综述：微塑料在神经退行性疾病发病机制中的作用：阿尔茨海默病与帕金森病的共同病理生理通路

《Molecular and Cellular Biochemistry》：Do microplastics play a role in the pathogenesis of neurodegenerative diseases? Shared pathophysiological pathways for Alzheimer’s and Parkinson’s disease

本综述系统探讨了环境微塑料（MPs）暴露与阿尔茨海默病（AD）及帕金森病（PD）发病的潜在关联。文章指出，MPs可通过破坏血脑屏障（BBB）、诱发氧化应激、导致慢性神经炎症、线粒体功能障碍及蛋白质稳态失衡等多重通路，触发神经毒性反应，从而可能加速AD（Aβ斑块、tau蛋白缠结）和PD（α-突触核蛋白聚集、多巴胺能神经元丢失）的关键病理进程。该研究强调了MPs作为新兴环境风险因子在神经退行性疾病中的潜在作用，呼吁加强相关政策监管与深入机制研究。

　　

微塑料：无处不在的环境污染物与神经健康的新威胁

随着塑料污染的日益严重，微塑料（MPs）作为一种新兴环境污染物，已广泛存在于大气、水源、食物链乃至人体组织之中。据估计，成年人每年可能摄入高达12.1万颗MPs。尽管大部分可被排出体外，但因其不可生物降解的特性，残留部分会在体内长期累积，对健康构成潜在威胁。近年来，MPs与神经退行性疾病，特别是阿尔茨海默病（AD）和帕金森病（PD）的关联，已成为生命科学领域的研究热点。

微塑料如何进入大脑？

MPs进入大脑的关键障碍是血脑屏障（BBB）。研究表明，MPs可通过多种机制穿越BBB。尺寸较小的MPs（<0.5 μm）可能通过转胞吞作用穿越细胞，而较大的颗粒则可能通过受体介导的吞噬作用或内吞作用被细胞摄取。此外，环境老化（如紫外线照射、风化）会改变MPs的表面性质，增强其穿透生物屏障的能力。动物实验发现，口服聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）可在两小时内进入脑组织。更令人担忧的是，MPs还可通过嗅神经通路，经鼻腔直接进入大脑，完全绕过BBB的防护。一项2024年的研究甚至在人类逝者的嗅球中检测到了MPs的存在。

MPs在脑内的分布并非均匀。研究发现，在人类额叶皮层（负责高级认知功能）中MPs的积累浓度较高，并且在神经退行性疾病患者的大脑样本中，MPs更易富集于胶质细胞和脑血管壁等与免疫和炎症反应相关的区域。这种区域特异性的积累模式，可能与其对不同脑功能的影响密切相关。

微塑料触发的共同神经毒性通路

MPs进入脑组织后，可能通过一系列相互关联的机制引发神经毒性，这些机制是AD和PD等多种神经退行性疾病的共同病理基础。

神经炎症的恶性循环：MPs被大脑中的常驻免疫细胞——小胶质细胞识别并吞噬后，会激活这些细胞。被激活的小胶质细胞会极化为促炎的M1表型，释放大量肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）和IL-6等炎性因子，同时产生活性氧（ROS），启动神经炎症反应。星形胶质细胞也会被MPs激活。慢性的神经炎症会进一步破坏BBB的完整性，形成恶性循环，持续损害神经元。

氧化应激与线粒体功能障碍：MPs可通过直接和间接途径诱导氧化应激。一方面，被细胞摄入的MPs可定位到线粒体，干扰其电子传递链，导致ROS大量产生。另一方面，环境中老化的MPs表面本身可能携带自由基。氧化应激会消耗超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶的活性，导致脂质过氧化（如MDA水平升高）和DNA损伤。能量工厂线粒体的功能障碍，使得神经元能量代谢失衡，更容易走向凋亡。

血脑屏障的功能瓦解：MPs能够下调紧密连接蛋白（如claudin、occludin、ZO-1）的表达，使BBB结构变得松散，通透性增加。渗漏的BBB不仅让更多的MPs和外周免疫细胞进入大脑，还使大脑暴露于血液中的其他神经毒素之下，极大地加剧了脑内环境的紊乱。

微塑料与阿尔茨海默病（AD）的特异性关联

除了上述共同通路，MPs还可能通过以下机制特异性促进AD的病理发生：

促进Aβ产生与聚集：研究发现，聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）的疏水表面可作为“种子”，促进Aβ₄₀和Aβ₄₂单体的成核和聚集，形成有毒的Aβ寡聚体和斑块。同时，MPs诱导的氧化应激会抑制胰岛素降解酶、脑啡肽酶等负责清除Aβ的蛋白酶活性，导致Aβ在脑内加速累积。

加剧tau蛋白病理：MPs引起的线粒体功能障碍和能量（ATP）短缺，会损害神经元的轴突运输系统，导致tau蛋白在神经元内异常滞留和磷酸化，形成神经纤维缠结（NFTs），破坏微管稳定性。

自噬-溶酶体系统失灵：细胞在尝试降解摄入的MPs时，会导致溶酶体功能紊乱。同时，MPs相关的氧化应激也会损害溶酶体膜。此外，MPs还能抑制细胞自噬过程。自噬-溶酶体通路是清除细胞内异常蛋白聚合物的关键系统，该系统的失效直接导致Aβ和tau蛋白的清除受阻，加剧AD病理。

表观遗传干扰：动物研究表明，MPs暴露可引起DNA甲基化模式的改变（如DNA甲基转移酶表达下调），导致与抗氧化应激（如sod、cat）、神经发生和突触功能相关基因的表达异常。这些表观遗传变化可能长期影响神经元的健康，增加AD易感性。

微塑料与帕金森病（PD）的特异性关联

MPs对PD的潜在影响则聚焦于多巴胺能神经元和α-突触核蛋白：

触发α-突触核蛋白聚集：带负电的纳米塑料与α-突触核蛋白的特定结构域具有高亲和力，能直接加速其错误折叠和纤维形成。这些异常聚集的α-突触核蛋白表现出类似朊蛋白的传播特性，可从局部区域扩散到整个大脑。MPs同时引起的溶酶体和自噬功能障碍，使得这些聚集物无法被有效清除，最终形成路易体（Lewy Bodies）。

靶向多巴胺能神经元：黑质致密部的多巴胺能神经元因其高代谢率和多巴胺代谢本身产生的氧化压力，对MPs诱导的氧化应激特别敏感。MPs导致的线粒体功能损害和能量危机，会优先诱发这类神经元的凋亡。

肠-脑轴紊乱：MPs经口摄入后，会物理破坏肠道屏障，引起肠道菌群失调（dysbiosis），例如厚壁菌门（Firmicutes）增加而拟杆菌门（Bacteroidetes）减少。肠道菌群的紊乱会导致短链脂肪酸（SCFAs）等有益代谢物减少，促炎细胞因子增多，引发全身性炎症。根据Braak假说，PD病理可能起源于肠道神经系统，异常的α-突触核蛋白可沿迷走神经逆行传播至大脑。MPs诱导的肠-脑轴失调可能正是PD病理启动和传播的“导火索”。

总结与展望

尽管现有证据（主要来自细胞和动物实验）强烈提示MPs暴露可能通过多种错综复杂的通路增加AD和PD的发病风险，但确立其与人类神经退行性疾病之间的直接因果关系仍需长期、规范的流行病学研究。当前研究的局限性在于过度依赖聚苯乙烯（PS）这一种MPs模型，而环境中更常见的聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等的影响尚不清楚。未来研究亟需建立标准化的MPs暴露模型，开展针对高风险人群（如塑料行业工人）的长期追踪，并开发用于评估人体MPs负荷和早期神经损伤的生物标志物。厘清MPs的神经毒性机制，不仅对揭示神经退行性疾病的环境病因至关重要，也将为制定公共卫生政策和环境风险管控提供科学依据，以应对这一“寂静的”环境污染带来的长期健康挑战。