏障功能的影响，揭示了其潜在的健康危害。

研究采用Caco-2和HT29-MTX细胞的单层培养和共培养模型，模拟了人体肠道上皮屏障的结构和功能。这些细胞模型能够反映肠道的生理特性，包括极性结构、紧密连接蛋白和黏液分泌能力。研究中使用的PTFE-MNPLs包括两种类型：微米级（PTFE-MPLs）和纳米级（PTFE-NPLs）。通过动态光散射（DLS）、透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）等技术，研究人员对这两种塑料颗粒的物理化学特性进行了详细分析。结果表明，纳米塑料颗粒在形态、尺寸分布和分散性方面与微米颗粒存在显著差异，纳米颗粒更小、更均匀，且具有更高的表面活性。

研究发现，PTFE-MNPLs能够被肠道上皮细胞有效吸收，且吸收程度与颗粒尺寸密切相关。纳米颗粒表现出更高的细胞摄取率，尤其在细胞核和线粒体中显示出明显的富集现象。这种吸收能力不仅依赖于颗粒的物理特性，还可能与其化学组成和表面性质有关。相比之下，微米颗粒的摄取程度较低，主要分布在细胞质和细胞核附近。这些结果表明，纳米塑料颗粒由于其小尺寸和高表面积，更容易穿透细胞膜并进入细胞内部，从而对细胞结构和功能产生更深远的影响。

值得注意的是，尽管PTFE-MNPLs在实验条件下并未显著降低细胞活力，但它们对肠道屏障的完整性产生了显著影响。通过测量跨膜电位（TEER）的变化，研究人员发现，随着暴露浓度和时间的增加，PTFE-MNPLs对肠道屏障的破坏作用逐渐显现。特别是纳米颗粒，在较高浓度下对屏障模型的影响更为明显。这提示我们，PTFE-MNPLs虽然不直接导致细胞死亡，但可能通过干扰细胞间的连接结构，进而影响肠道屏障的功能，增加有害物质的渗透风险。

此外，PTFE-MNPLs的暴露还引发了显著的炎症反应。研究中通过测量IL-8的释放量，发现纳米颗粒在较高浓度下能够显著激活炎症信号通路，促进炎症因子的分泌。这与已知的微塑料对免疫系统的影响相一致，表明PTFE-MNPLs可能通过刺激炎症反应对肠道健康构成威胁。同时，研究还观察到线粒体膜电位的显著下降，说明PTFE-MNPLs对线粒体功能的干扰。线粒体是细胞能量代谢和氧化应激反应的核心，其损伤可能导致细胞功能紊乱、炎症加剧和DNA损伤。

在氧化应激方面，PTFE-MNPLs的暴露导致了细胞内活性氧（ROS）水平的显著上升。ROS的积累不仅影响细胞内的氧化还原平衡，还可能通过破坏抗氧化系统，引发一系列有害的生理反应。这些反应包括DNA损伤、蛋白质变性和脂质过氧化，进一步加剧细胞的应激状态。研究中采用彗星实验（comet assay）对DNA损伤进行了定量分析，发现纳米颗粒在暴露后的24至48小时内诱导了更严重的DNA断裂和氧化损伤，表明其对遗传物质的潜在威胁。

PTFE-MNPLs的这些生物效应，尤其是对线粒体和细胞核的干扰，挑战了传统上认为PTFE具有生物惰性的观点。尽管PTFE在化学上被认为不易与其他物质发生反应，但其物理特性，如尺寸和形态，决定了其在生物系统中的行为。纳米颗粒由于其高表面积和渗透能力，更容易引发生物反应，从而对健康构成潜在风险。此外，PTFE-MNPLs已被检测到存在于人体组织和体液中，进一步支持了其可能对人体健康造成影响的观点。

研究结果强调了在食品接触材料中使用PTFE的潜在风险，并指出需要对PTFE的长期暴露效应进行更深入的探索。尽管当前实验中未观察到明显的细胞毒性，但PTFE-MNPLs对肠道屏障的干扰、炎症反应的激活以及线粒体和DNA的损伤表明，其对健康的潜在影响可能比预期更为复杂。因此，有必要通过体外和体内模型，系统评估PTFE-MNPLs的慢性低剂量暴露效应，以更全面地了解其对人类健康的长期影响。

本研究的发现对于制定更严格的塑料材料监管政策具有重要意义。考虑到PTFE在日常烹饪中的广泛应用，以及其可能通过食物链进入人体的途径，应当加强对PTFE相关产品的安全评估。此外，研究还强调了开发更安全的替代材料的必要性，以减少对人类健康的潜在威胁。未来的研究应进一步探索PTFE-MNPLs的分子机制，明确其对肠道微环境的具体影响，并评估其在不同暴露条件下的生物活性。

综上所述，PTFE-MNPLs在人体肠道中的行为和影响远比人们之前所认知的要复杂。它们不仅能够穿透肠道屏障，还可能通过多种途径对细胞功能产生干扰，包括线粒体损伤、DNA破坏和炎症反应的激活。这些发现为理解PTFE在环境中的潜在危害提供了重要依据，并呼吁对PTFE在食品接触材料中的使用进行更深入的研究和更严格的监管。随着塑料污染问题的日益严重，确保塑料材料的安全性和环保性已成为全球共同关注的课题。