综述：微（纳米）塑料暴露诱导神经毒性的机制研究进展

《All Life》：Research progress in mechanisms of neurotoxicity induced by micro(nano)plastic exposure

这篇综述系统阐述了微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）通过摄入、吸入和皮肤接触等途径进入人体后，对神经系统造成的多重毒性机制，包括氧化应激（OS）、线粒体损伤、血脑屏障（BBB）破坏及肠道-脑轴介导的神经毒性等，并探讨了潜在干预策略如褪黑素和益生菌的应用价值。

　　

微（纳米）塑料暴露诱导神经毒性的机制研究进展

摘要

微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）可通过摄入、吸入和皮肤接触等途径在神经系统中积累，导致神经元结构改变、神经发育抑制以及认知功能障碍等神经毒性效应。本文综述了MPs/NPs的潜在神经毒性机制，包括细胞层面的氧化应激（OS）、线粒体功能障碍和DNA损伤，神经化学层面的乙酰胆碱酯酶（AChE）活性抑制和神经递质失衡，以及系统性效应如血脑屏障（BBB）破坏和肠道-脑轴介导的神经炎症。此外，还探讨了褪黑素、益生菌等干预策略的潜在应用价值。

引言

塑料在自然环境中逐渐降解为MPs（≤5 mm）和NPs（≤100 nm），其高表面积和表面功能化特性增强了有害物质的吸附能力。研究表明，NPs在脑部的浓度可达其他器官的10-20倍，提示神经系统是其关键靶点。本文基于2000-2025年的文献，系统分析了MPs/NPs的神经毒性机制。

进入人体的途径

MPs/NPs主要通过以下途径进入人体：

1. 1.

   摄入：通过污染的水源和食物链（如鱼类和贝类）进入消化道，其中粒径<10 μm的颗粒可穿透肠黏膜。

2. 2.

   吸入：大气中的塑料纤维经呼吸道进入肺部，部分NPs可通过嗅觉神经直接进入大脑。

3. 3.

   皮肤接触：化妆品和纺织品中的NPs（<100 nm）可穿透角质层，经血液循环到达脑部。

神经毒性效应

1. 1.

   神经元结构改变：PS-MPs暴露导致小鼠前额叶皮层神经元树突长度和分支点减少，与氧化应激和脑源性神经营养因子（BDNF）表达下调相关。

2. 2.

   神经发育抑制：NPs通过抑制Wnt信号通路，减少神经前体细胞和神经元数量，影响脑器官发育。

3. 3.

   行为与认知障碍：MPs积累在海马体和前额叶皮层，引发学习记忆能力下降及焦虑样行为。

4. 4.

   神经退行性疾病：NPs加速α-突触核蛋白（NACore）和β-淀粉样蛋白（Aβ）聚集，加剧帕金森病（PD）和阿尔茨海默病（AD）病理。

毒性机制

1. 1.

   氧化应激（OS）：NPs通过激活NADPH氧化酶产生过量活性氧（ROS），导致DNA损伤和AChE活性抑制。

2. 2.

   炎症反应：微胶质细胞M1极化促进IL-1β和IL-18释放，触发细胞焦亡（pyroptosis）。

3. 3.

   线粒体损伤：PS-NPs干扰复合体I功能，降低ATP合成，激活AMPK/ULK1通路诱导线粒体自噬。

4. 4.

   肠道-脑轴：NPs改变肠道菌群（如脱硫弧菌属），通过IL-17C信号诱发脑部炎症。

干预策略

1. 1.

   抗氧化剂：褪黑素修复线粒体功能，维生素E逆转OS损伤。

2. 2.

   抗炎剂：益生菌调节肠道菌群，抗IL-17C抗体减轻神经炎症。

3. 3.

   屏障保护剂：山茶花粉通过抑制TLR2/MMP9通路维护BBB完整性。

结论

MPs/NPs的神经毒性涉及多通路交叉作用，未来需关注慢性低剂量暴露及与其他污染物的协同效应，并开发靶向干预手段。