你的大脑里充满了微塑料:它们会伤害你吗?

【字体: 时间:2025年02月13日 来源:Nature

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  塑料已经渗透到地球的每一个角落,包括你的肺、肾脏和其他敏感器官。科学家们正在努力了解它们对健康的影响。

  

一小片人脑在加入碱液后开始融化。在接下来的几天里,这种腐蚀性化学物质会消融其中的神经元和血管,最终留下一种含有数千个微小塑料颗粒的浆液。

毒理学家Matthew Campen一直在用这种方法分离和追踪人类肾脏、肝脏,尤其是大脑中发现的微塑料和更小的纳米塑料。在阿尔伯克基新墨西哥大学工作的Campen估计,他可以从捐赠的人类大脑中分离出大约10克塑料,这相当于一支未用过的蜡笔的重量。

微塑料几乎无处不在:在偏远的岛屿上、南极洲的新雪中、西太平洋的马里亚纳海沟底部、食物中、水中,以及我们呼吸的空气中。像Campen这样的科学家发现,微塑料已经遍布人体。

然而,检测只是第一步。精确地确定这些塑料在人体内的作用以及它们是否有害要困难得多。这是因为没有一种“标准”的微塑料。它们有各种各样的大小、形状和化学成分,每一种都能以不同的方式影响细胞和组织。

尽管微塑料无处不在,但很难确定人们接触到哪些微塑料,它们是如何接触到的,以及哪些颗粒进入了身体的角落和缝隙。Campen从尸体上收集的样本反过来可以用来测试活体组织对人们随身携带的各种塑料的反应。

“病态地说,我能想到的获得好的、相关的微塑料的最佳来源是把整个人脑消化掉。” Campen说。

世界迫切需要数据。例如,德国消费者在2023年将食品中的微塑料列为他们最关心的环境健康问题。一项可能限制塑料生产的全球条约的谈判正在进行中。由于分析方法不足、污染风险以及不同领域的科学家之间缺乏合作,研究结果缓慢流出。“目前还没有食谱。没有标准操作程序手册。” 佛罗里达州坦帕市莫菲特癌症中心的癌症研究员Katherine Egan说,“我们必须边做边补,这是一个过程。”

但有迹象表明,科学家们正在解决这些问题,这一领域正在走向成熟。Campen是开发非常规方法和组建跨学科科学家团队的研究人员骨干之一。他们在和时间赛跑。塑料生产始于不到一个世纪前,每年都达到历史最高水平,这种材料需要数百年甚至数千年的时间来降解,这将在这个过程中产生数万亿个微塑料。

“到处都是微塑料。” 荷兰瓦赫宁根大学的环境化学家Bart Koelmans说,“我们逃不掉。”

Koelmans在挪威科技大学的生物学家Martin Wagner表示,微塑料这个术语是在20年前创造的,但直到过去10年,研究人员才从研究环境和动物中的颗粒发展到评估它们对人类健康的影响。“这是一个年轻的领域。” 他说。

Campen的团队已经发现了严峻的结果:根据他的团队本月发表在《自然医学》(Nature Medicine)上的研究结果,随着制造的塑料数量急剧增加,大脑、肝脏和肾脏中发现的微塑料浓度也在急剧增加。平均而言,2024年大脑样本中的微塑料水平比2016年样本高出约50%。大脑样本的微塑料含量是肝脏和肾脏样本的30倍。

1月2日发表的另一项研究可能会为这些粒子如何聚集提供线索。研究人员给小鼠喂食掺有微塑料的水,并追踪这些颗粒在小鼠体内的运动。研究人员发现,这些塑料被免疫细胞吞噬,最终堆积在大脑的小血管里,阻塞了它们。

塑料对人体器官的影响有待深入研究。当科学家在实验室中向人体组织样本中添加微塑料时,可能会导致细胞死亡、免疫反应和组织损伤。数百项研究将动物(主要是水生生物)暴露在微塑料中,发现这些颗粒会堵塞它们的肠道或阻碍它们的繁殖能力。根据这些发现,研究人员怀疑这些颗粒可能与癌症、心脏和肾脏疾病、阿尔茨海默病或人类的生育问题有关。

但目前还没有证据表明微塑料直接导致人类健康状况不佳,只有数据显示两者之间存在联系。2024年3月发表的一项具有里程碑意义的研究报告称,在接受心脏手术的约250名患者中,近60%的人的大动脉中存在微塑料或纳米塑料。那些接受整形手术的人在手术后三年内心脏病发作、中风或死亡的可能性是没有接受整形手术的人的4.5倍。

然而,正如该研究的作者所承认的那样,塑料的存在可能与其他影响健康的因素有关,比如饮食或社会经济地位。

这一领域在过去十年中得到了发展:例如,2014年发表的20篇论文中包含了爱思唯尔的Scopus数据库中列出的关键词“微塑料”。2024年出版了近6000篇。7年前,也就是2018年,美国国立卫生研究院(NIH)首次发放了“微塑料”一词的拨款。从那时起,该机构资助了超过45个项目。

但随着资金的流入和兴趣的增长,研究人员仍在开发方法。新泽西州皮斯卡塔韦市罗格斯大学(Rutgers University)的毒理学家Phoebe Stapleton研究塑料对怀孕期间的影响,她说,这种创新的爆发令人兴奋。但这也意味着每个科学家团队都在开发和使用不同的分析方法来检测和表征微塑料。目前还没有很多研究分析每种方法的信度或效度。

新墨西哥大学(University of New Mexico)研究颗粒对消化系统和免疫系统影响的粘膜免疫学家Eliseo Castillo说,由于缺乏标准化,很难对不同小组的研究进行面对面的比较。

例如,许多研究使用原始的微塑料——比如小球体——这并不能代表环境中发现的颗粒的多样性。一些研究人员认为,它们是可用的最容易获得和标准化的微塑料,而另一些人则认为它们是浪费钱,因为它们与人们接触的微塑料非常不同。“我们疯狂地捍卫我们的领域”,Campen说,这最终会阻碍对结论性数据的研究。塑料本身有许多变量,包括尺寸、形状和成分。许多塑料表面都涂上了1万多种化学添加剂中的一种,使它们更柔韧、阻燃或可降解。此外,塑料对每个器官或细胞类型的影响可能不同。例如,锋利的微塑料碎片在脆弱的肺部环境中可能比在喉咙中更具破坏性。

纽约罗切斯特大学医学中心的吸入毒理学家Alison Elder说,剂量和摄入途径也很重要。她说:“吸入途径是一个主要问题,因为如果吸入的塑料可以进入肺部深处并引起炎症反应,它们不需要去任何地方就会导致健康问题。”

Stapleton说,虽然该领域开发了各种工具,并找出了每种工具的优缺点,但对研究人员来说,使用多种方法来确认他们发现的粒子的特征将是很重要的。

伦敦帝国理工学院的环境毒理学家Stephanie Wright说,特别值得关注的是被吸入和摄入的最小的塑料——直径小于1微米的颗粒——被称为纳米塑料(一些人认为直径更小,约为0.1微米)。根据摄入途径的不同,一些数据表明,许多比这更大的颗粒通过消化系统并被排出体外。然而,纳米塑料可能会被吸收到细胞中,而人体并没有建立消化或排出它们的机制。

例如,Stapleton和她的同事们发现,在大鼠怀孕期间,胎盘不能作为纳米颗粒的屏障,纳米塑料从母亲传递给胎儿,并迅速分散在胎儿组织中。Stapleton说,了解这些粒子在那里的作用将是很重要的,特别是因为它们在胎儿中占据的空间与完全成年的成年人相比不成比例。


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