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综述:微塑料对人类肾脏健康的威胁:肾毒性机制与未来研究方向
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月11日 来源:Environmental Research 7.7
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这篇综述系统阐述了微塑料(MPs)对人类肾脏健康的潜在威胁,指出其可通过吸入、口服和血管注射途径进入肾脏,并首次提出"过滤-重吸收-转运"的肾排泄假说。文章揭示了MPs短期暴露可诱发氧化应激导致内质网(ER)应激和炎症反应,长期接触则可能通过铁死亡(ferroptosis)介导肾纤维化,特别强调特定粒径范围的MPs表现出更显著的肾毒性,并通过肠-肾轴激活补体系统C5a/C5aR通路。鉴于现有研究局限,作者呼吁亟需探究环境实际浓度MPs的肾脏影响及毒性缓解策略。
微塑料入侵肾脏的多重路径
通过口服、吸入和血管注射三种主要途径,微塑料(MPs)可突破人体屏障抵达肾脏。不同于皮肤接触仅滞留毛囊,这些直径<5mm的颗粒能穿越生物膜屏障,其中肺部沉积浓度显著高于肠道。2023年里程碑研究首次在肾切除患者组织及健康者尿液中检出MPs,证实其具备肾脏归巢能力和泌尿排泄特性。
"过滤-重吸收-转运"假说
基于肾小球滤过屏障的分子筛效应,粒径<8nm的颗粒可自由滤过,而较大颗粒可能通过足细胞裂隙膜选择性通过。近端小管上皮细胞通过巨胞饮作用重吸收MPs后,部分颗粒可能经转胞作用进入循环系统。这种动态过程解释了为何尿液中MPs检出率低于理论过滤量。
粒径依赖的肾毒性特征
研究发现肾毒性不与MPs粒径呈线性相关,0.1-1μm区间颗粒表现出最强毒性效应。HEK293细胞实验显示,虽然肝脏细胞对MPs的内化率是肾脏细胞的5倍,但肾细胞死亡率更高,提示肾脏对MPs具有特殊敏感性。这种"尺寸窗口效应"可能与溶酶体逃逸机制和线粒体损伤阈值相关。
分子层面的毒性机制
短期暴露触发经典的三联毒性反应:①活性氧(ROS)爆发导致内质网(ER)应激,激活未折叠蛋白反应(UPR)通路;②NLRP3炎症小体介导IL-1β释放;③过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)信号紊乱引发脂代谢异常。长期暴露则通过谷胱甘肽(GSH)耗竭和脂质过氧化,诱发铁死亡依赖性肾纤维化。
肠-肾轴的补体风暴
口服暴露的MPs展现出独特的毒性模式:肠道菌群紊乱促使补体成分C5a经血液循环抵达肾脏,与肾小球足细胞表面C5aR结合后,触发MAC膜攻击复合物形成,这种跨器官对话机制为理解MPs的远程毒性提供了新视角。
未来研究亟待突破的瓶颈
当前研究多采用超高浓度MPs(毫克/毫升级),远高于环境实际暴露量(纳克/升级)。需要开发超灵敏检测技术追踪组织级MPs分布,并探索维生素E、铁螯合剂等潜在干预手段。特别值得注意的是,塑料添加剂(如邻苯二甲酸盐)与MPs的协同毒性效应尚未阐明。
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