欧洲海鲈（Dicentrarchus labrax）幼鱼不同组织中摄入的微塑料大小和数量的差异

《Marine Environmental Research》：Variation of ingested microplastic size and quantity in different tissues of juvenile European seabass, Dicentrarchus labrax

本研究通过16周 controlled feeding实验，探究1-5μm荧光微塑料在幼年欧洲海鲈鱼肠道、血液、鳃、肝和肌肉中的分布规律。结果表明血液中微塑料含量最高（54.6±46.3 MP/g），其次为肠道（26.8±18.7 MP/g）和鳃（9.8±9.4 MP/g），而肝和肌肉含量较低（0.6±1.5和0.4±0.3 MP/g）。不同尺寸微塑料在组织中的分布存在显著差异，1-2μm颗粒主要富集于肠道和血液，4-5μm颗粒则更多存在于肝和肌肉。该研究为评估水产品中微塑料生物累积风险提供了重要数据支撑。

　　微塑料（Microplastics, MPs）作为一种全球性环境污染物，近年来受到了广泛关注。它们不仅对海洋生态系统构成威胁，还可能通过食物链影响人类健康。研究微塑料在生物体内的迁移和累积情况，有助于评估其对生物体生理功能和潜在对人体健康影响的风险。本文聚焦于欧洲 seabass（Dicentrarchus labrax）这一重要经济鱼类，通过系统性的实验设计，分析了其在不同组织中微塑料的分布特征和迁移机制，为理解微塑料对水产养殖和野生鱼类的影响提供了新的视角。

### 微塑料在生物体内的迁移与累积

微塑料因其微小的体积和表面特性，能够被多种生物体摄取，并可能在体内迁移至不同的组织器官。这种迁移现象不仅影响生物体的健康，还可能通过食物链传递到更高营养级的生物，最终影响人类。在海洋生物中，微塑料的摄入主要通过摄食行为发生，包括滤食、悬浮摄食以及通过呼吸作用吸附在鳃上。研究发现，微塑料在某些物种中的迁移能力较强，例如贻贝，其微塑料可以从消化道迁移到循环系统，而在螃蟹中，微塑料主要停留在鳃的表面，未见其进入体内。因此，区分微塑料的外部滞留与内部迁移对于评估其生态风险至关重要。

在鱼类中，由于其具有封闭的循环系统，微塑料一旦进入消化道，便可能通过肠道上皮层进入血液，随后分布至其他组织如肝脏、鳃和肌肉。肝脏因其丰富的血管网络，成为微塑料迁移的重要靶点。研究发现，某些鱼类在暴露于微塑料污染水体后，肝脏中微塑料的积累显著增加。例如，斑马鱼（Danio rerio）在仅一周的微塑料暴露后，肝脏中就出现了明显的微塑料沉积。这种现象表明，微塑料可能通过血液循环进入肝脏，并在其中积累。同时，微塑料还可能通过鳃进入体内，因为鳃是鱼类呼吸的主要器官，同时也是微塑料接触水体的第一道屏障。

### 实验设计与方法

为了系统研究微塑料在欧洲 seabass 中的迁移路径，研究人员设计了一项控制实验，其中将荧光标记的微塑料（1–5 μm）添加到实验鱼的饲料中，并持续喂养14周。实验采用循环水养殖系统（RAS），确保水质稳定，同时通过三层过滤系统（1 μm）防止微塑料污染。实验结束后，从40条欧洲 seabass 中收集了血液、肠道、鳃、肝脏和肌肉组织样本，并通过化学消化和荧光显微镜进行分析。

实验中使用了10%的氢氧化钾（KOH）对组织样本进行消化处理，以去除组织中的有机成分，从而更有效地提取微塑料。消化效率在不同组织中存在差异，例如肠道和血液的消化效率分别为99.63%和98.70%，而鳃的消化效率为94.15%，但通过手动去除鱼骨后提高至98.43%。肝脏和肌肉的消化效率同样很高，分别达到99.43%和99.53%。为了确保实验的准确性，所有样本的处理均遵循严格的质量控制流程，包括使用独立的玻璃过滤器、清洁的实验工具和每日更换的过滤系统，以防止交叉污染。

微塑料的检测采用手动荧光显微镜和图像分析技术。研究人员对每张滤膜进行仔细观察，并根据显微镜下的视野范围，仅分析覆盖标准载玻片（76×26 mm）的部分。通过这种方法，研究人员能够统计不同大小的微塑料数量，并计算其在每种组织中的分布密度（MPs/g）。此外，所有样本的处理均在无尘环境中进行，实验人员穿戴棉质实验服和丁腈手套，以减少空气和样本间的污染风险。

### 微塑料在不同组织中的分布

实验结果显示，微塑料在不同组织中的分布存在显著差异。血液中的微塑料含量最高，平均为54.6 ± 46.3 MPs/g，其次是肠道（26.8 ± 18.7 MPs/g）和鳃（9.8 ± 9.4 MPs/g）。相比之下，肝脏和肌肉中的微塑料含量较低，分别为0.6 ± 1.5 MPs/g和0.4 ± 0.3 MPs/g。这种分布差异可能与组织的生理功能和微塑料的迁移能力有关。例如，血液作为循环系统的一部分，能够将微塑料输送至全身，因此其含量较高；而肝脏则因其代谢功能和解毒能力，可能对微塑料具有一定的清除作用，导致其含量相对较低。

微塑料的大小分布也呈现出组织特异性。在肠道中，1–2 μm 的微塑料占比最高，分别为52%和34%；而在血液和鳃中，2 μm 的微塑料含量最高，占总数量的49%和37%。肝脏中微塑料的大小分布则与肠道和血液不同，4–5 μm 的微塑料占比最高，约为47%和32%。这一现象表明，不同大小的微塑料在生物体内的迁移和累积机制存在差异。例如，较小的微塑料可能更容易通过肠道上皮细胞的跨细胞吸收或旁细胞扩散进入循环系统，而较大的微塑料则可能通过鳃的非选择性吸附或肠道的被动渗透进入体内。

### 微塑料迁移的机制

微塑料的迁移机制主要包括主动摄取和被动吸收。主动摄取通常涉及吞噬作用，即生物体通过细胞膜包裹微塑料形成内部囊泡，将其运送至不同组织。而被动吸收则可能通过细胞间的间隙扩散或细胞膜的渗透作用发生。在实验中，研究人员发现，肠道和鳃是微塑料迁移的主要途径，而血液则作为微塑料在体内分布的重要载体。此外，肝脏和肌肉中的微塑料含量较低，但其分布模式仍具有一定的规律性，例如4–5 μm 的微塑料在肝脏和肌肉中更为常见。

值得注意的是，微塑料的迁移能力与它们的大小密切相关。较小的微塑料（<5 μm）更容易通过生物屏障进入组织，而较大的微塑料则可能滞留在消化道或通过其他途径排出体外。例如，研究表明，微塑料的迁移率在不同物种中存在显著差异，某些鱼类的肠道对微塑料的吸收能力较强，而另一些鱼类则主要通过鳃进行微塑料的吸附。这种差异可能与鱼类的生理结构、微塑料的表面特性以及环境因素有关。

### 研究的意义与局限性

本研究首次定量分析了欧洲 seabass 在摄入微塑料后，其在血液、肠道、鳃、肝脏和肌肉中的分布情况。这一发现不仅有助于理解微塑料在鱼类体内的迁移路径，还为评估其对人类健康的影响提供了依据。由于欧洲 seabass 是重要的经济鱼类，其体内微塑料的积累可能对水产养殖业和食品安全构成潜在威胁。因此，未来需要进一步研究其他商业鱼类的微塑料迁移情况，并结合实际环境条件，评估微塑料对生态系统和人类健康的长期影响。

然而，本研究仍存在一定的局限性。首先，实验仅使用了单一批次的微塑料（1–5 μm），未考虑自然界中微塑料的多样性，包括不同形状、材质和表面性质的微塑料。其次，实验未涉及微塑料在不同器官中的滞留时间，因此无法全面评估其在体内的动态变化。此外，研究仅关注了微塑料的摄入和迁移，未深入探讨其在体内的代谢和毒性作用。未来研究应考虑使用更接近自然环境的微塑料样本，并结合更广泛的组织分析，以全面了解微塑料对生物体的影响。

### 结论与建议

本研究的结果表明，微塑料在欧洲 seabass 体内存在明显的组织特异性和大小依赖性。血液和肠道是微塑料迁移的主要途径，而肝脏和肌肉中的微塑料含量较低，但其分布模式仍具有一定的规律性。这一发现强调了微塑料在生物体内的迁移能力，并突显了其对生态系统和人类健康的潜在风险。为了更全面地评估微塑料的影响，未来研究应扩展到其他商业鱼类，并结合更复杂的微塑料类型，以模拟真实环境条件。

此外，实验中使用的荧光微塑料虽然有助于追踪微塑料的迁移路径，但其在自然环境中的代表性有限。因此，未来研究应考虑使用更接近自然环境的微塑料样本，以提高实验的生态相关性。同时，应进一步探讨微塑料在不同器官中的滞留时间及其对生物体的长期影响。通过这些研究，可以更准确地评估微塑料对水生生物和人类健康的潜在风险，并为制定有效的防控措施提供科学依据。