纳米和微米聚苯乙烯颗粒影响肠道细胞与神经元

Nano- and Micro-Polystyrene Impact Gut Cells, Neurons

在环境健康科学领域，合成聚合物对生物系统的渗透已引起前所未有的关注。近日发表于《Microplastics & Nanoplastics》的开创性体外研究，揭示了纳米和微米尺度聚苯乙烯颗粒与小肠上皮功能完整性及肠神经活动的复杂相互作用。这项研究标志着我们在理解广泛存在的塑料颗粒对胃肠道健康及神经调节的微妙而深远影响方面取得重要进展。

作为环境污染的主要成分，聚苯乙烯纳米粒子和微粒正被确认为具有生物可利用性的实体。研究采用的体外模型模拟了肠道内壁的精细界面，通过电生理学方法发现聚苯乙烯颗粒显著改变了神经元兴奋性和突触传递。实验显示，纳米颗粒因其表面积优势和胞内摄取倾向产生更明显效应，但微米颗粒同样引发显著扰动。

研究重点评估了上皮屏障功能，包括紧密连接完整性、吸收能力和酶活性。暴露于纳米塑料后，紧密连接蛋白出现可感知的破坏，导致通透性改变并可能损害黏膜屏障。这种细胞旁通透性增加可能促进病原体和毒素的系统性转移，揭示了塑料污染引发胃肠道疾病的潜在机制。

肠神经系统（ENS）作为自主运行的神经回路，对胃肠运动、分泌和反射至关重要。研究显示，颗粒暴露引发的氧化应激和炎症信号通路激活，创造了对上皮细胞和肠神经元有害的微环境。这种环境可能触发或加剧胃肠道炎症，将环境暴露与慢性病理状态联系起来。

实验采用先进的共培养系统，整合肠道上皮细胞与肠神经元，重现了生理相关的细胞通讯。这种模型为环境压力下的细胞信号动态研究提供了新视角，突显了模型复杂性在解析生物现象中的重要性。

研究强调了人类通过日常饮食和环境接触纳米塑料的潜在威胁。考虑到小肠作为主要屏障和通讯枢纽的角色，其功能紊乱可能产生系统性影响。研究团队建议加强塑料使用监管、开发可生物降解替代材料，并探索针对肠道损伤的靶向治疗策略。

该研究由Elfers K等人完成（DOI:10.1186/s43591-025-00110-3），通过结合类器官培养与神经生理学记录技术，为理解塑料污染对人体健康的直接影响提供了实验框架。研究结果对公共卫生政策制定和环境治理具有里程碑意义。

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