大脑中的微塑料:小鼠研究发现免疫细胞吞噬塑料颗粒The Brain on Microplastics: A Study in Mice Finds the Brain’s Immune Cells Gorging on Plastic

环球医讯 / 健康研究来源:singularityhub.com美国 - 英语2025-01-28 11:00:00 - 阅读时长5分钟 - 2265字
一项新研究表明,微塑料不仅存在于环境中,还会进入大脑并损害其免疫细胞,导致认知和运动功能受损,进一步揭示了这些微小颗粒对人体健康的潜在威胁。
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大脑中的微塑料:小鼠研究发现免疫细胞吞噬塑料颗粒

我们不是芭比娃娃,但我们生活在一个塑料世界中。

微塑料,这些细小的破碎塑料颗粒,无处不在。它们悬浮在空气中,漂浮在水中,甚至散布在我们吃的食物里。这些颗粒甚至在南极洲相对原始的冰层中被检测到——一个几乎没有人迹的地方。

它们也在我们的体内。微塑料灰尘停留在我们的肝脏、肾脏、血液和生殖细胞中。随着它们浓度的增加,微塑料会干扰正常的细胞功能,引发炎症和激素问题。在少数人中,它们还与心脏病发作、神经问题和中风的风险增加有关。最近的一项预印本分析显示,在捐献的大脑组织中发现了大量微塑料,尤其是在血管周围。

现在,一项新的研究揭示了这些讨厌的颗粒可能如何对大脑健康产生负面影响。通过追踪小鼠大脑中的微塑料,研究人员发现它们损害了大脑的免疫细胞。这些保护细胞积累了微塑料,而不是消化它们,然后受损的细胞聚集在大脑的血管中,最终阻塞了正常的血液循环——这带来了后果。接受小剂量微塑料的小鼠在行走时表现出困难,记忆力也略有下降,即使一个月后仍然如此。

除了食物外,许多当前的医疗设备也是由塑料制成的,这些塑料最终会磨损,并可能直接泄漏到患者的血液中。虽然这些发现需要在人类身上复制——我们的血管比小鼠的大——但它们确实为“了解微塑料相关的潜在健康风险”提供了“一个明确的方向”,作者写道。

朋友还是敌人?

想象一下你的日常早晨例行公事。现在,仔细回想所有涉及的塑料。

它无处不在。有用来煮咖啡的咖啡壶或Keurig胶囊,淋浴时使用的洗发水和护发素容器,装橙汁或牛奶的容器,还有准备快速加热的剩菜塑料盒。

塑料如此普遍,以至于难以想象没有这种材料的世界。然而,它的大规模生产只是在二战后的1950年代才开始加速。在战争期间,这种创新材料被用于制造轻便耐用的雷达和无线电设备、弹药和一次性医疗器械。从那时起,它逐渐进入了日常生活。

这一过程带来了环境成本。塑料由合成分子制成——通常来自化石燃料——非常难以分解。截至2015年,人类已经产生了大约63亿吨的塑料废物,其中只有9%被回收利用。到2050年,这一数字预计将翻倍,填满垃圾场。尽管有努力进行回收或制造可降解塑料,但大多数产品最终还是进入了垃圾场或环境中——无论是陆地还是水道和海洋。

后者尤其令人担忧。随着塑料的磨损,它们会释放出微小的颗粒,被海洋生物吞食。这些颗粒大小约如一粒芝麻,被浮游生物吞下——而较大的海洋动物又以浮游生物为食——牡蛎、扇贝和其他海洋生物。污染最终沿着食物链上升,影响全球的海鲜爱好者。结合其他日常来源的微塑料,我们吸入和摄入的这些材料比以往任何时候都多。

大约十年前,多个国家禁止在面部磨砂膏、牙膏和洗手液中使用塑料“珠子”,以减少微塑料废物。与此同时,科学家们也开始全面调查摄入微塑料的潜在健康风险。

早期的警告信号与生殖健康有关。更多证据表明,微塑料对血管特别有害。例如,2024年的一项研究跟踪了因血管堵塞而患有血管疾病的人群。他们分析了导致堵塞的物质,发现它们由微小的微塑料颗粒和破碎的细胞组成。受到微塑料污染的细胞在患者脂肪组织内滞留,引发炎症,增加了心脏病和中风的风险。

即使是大脑也容易受到这些毒素的影响。通常情况下,我们的大脑由一种称为“血脑屏障”的细胞堡垒保护,只有经过许可的化学物质和某些较大的蛋白质才能通过这个屏障。

然而,它并没有进化到可以阻挡微塑料。先前的研究发现,这些颗粒可以渗入脑组织,导致一些蛋白质聚集并触发或加剧神经退行性疾病——如帕金森病。微塑料还与焦虑和抑郁有关,尽管其机制尚不清楚。

科学家们普遍认为,穿过血脑屏障的微塑料可以在体内引起损伤或引发炎症,从而影响神经元的功能,团队解释道。但眼见为实——这就是新研究的意义所在。

快速通道

研究团队没有分析大脑组织内的微塑料颗粒,而是使用了一种称为双光子显微镜的技术来追踪它们在小鼠大脑内的旅程。这种方法特别适用于高分辨率观察大脑内部的变化。

研究人员首先在小鼠的饮用水中加入了发光版的微塑料——聚苯乙烯。这种球形材料广泛存在于玩具、电器和各种包装中。在两个半小时内,他们注意到这些颗粒流经大脑中的血管。一些颗粒看起来像拖着尾巴的彗星,作者写道。

如果按照之前的假设,微塑料不受保护地流入大脑,那么它们可能会扩散到整个大脑。令人惊讶的是,这些颗粒最终集中在细胞中。

在分离出含有微塑料的细胞后,团队意识到它们是大脑的免疫细胞。这些细胞战士通常会“吞噬”入侵者,如细菌或病毒。但微塑料让它们消化不良。在吞噬这些颗粒后,细胞变得膨胀,变成椭圆形,聚集在血管内并阻断了血流。

这些形状刚好能够阻塞大脑中的血管——尤其是连接深层脑区和皮层的血管,这是控制运动、学习和记忆的神经高速公路。在几项测试中,接受了微塑料的小鼠在游乐场跑动或抓住“单杠”时表现不佳。它们也未能记住位置。

好消息是,大部分认知问题在一月内消失了。团队仍在尝试弄清楚大脑是如何最终清除微塑料的,以及这些阻塞(如血栓)是否会有长期的健康影响。

需要注意的是,尽管这项研究增加了越来越多的证据表明微塑料可能进入并损害大脑,但结果仅限于小鼠。这些结论需要在人类身上得到验证,人类的血管更大,可能阻止微塑料的负面影响。

然而,研究微塑料对大脑的影响可以为下一代医疗设备的制造提供参考——例如,用其他生物相容性材料替代塑料外壳。

如果这些设备“不能迅速彻底改进”,它们可能会“成为一个持续且潜在反复出现的问题”,作者写道。“在这一领域的研究投资迫切且至关重要,以充分了解[微塑料]对人体血液的健康风险。”


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