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综述:微塑料和纳米塑料对肾脏及心血管系统的影响
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月20日 来源:Nature Reviews Nephrology
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(编辑推荐)本文系统综述了环境污染物微塑料(MPs)和纳米塑料(NPs)通过空气、食物链等途径进入人体后,在肾脏和心血管系统中的蓄积毒性机制,包括氧化应激、细胞凋亡、代谢紊乱等,特别指出透析患者的高暴露风险及与心血管疾病(CVD)的关联,并提出生物降解、滤膜技术等防控策略。
微塑料和纳米塑料的暴露途径与人体分布
环境中粒径小于5 mm的微塑料(MPs)及小于100 nm的纳米塑料(NPs)通过饮用水、海产品摄入及空气悬浮颗粒吸入等途径进入人体。质谱分析显示,这些颗粒可穿透生物屏障,在心脏、肾脏、肝脏等器官中检出,血液和尿液样本中也存在其代谢产物。
肾脏系统的特异性损伤机制
肾小球滤过屏障和肾小管上皮细胞是MPs/NPs的主要靶点。动物实验证实,聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(PS)颗粒会诱发肾小管上皮细胞线粒体膜电位下降,导致活性氧(ROS)爆发性积累,激活NLRP3炎症小体通路。值得注意的是,慢性肾病(CKD)患者接受透析治疗时,透析膜对塑料颗粒的截留效率不足可能造成二次暴露。
心血管毒性及其协同效应
冠状动脉内皮细胞对NPs的摄取可引发血管内皮功能障碍,表现为一氧化氮(NO)合成酶活性抑制和血管黏附分子(VCAM-1)过表达。斑马鱼模型研究发现,当NPs与镉(Cd2+)共存时,心肌细胞凋亡率提升3.2倍,提示重金属与塑料的协同毒性不容忽视。流行病学数据显示,颈动脉斑块中MPs含量与心肌梗死发生率呈正相关(p<0.01)。
风险防控与未来挑战
当前防控策略聚焦于:1)开发可降解聚乳酸(PLA)替代传统塑料;2)优化反渗透(RO)膜过滤精度至0.1 μm;3)利用蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)的生物酶解作用。但NPs在组织中的长期蓄积剂量效应、跨代遗传毒性等仍是待解难题。
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