《Microplastics》：Microplastic Contamination of Surface Water and Sediments in Lake Kotokel (Eastern Cisbaikalia)
编辑推荐：
本综述系统阐述了微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）对女性生殖系统的多重危害路径与机制，涵盖其环境分布、人体暴露途径（摄入/吸入/皮肤/医源性）、系统迁移，并重点分析了其对卵巢功能、卵母细胞质量、胎盘屏障及胚胎发育的毒性效应（如氧化应激OS、炎症、内分泌紊乱），呼吁建立标准化检测方法（如FTIR、Raman、SEM）并加强跨学科研究以应对这一健康挑战。
微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）作为广泛存在的环境污染物，其对女性生殖健康的潜在威胁正日益引发科学界的关注。这篇综述旨在系统梳理当前关于MPs/NPs对女性生殖系统影响的研究进展，涵盖从环境分布到人体暴露，从系统迁移到具体生殖毒性机制的方方面面。
环境分布中的微塑料和纳米塑料
塑料颗粒能够快速渗透到各种环境介质中，包括海洋、淡水生态系统、土壤和大气。它们通过食物链迁移，最终进入人体。大气中的MPs来源广泛，如合成纺织纤维、轮胎磨损、城市灰尘等，其分布受风速和风向等气象因素影响。在消费品中，MPs已被发现存在于饮用水（自来水和瓶装水）、个人护理产品、家居用品和多种食物中。常见的聚合物类型包括聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）等。
人体暴露和塑料颗粒的分布途径
MPs和NPs主要通过四种途径进入人体：口服摄入、吸入、皮肤吸收和医源性引入。颗粒穿透生物屏障的能力与其尺寸密切相关。尺寸超过150微米的颗粒通常难以进入体循环，而更小的颗粒则可以穿越肠道上皮，进入淋巴和循环系统。约20微米的MPs能够浸润实质器官，而0.1–10微米的微小颗粒甚至能穿透细胞膜，跨越血脑屏障和胎盘屏障。除了颗粒本身，塑料材料降解过程中渗出的化学添加剂（如邻苯二甲酸盐和双酚A（BPA））也是已知的内分泌干扰物，构成健康风险。
口服暴露
饮用水是微塑料摄入的重要途径。研究表明，高达81%的自来水样本中检测出MPs。此外，塑料食品包装材料，特别是在受热情况下，会成为MPs的来源，例如茶包、塑料茶壶和婴儿奶瓶。
呼吸道暴露
大气中MPs的普遍分布证实了吸入暴露的潜在危害。颗粒在呼吸道中的沉积具有尺寸依赖性，直径小于5微米的颗粒其 mucociliary 清除效率显著下降。拥有巨大表面积（约150 m2）和极薄肺泡-毛细血管屏障（<1微米）的肺泡区域，为纳米颗粒进入毛细血管血流提供了条件，从而实现全身分布。婴幼儿的微塑料吸入量可能远高于成人。
皮肤暴露
塑料颗粒的透皮吸收主要取决于其尺寸和化学特性。小于4纳米的颗粒可轻易穿透完整皮肤；4至20纳米的颗粒能部分穿透健康和受损皮肤；21至45纳米的颗粒仅能穿透受损皮肤；而大于45纳米的颗粒则积聚在角质层。实验表明，化妆品释放的纳米颗粒可通过引发氧化应激（OS）对角质形成细胞产生细胞毒性效应。
医源性暴露
塑料在医疗领域应用广泛，如导管、支架、假体、植入物、输液容器、注射器等。虽然缺乏MPs/NPs从医用塑料直接释放入体的直接证据，但实验观察支持这些材料可能因化学试剂、温度变化等因素而降解并释放颗粒。
人体内微塑料和纳米塑料的系统分布和生物动力学
MPs进入人体后，可在消化系统积累，但肠道上皮的多孔结构有助于其易位进入体循环。淋巴系统在MPs的分布中扮演重要角色。MPs已在多种人体组织（如结肠、脾脏、肝脏）和体液（如血液、血栓、痰液、母乳）以及粪便样本中被检出。研究表明，颗粒通过循环系统分布到不同组织。在细胞水平，NPs通过多种机制被内化，包括吞噬作用、胞饮作用、巨胞饮作用、网格蛋白和非网格蛋白介导的内吞作用等。较小的NPs可通过被动扩散穿过细胞膜。内化后，NPs在细胞质中积累，可能被运送到溶酶体，引发细胞损伤。新证据表明，MPs/NPs可能利用内源性细胞外囊泡（EVs）途径促进其全身传播。这些颗粒的生物学后果包括免疫调节、细胞凋亡、OS、神经传递中断、代谢失调和持续炎症激活。此外，塑料中的化学添加剂可能被释放并在组织中生物累积，许多是内分泌干扰物。MPs还具有强吸附能力，能吸附环境污染物。
生物样品中微塑料和纳米塑料的分析方法
检测和量化生物样品中的MPs和NPs面临重大方法学挑战，需要高精度和可靠的分析技术。
光谱方法
傅里叶变换红外光谱（FTIR）是最广泛应用的技术之一，适用于大于20微米的颗粒。拉曼光谱（RS）适用于检测小至约1微米的颗粒，但受样品荧光干扰。激光直接红外（LDIR）光谱是一种新兴的高通量方法。
显微镜方法
扫描电子显微镜（SEM）结合能量色散X射线光谱（EDS）可提供高分辨率的形态表征和元素组成分析，但样品制备复杂。
色谱和质谱方法
基于质谱的方法，如热裂解-气相色谱-质谱联用（Py-GC-MS）和液相色谱-质谱联用（LC-MS），能够在热降解或化学萃取后对聚合物进行定量和鉴定，尤其适用于纳米颗粒的检测。
分析方法的比较评估
每种技术都有其独特的优势和局限性。最佳策略应是多模式联用，结合互补技术。例如，LDIR和FTIR适用于高通量筛选；拉曼光谱和SEM/EDS提供高分辨率结构信息；Py-GC-MS则用于准确定量。
微塑料和纳米塑料分析样品制备的标准化方案
准确检测的关键在于最大限度减少采样和处理过程中的塑料污染。推荐使用“无塑料”方案，即所有工具使用金属、木材或玻璃制成，样品收集在可灭菌的玻璃容器中，佩戴天然纤维（如棉）手套，并尽量减少空气流动造成的污染。
微塑料和纳米塑料对女性生殖健康的影响
实验研究表明，MPs和NPs暴露可通过多种病理生理机制对女性生殖系统产生不利影响。
卵巢毒性
研究表明，口服聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）可在大鼠卵巢中积累，导致卵泡耗竭和卵巢功能受损。这种效应与剂量依赖性的氧化应激（OS）增加（表现为丙二醛（MDA）浓度升高和抗氧化酶活性降低）以及促炎细胞因子（如IL-18, IL-1β）水平升高有关。NPs可能通过激活Wnt/β-catenin信号通路或NLRP3/Caspase-1炎症小体信号通路，引发颗粒细胞凋亡。此外，MPs/NPs可作为有害化学添加剂的载体，例如聚乙烯MPs（PE-MPs）释放的BPA和多环芳烃，与卵巢癌等恶性肿瘤风险增加相关。
对卵母细胞和卵子发生的影响
卵母细胞对MP/NP暴露特别敏感。暴露于PS-MPs的小鼠表现出卵巢氧化应激水平改变，卵母细胞胞质、颗粒细胞和间质细胞空泡化，放射冠破坏，以及卵母细胞核内微核形成。暴露还导致卵母细胞线粒体功能障碍、谷胱甘肽（GSH）水平降低、内质网钙储存耗竭和活性氧（ROS）产生增加，从而影响卵母细胞成熟和存活质量。MPs/NPs可能通过两种途径进入卵母细胞：直接穿透透明带，或通过卵丘细胞与卵母细胞之间的连接进行运输。透明带的孔径因物种而异（例如猪、大鼠为50-100纳米，牛约为182纳米），理论上小于200纳米的颗粒可能穿透。穿透明带突起（TZPs）也可能为颗粒提供旁路入口。
胎盘转移和毒性
胎盘是母胎之间的选择性屏障。越来越多的证据表明MPs和NPs能够通过母体循环穿越胎盘屏障。转移机制可能包括通过炎症引起的微观损伤、滋养层细胞的转胞吞作用或免疫细胞介导的运输。在人类胎盘的不同部位（母体侧、胎儿侧、绒毛膜羊膜）已检测到5–10微米的MPs。颗粒在胎盘细胞中的积累与ROS产生增加、细胞凋亡和炎症激活有关，增加后代长期代谢疾病风险。动物实验显示，PS-NPs暴露会降低胎盘重量和新生儿出生体重，干扰母胎免疫平衡（如改变NK细胞、T细胞和巨噬细胞），引起胎盘代谢严重失调（影响糖、氨基酸代谢等），并导致子宫动脉管腔直径减小，影响子宫胎盘血流。
对胚胎发育的影响
研究表明，亲代暴露于PE-MPs可能导致后代出生体重降低。PS-NPs静脉注射会增加胚胎吸收率。MPs暴露还与生育力下降、胚胎数量减少、生长受损有关。在细胞水平，MPs/NPs主要通过OS诱导的细胞凋亡破坏胚胎发生。产前暴露还与后代大脑结构异常、代谢紊乱和认知障碍相关，NPs可穿过胎儿血脑屏障，干扰神经元分化。
现有研究的局限性
目前理解主要基于动物模型（主要是啮齿类）和体外实验，与人类生物学的差异限制了其直接适用性。实验所用剂量往往远高于人类实际暴露水平（毫克/千克/天 vs. 微克/天）。尽管如此，初步临床研究已在人类胎盘组织、脐带血和胎粪中确认了MPs的存在，证实了母胎暴露的可能性，但长期健康影响仍需纵向临床研究阐明。
结论
MPs和NPs对女性生殖健康构成显著威胁，其机制涉及氧化应激、炎症、内分泌干扰等多方面，并能跨越胎盘屏障影响胎儿发育。检测技术的标准化（如采用“无塑料”方案）、使用更接近生理的实验模型（如类器官、器官芯片）、进行环境相关剂量下的长期效应研究以及建立整合暴露生物标志物与临床结局的纵向流行病学队列，是未来研究的关键方向。需要毒理学、临床医学、分析化学和流行病学等多学科的紧密合作，以制定有效的预防策略，保护女性生殖健康和后代福祉。
