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Nature子刊:出乎意料!大腦成微塑膠最大受害者!

2025-02-08 11:43:44

全球環境微塑膠和奈米塑膠(MNPs)濃度不斷上升,引發了對人類接觸和健康後果的擔憂。

2025年2月3日,新墨西哥健康科學大學Matthew J. Campen團隊在Nature Medicine線上發表題為“Bioaccumulation of microplastics in decedent human brains”的研究論文,該研究證實了MNPs在人體腎臟、肝臟和大腦中的存在。這些器官中的MNPs主要由組成,其他聚合物的濃度較少但也很顯著。

與肝臟或腎臟中的塑膠組成相比,腦組織中聚乙烯的比例更高,電子顯微鏡證實了分離的大腦MNPs的性質,它們主要以奈米級碎片的形式存在。這些死亡組織中的塑膠濃度不受年齡、性別、種族/民族或死因的影響;死亡時間(2016年與2024年)是一個重要因素,肝臟和大腦樣本中MNP濃度隨時間增加。最後,在一組確診為痴呆的死者大腦中觀察到更多的MNPs積累,在腦血管壁和免疫細胞中有明顯的沉積。這些結果突出表明,迫切需要更好地瞭解塑膠在人體組織,特別是大腦中的接觸途徑、吸收途徑和清除途徑以及潛在的健康後果。

在過去的半個世紀裡,人為製造的微塑膠和奈米塑膠(MNP),即直徑從1奈米到500微米到不等的聚合物顆粒,在環境中的濃度呈指數級增長。儘管最近的研究將中MNP的存在與炎症增加和未來不良心血管事件的風險聯絡起來,但MNP對人體危害或毒性的影響程度尚不清楚。

在受控細胞培養和動物暴露研究中,MNPs加劇疾病或導致毒性結果,但其濃度與人體暴露和身體負擔的相關性尚不清楚。毒理學領域的“咒語”——“劑量產生毒素”(Paracelsus)——使這些發現很容易預測;MNPs在人體中的組織分佈和內部劑量尚不清楚,這使我們無法解釋受控暴露研究結果。

到目前為止,視覺顯微光譜學方法已經確定了器官中的微粒,如肺、腸和胎盤。這些方法通常僅限於較大的(大於5µm)顆粒;因此,較小的奈米塑膠無意中被排除在外。熱解氣相色譜-質譜法(Py-GC/MS)作為一種新的方法,已被應用於血液、胎盤和血管中,與正交方法相結合,具有更強的累積性、定量性和更小的偏倚性。實驗室間的Py-GC/MS資料具有可比性,為該方法用於人體組織分析提供了信心。該研究應用Py-GC/MS結合視覺化方法來評估MNPs在人類死者肝臟、腎臟和大腦主要器官系統中的相對分佈。

肝、腎和腦所有死亡樣本的MNP總濃度概述(圖源自Nature Medicine)

該研究對組織MNPs進行魯棒檢測的補充方法,包括熱解氣相色譜-質譜法、衰減全反射-傅立葉變換紅外光譜和電子顯微鏡與能量色散光譜,證實了MNPs在人體腎臟、肝臟和大腦中的存在。這些器官中的MNPs主要由聚乙烯組成,其他聚合物的濃度較少但也很顯著。與肝臟或腎臟中的塑膠組成相比,腦組織中聚乙烯的比例更高,電子顯微鏡證實了分離的大腦MNPs的性質,它們主要以奈米級碎片的形式存在。這些死亡組織中的塑膠濃度不受年齡、性別、種族/民族或死因的影響;死亡時間(2016年與2024年)是一個重要因素,肝臟和大腦樣本中MNP濃度隨時間增加。最後,在一組確診為痴呆的死者大腦中觀察到更多的MNPs積累,在腦血管壁和免疫細胞中有明顯的沉積。這些結果突出表明,迫切需要更好地瞭解塑膠在人體組織,特別是大腦中的接觸途徑、吸收途徑和清除途徑以及潛在的健康後果。

參考訊息:

https://www.nature.com/articles/s41591-024-03453-1

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