最快两小时!摄入的微塑料可穿过血脑屏障,进入大脑
2023-05-05
已经有许多研究在人体的血液、肺部和胎盘中监测到微塑料或纳米塑料(micro- and nanoplastics,MNP)的存在,它们会随着呼吸和饮食,潜入身体内部。近日,来自奥地利,美国,匈牙利和荷兰的一组研究人员进行的一项新研究发现,微塑料颗粒在被摄体内后,仅2小时即可穿过血脑屏障进入大脑。
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相关研究于2023年4月14日发表于《纳米材料》(Nanomaterials)。
不仅速度令人震惊,微小聚合物滑入神经系统的可能性也敲响了一些警钟。
“在大脑中,塑料颗粒可能会增加炎症,神经系统疾病甚至神经退行性疾病(如阿尔茨海默氏症或帕金森氏症)的风险,”该研究的共同资深作者,奥地利维也纳医科大学的病理学家Lukas Kenner说。
作为一个由血管和紧密包装的表面组织组成的系统,血脑屏障通过阻止毒素和其他不良物质的通过,允许有用的物质通过,帮助保护大脑免受潜在威胁。
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在这项研究中,口服给小鼠的MNPs的微小片段可以在短短两小时内在它们的大脑中检测到。但是MNP如何穿过血脑屏障,而血脑屏障应该保持大脑安全?
箭头指向绿色荧光纳米塑料颗粒(0.293±0.008μm),比例尺为20μm
“令我们惊讶的是,我们在两个小时后在暴露于MNP的小鼠的脑组织中发现了特定的纳米大小的绿色荧光信号,”研究人员在他们发表的论文中写道。
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“只有0.293微米大小的颗粒能够从胃肠道中吸收并穿透血脑屏障”。
这些微小的、覆盖的塑料如何穿过体内的细胞屏障是复杂的,取决于粒径、电荷和细胞类型等因素。
研究人员认为,较小的塑料颗粒具有更高的表面积与体积比,使它们比较大的微塑料更具反应活性,并且可能更具危险性。这种反应活性被认为允许小块塑料将其他分子聚集在它们周围(比如让脂质、蛋白质结合到自己表面),用分子力紧紧拥抱它们,形成一种保护外环。
研究人员用二油酰基卵磷脂 (DOPC)作为模型脂质(它是人体内主要的磷脂,也被广泛用于简单有效的血脑屏障模型),构建了血脑屏障的计算机模型,以研究粒子如何穿过最重要的神经屏障。
总共使用了4个模型,(1)原始塑料颗粒;(2)由100个胆固醇分子包裹的塑料颗粒;(3)由150个胆固醇分子包裹的电晕颗粒(4)由40个蛋白质分子包裹的塑料颗粒。

研究结果证明了一种可能性,即在正确的分子的帮助下,塑料可以穿过细胞膜进入脑组织。了解其基本机制是控制其有害影响的重要第一步。
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值得注意的是,这些结果是基于老鼠和计算机模拟的,因此尚不清楚人类是否也会有同样的行为。目前还不清楚需要多少塑料颗粒才能造成破坏。然而,研究人员表示,塑料颗粒有可能在如此短的时间内突破血脑屏障,这将推动这一领域的研究。
Kenner说:“为了尽量减少微塑料和纳米塑料颗粒对人类和环境的潜在危害,在对MNPs的影响进行进一步研究的同时,限制接触和限制它们的使用是至关重要的。”