综述:微塑料与人类生育力:在人体样本中的存在及其生殖影响的全面综述

【字体: 时间:2025年08月28日 来源:Ecotoxicology and Environmental Safety 6.1

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  这篇综述系统梳理了微塑料(MPs)和纳米塑料(NPs)在人体生殖系统中的分布特征及其对生育力的潜在危害,重点探讨了PE/PP/PS等聚合物通过吸入、摄入和医疗接触等途径侵入人体后,可能通过氧化应激、激素干扰和表观遗传修饰等机制影响HPG轴功能,为环境污染物与生殖健康研究提供了重要理论框架。

  

微塑料与人类生育力:在人体样本中的存在及其生殖影响的全面综述

1. 引言

微塑料(MPs)作为新兴环境污染物,已突破生态屏障侵入人体生殖系统。最新研究在血液、胎盘和精液等样本中检出PE、PP等聚合物颗粒,其小于10 μm的粒径特性使其能够穿透血睾屏障(BTB)和胎盘屏障。全球生育率下降与环境污染物暴露的关联性研究,正将MPs/NPs列为影响生殖健康的关键风险因素。

2. 人体样本中的微塑料

跨学科研究揭示MPs在生殖组织的特异性分布:

  • 男性样本:精液中检出2-100 μm的PP/PS颗粒(0.23-16 MPs/mL),与精子浓度下降3.22倍显著相关

  • 女性样本:子宫内膜息肉含94.81 μg/g PS微球,通过PI3K/AKT通路促进基质细胞增殖

  • 跨代转移证据:胎盘胎儿侧检出5-10 μm的PP颗粒,母乳样本含0.52 MPs/g PE微粒

检测技术差异显著影响结果:μ-Raman与PY-GC/MS在血液样本复检中存在50%结果偏差,凸显标准化检测方案的紧迫性。

3. 人体暴露途径

3.1 吸入暴露

城市空气中日均沉积771 MPs/m2,室内PP纤维负荷达1586 particles/mg灰尘。足球场橡胶颗粒年释放量达900 kg/场,游泳馆水体含9277 MPs/m3聚酰胺纤维。

3.2 医疗接触

静脉输液装置释放2.91 MPs/L的PE碎片,鼻腔冲洗瓶使用6个月后MPs含量飙升6倍。卫生巾单片释放5-115 PE微粒,经血环境加速纳米塑料析出。

3.3 跨屏障迁移机制

小于10 μm的PS-NPs在汗液有机成分(乳酸、L-组氨酸)中稳定性增强,阴囊多汗症患者可能面临更高暴露风险。动物实验证实150 μm颗粒可突破胃肠屏障,而10 μm颗粒能破坏BTB完整性。

4. 动物模型毒性证据

斑马鱼暴露于5 mg/L PLA五周后出现卵母细胞分化异常,光降解PLA使后代死亡率上升。小鼠睾丸中PS-MPs通过改变DNA甲基化抑制精原细胞分化,卵巢对MPs的富集能力是睾丸的1.8倍。跨代研究显示PE-NPs使F1代小鼠睾酮水平降低37.5%,并诱发睾丸组织内质网应激。

协同毒性效应

  • MPs作为"特洛伊木马"携带镉/砷等重金属,使斑马鱼胚胎心跳速率下降22%

  • PS与铅共暴露使小鼠子宫组织病理损伤评分提高3倍

5. 人类生育力相关性

临床数据揭示显著关联:

  • 卵泡液PE浓度与受精率呈负相关(p=0.007)

  • 精液PTFE暴露使前向运动精子减少(p=0.095)

  • 子宫肌瘤患者组织MPs含量与年龄显著正相关(r=0.696)

6. 研究局限与展望

当前面临四大挑战:检测方法标准化不足(仅23%研究使用内部对照)、环境相关浓度研究缺失(<1%实验采用<1 mg/L剂量)、分子机制阐释不完整(仅涉及15%已知生殖相关通路)、跨代研究样本量有限(最大队列n=113)。未来需整合多组学技术,建立MPs暴露的分子指纹图谱。

7. 结论

MPs/NPs通过多重机制威胁人类生殖健康,其在小粒径范围内的生物累积性和聚合物特异性毒性特征,要求立即开展基于真实暴露场景的临床风险评估。建立国际统一的生殖毒性评价体系,将成为环境医学与生殖医学交叉领域的研究重点。

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