综述:甲壳类动物中微塑料对人类健康的潜在风险:转移、降解、协同与代谢

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:Critical Reviews in Food Science and Nutrition 8.8

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  这篇综述系统阐述了甲壳类动物中微/纳米塑料(MNPs)的生物转化机制与生态健康风险,创新性地揭示了南极磷虾消化过程中微塑料(MPs)向纳米塑料(NPs)的转化现象,为理解MNPs沿食物链的复合毒性机制(包括代谢途径、肠道菌群互作及多糖/蛋白调控作用)提供了重要理论框架。

  

微塑料在甲壳类动物中的生态旅程

Abstract摘要
微/纳米塑料(MNPs)在甲壳类动物体内经历复杂的生物转化过程。南极磷虾消化系统的研究发现,微塑料(MPs)可被降解为纳米塑料(NPs),这种粒径变化显著增强了其生物利用度。更值得注意的是,MNPs能与重金属、持久性有机污染物等环境污染物产生协同效应,通过"特洛伊木马效应"加剧毒性。

转移途径与生物放大
甲壳类作为海洋食物链关键环节,其体内MNPs主要通过三种途径转移至人体:1)直接食用含MPs的甲壳类制品;2)通过消化系统释放的NPs被次级消费者摄取;3)与蛋白质/多糖结合的MNPs复合物在食物链中生物放大。研究显示,每克磷虾消化道内容物可检出多达2000个MNPs颗粒,其中约15%粒径<100nm。

降解机制新发现
南极磷虾消化酶系统可将MPs裂解为NPs,该过程涉及:1)胃蛋白酶介导的表面腐蚀;2)肠碱性磷酸酶催化的酯键断裂;3)几丁质酶辅助的物理破碎。这种生物降解产生的NPs比原始MPs具有更高的细胞膜穿透能力,其比表面积增大100-1000倍,显著提升污染物吸附容量。

协同毒性效应
MNPs与共污染物的联合毒性呈现剂量依赖性:1)低浓度(<1mg/L)时主要表现为吸附-解离平衡;2)中浓度(1-10mg/L)诱发氧化应激和线粒体损伤;3)高浓度(>10mg/L)导致溶酶体膜破裂和细胞凋亡。特别值得注意的是,MNPs-镉复合物的毒性比单一污染物高出3-5倍。

代谢与健康风险
人体摄入MNPs后主要经历:1)口腔阶段与唾液淀粉酶相互作用;2)胃部酸性环境促使金属离子解离;3)肠道菌群介导的降解产生次级微塑料。流行病学数据显示,经常食用含MNPs海鲜的人群粪便中MNPs含量高达103-105颗粒/克,与肠道炎症标志物呈正相关。

未来研究方向应包括:1)建立甲壳类MNPs安全阈值;2)阐明肠道菌群-MNPs互作机制;3)开发多糖/蛋白质调控MNPs代谢的新策略。这些发现为评估MNPs生态风险提供了新的生物标志物和理论依据。

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