PET微塑料与邻苯二甲酸二甲酯联合暴露诱导大鼠氧化应激与肝损伤的机制研究

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:Chemosphere 8.1

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  针对微塑料(PET)与塑化剂(DMP)联合毒性的研究空白,研究人员通过28天大鼠实验发现高剂量共暴露组(PET 5 mg + DMP 25 mg/kg/day)血浆8-OHdG水平显著升高(27.99±3.02 vs 10.65±1.12 ng/mL),伴随严重肝脂肪变性(肝重13.88±0.95 vs 9.38±0.62 g),揭示二者协同作用通过氧化DNA损伤和抑制OGG1修复通路加剧肝病理损伤,为环境污染物健康风险评估提供新证据。

  

在塑料制品泛滥的今天,微塑料污染已成为全球性环境健康危机。作为饮料包装主要材料的聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)在环境中降解产生的微塑料(<5 mm),与广泛使用的塑化剂邻苯二甲酸二甲酯(DMP)形成"污染组合拳"。这两种物质在环境中常相伴出现,但它们的协同毒性机制却鲜有研究。更令人担忧的是,已有证据表明微塑料能携带塑化剂进入生物体,而DMP本身具有内分泌干扰作用,可能通过破坏细胞膜促进微塑料内化,形成毒性放大效应。

印度尼西亚大学医学院的研究团队在《Chemosphere》发表的研究,首次系统评估了PET微塑料与DMP联合暴露对哺乳动物的多重毒性效应。研究人员采用机械研磨法制备PET微塑料,通过FTIR-ATR(傅里叶变换红外光谱-衰减全反射)确认材料纯度达94.31%,随后对雄性Sprague-Dawley大鼠进行28天分层暴露实验,重点检测氧化应激标志物8-羟基-2′-脱氧鸟苷(8-OHdG)、DNA修复基因OGG1表达及肝肾功能指标。

关键技术包括:改良机械研磨法制备标准PET微塑料;建立大鼠分层暴露模型(单独/联合暴露组);ELISA检测血浆8-OHdG水平;qPCR分析OGG1基因表达;组织病理学评估肝肾功能损伤。

氧化DNA损伤显著但修复机制受限
高剂量共暴露组(PET 5 mg + DMP 25 mg/kg/day)血浆8-OHdG水平达27.99±3.02 ng/mL,较对照组(10.65±1.12 ng/mL)升高2.6倍(p<0.05),证实氧化DNA损伤加剧。但关键修复基因OGG1表达无显著变化(p=0.5736),提示修复系统可能已超负荷或存在表观遗传调控障碍。

肝脏成为毒性攻击主要靶点
组织病理学显示共暴露组出现严重肝脂肪变性和细胞变性,肝重显著增加至13.88±0.95 g(对照组9.38±0.62 g,p<0.01),符合"双重打击"病理模型——微塑料物理刺激与DMP化学毒性协同破坏肝细胞稳态。值得注意的是,虽然肾脏出现肥大现象,但未见明显结构损伤,说明肝脏是更敏感的靶器官。

分子互作机制有待破解
研究推测DMP的膜损伤特性可能促进PET颗粒内化,但具体相互作用通路尚未明确。肝脏作为主要代谢器官,其丰富的CYP450酶系可能将DMP转化为更具活性的代谢产物,与PET颗粒形成复合毒性。

这项研究首次揭示PET微塑料与DMP联合暴露通过氧化应激-修复失衡通路导致哺乳动物肝损伤的完整证据链。其价值不仅在于证实环境污染物"1+1>2"的协同效应,更提示现行基于单一物质的安全限值可能严重低估实际风险。特别是肝脏病理改变与代谢综合征特征高度吻合,为解释环境污染与代谢疾病流行关联提供了新视角。未来研究需聚焦PET-DMP复合物在细胞器水平的动态分布,以及表观遗传修饰在修复基因沉默中的作用,这些发现将为制定复合污染物监管标准奠定科学基础。

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