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微塑料“入侵”人體影響有多大

發(fā)布時間:2024-04-10 14:11:00來源: 北京日報(bào)

  近年來,國際上關(guān)于微塑料的研究報(bào)道有很多,雖然目前還沒有充分證據(jù)表明這類塑料會直接引發(fā)人類疾病,但鑒于其在海洋、飲用水及人體中的發(fā)現(xiàn)日益增多,還是引起了科學(xué)家及公眾的關(guān)注。

  微塑料是指直徑小于5毫米的塑料顆粒,更小尺寸的還有微米、納米級的微塑料,因此它也被統(tǒng)稱為微納塑料(MNPs)。前段時間,中國研究者發(fā)表了一篇研究文章,證實(shí)采取把水燒開、沉淀水垢后再飲用這種簡單方式,就能有效避免通過飲用水?dāng)z入微納塑料顆粒。那么,微塑料對于人體健康究竟有沒有危害?如果它隨著塑料制品的廣泛應(yīng)用而長期存在,又該如何應(yīng)對呢?

  1.研究稱微塑料可能損害心血管

  隨著塑料制品的廣泛應(yīng)用,微塑料也不可避免地進(jìn)入了人體。微塑料來源于生產(chǎn)和生活,如汽車輪胎與路面摩擦、化妝品成分、洗衣廢水以及塑料垃圾在陸地和海洋漂流中碰撞、分解等,都會產(chǎn)生大量微塑料。2004年,英國普利茅斯大學(xué)的湯普森等人首次提出了微塑料的概念——直徑小于5毫米的塑料碎片和顆粒。隨著研究的深入,目前微塑料的概念已經(jīng)擴(kuò)大到從納米到毫米的范疇(1毫米等于1000微米;1微米等于1000納米),而且是形狀多樣的非均勻塑料顆粒混合體,肉眼難以分辨。

  微塑料不僅廣泛存在于自然環(huán)境和生境(物種或物種群體賴以生存的生態(tài)環(huán)境),還滲透到了人體的組織和器官。自2018年首次報(bào)道人類腸道出現(xiàn)微塑料后,肺、肝、脾和腎臟組織中也陸續(xù)檢測到微塑料的存在,近期還有研究發(fā)現(xiàn)微塑料抵達(dá)了胎盤。因此,研究人員正在往兩個方向努力,一是深入研究微塑料可能對健康和生命帶來的危害,二是找到阻止和減輕微塑料損害的方法和技術(shù)。

  現(xiàn)在,研究人員發(fā)現(xiàn)了微塑料對人可能造成傷害的一些線索和機(jī)理,首先關(guān)注到的就是它對人類心血管的損害。美國《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》3月6日發(fā)表的一項(xiàng)研究結(jié)果表明,在200多名手術(shù)患者中,近60%的人主要動脈中有微米和納米級的微塑料顆粒。在手術(shù)后約34個月內(nèi),動脈中含有微塑料的人比沒有微塑料的人出現(xiàn)心臟病、卒中或死亡的可能性高4.5倍。

  這項(xiàng)研究的主要作者是意大利坎帕尼亞大學(xué)的內(nèi)科醫(yī)師帕尼索,他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)此前了解到,微塑料會被脂肪分子吸引,因此他們想了解微塑料顆粒是否會在血管內(nèi)壁形成的脂質(zhì)斑塊中堆積,從而導(dǎo)致或加重心血管病。研究團(tuán)隊(duì)對257名接受去除頸動脈斑塊來降低卒中風(fēng)險(xiǎn)手術(shù)的患者進(jìn)行了檢查,結(jié)果在150名患者被切除的斑塊樣本中看到了鋸齒狀的斑點(diǎn),這是微塑料顆粒存在的外觀證據(jù)。大部分斑點(diǎn)由聚乙烯或聚氯乙烯組成,聚乙烯是世界上使用最多的塑料成分,經(jīng)常應(yīng)用于食品包裝和購物袋;聚氯乙烯通常被稱為PVC,是世界上產(chǎn)量第三的合成聚合物塑料。另一個發(fā)現(xiàn)是,斑塊樣本中含有更多微塑料的患者的炎癥生物標(biāo)志物水平更高。

  研究結(jié)果從外觀、化學(xué)成分和生物學(xué)角度均證明了部分患者頸動脈中的斑塊含有微塑料,微塑料可能導(dǎo)致頸動脈斑塊,如果引發(fā)炎癥則會增加斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)。

  不過也有研究人員認(rèn)為,目前尚不能確認(rèn)頸動脈斑塊中的微塑料對人體健康造成了危害。因?yàn)樵谶@項(xiàng)研究中,相比于斑塊中沒有微塑料的患者,斑塊中有微塑料的患者還存在其他容易導(dǎo)致糖尿病或心血管疾病的因素,也就是說,“動脈中含有微塑料的人比沒有微塑料的人心臟病、卒中或死亡的可能性高4.5倍”的結(jié)論可能是由多種因素造成。而且,這項(xiàng)研究只分析了那些需要手術(shù)降低卒中風(fēng)險(xiǎn)的人,并不代表在健康群體中也有這樣的現(xiàn)象。

  2.被證實(shí)引起小鼠腸道屏障功能障礙

  由于人類和動物會通過飲食攝入微塑料,因此微塑料在腸道系統(tǒng)中很容易形成累積。從這個角度切入,中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所微生物資源與生態(tài)組的一個研究團(tuán)隊(duì)于2023年12月發(fā)表研究指出,微塑料通過對腸道菌的影響而造成健康損害。

  研究團(tuán)隊(duì)對小鼠灌胃輸入聚苯乙烯微納米塑料,持續(xù)28天觀察小鼠腸道系統(tǒng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),小鼠經(jīng)口攝入的微塑料可以在腸道內(nèi)形成累積,并顯著改變腸道微生物的種群結(jié)構(gòu),導(dǎo)致潛在致病菌豐度顯著增加,有益菌豐度顯著降低,并干擾了腸道菌短鏈脂肪酸的代謝特征。由于微塑料減少了腸道益生菌和增加了致病菌,所以可誘發(fā)腸道炎癥,降低腸上皮緊密連接蛋白和腸黏膜蛋白的表達(dá),破壞腸道屏障功能。而且,微塑料還會抑制腸系膜淋巴結(jié)中免疫T細(xì)胞的分化,減少腸道中分泌型免疫球蛋白A,干擾腸道免疫功能,從而增加致病菌感染的風(fēng)險(xiǎn)。

  在此之前,國內(nèi)也有兩項(xiàng)研究關(guān)注到微塑料對于生物體腸道的危害。

  2018年浙江大學(xué)研究發(fā)現(xiàn),把小鼠暴露于高劑量粒徑0.5微米和50微米的聚苯乙烯微塑料顆粒中5周后,小鼠體重出現(xiàn)下降,誘發(fā)了腸道菌群失調(diào),導(dǎo)致肝臟脂質(zhì)代謝紊亂。

  2019年浙江大學(xué)和江西科學(xué)院的一項(xiàng)研究把小鼠暴露于粒徑5微米的純品聚苯乙烯和熒光聚苯乙烯微塑料顆粒6周時間,聚苯乙烯微塑料在小鼠腸道內(nèi)累積并引起了腸道屏障功能障礙(腸道黏液分泌減少和黏液分泌相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平、離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白水平顯著下降等)、微生物失調(diào)(改變微生物組成)和代謝紊亂(改變小鼠的氨基酸代謝和膽汁酸代謝)。

  以上研究均表明,微塑料越小,進(jìn)入小鼠體內(nèi)的數(shù)量越多,對其健康的損害越大。盡管對人體還缺少這方面的直接研究,但已足夠引起警惕。

  3.微米級微塑料使結(jié)直腸癌細(xì)胞遷移

  2008年美國和日本的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),在全球范圍內(nèi),有267種海洋生物受到了微塑料的影響,這表明微塑料已進(jìn)入生物鏈和人的食物鏈。2018年,在歐洲消化醫(yī)學(xué)會腸胃病學(xué)學(xué)術(shù)會議上,有研究人員報(bào)告,8位受試者的糞便中發(fā)現(xiàn)了微塑料,種類多達(dá)9種,這是人體中發(fā)現(xiàn)微塑料最早、最直接的證明。

  之后,有研究人員懷疑,微塑料可以促進(jìn)癌癥轉(zhuǎn)移,于是他們打算從研究胃腸道癌癥與微塑料的關(guān)系作為突破口,畢竟胃腸道已被證實(shí)是人體微塑料顆粒的主要聚集和儲存場所。奧地利維也納大學(xué)和維也納醫(yī)科大學(xué)組成的研究團(tuán)隊(duì)在微米級和納米級的塑料研究方面取得了一些進(jìn)展。

  研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),微米級和納米級的塑料在腸道細(xì)胞中停留的時間比之前估計(jì)的要長得多,原因在于它們會在人體細(xì)胞分裂過程中被傳遞給新形成的人體細(xì)胞,這就造成了微塑料在人體組織、器官間的傳播。研究人員解釋,溶酶體是細(xì)胞的細(xì)胞器之一,可以分解細(xì)胞內(nèi)的異物和代謝產(chǎn)物,從而讓細(xì)胞保持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)和活力。但是,微塑料與生物來源的異物不同,它們會像細(xì)胞的其他廢物一樣被溶酶體吸收,卻不會被降解。這意味著,不能被降解的微塑料會在細(xì)胞中存在很長時間,并可能在細(xì)胞分裂過程中傳遞給新形成的細(xì)胞。

  研究人員觀察到,小于1微米(納米級)的微塑料顆粒與結(jié)直腸癌細(xì)胞的遷移有關(guān)。納米級微塑料在腸道中出現(xiàn)的頻率是水瓶中的10倍至100倍,且微塑料顆粒越小,危害越大。因此,他們主要研究了聚苯乙烯微納米塑料與4種不同的人類結(jié)直腸癌細(xì)胞系(HT29、HCT116、SW480和SW620)之間的復(fù)雜動力學(xué)關(guān)系。結(jié)果顯示,這些癌細(xì)胞系對0.25微米、1微米和10微米的聚苯乙烯微納米塑料更“情有所鐘”,表現(xiàn)為對其攝取較多,其中,HCT116癌細(xì)胞的攝取率最高。

  最有力的證據(jù)是,在癌細(xì)胞分裂過程中,微塑料顆粒分布在母細(xì)胞和子細(xì)胞之間,并且這些微塑料并未在細(xì)胞中消除,而癌細(xì)胞短期暴露于0.25微米的微塑料顆粒會顯著增強(qiáng)癌細(xì)胞的遷移。要知道,癌細(xì)胞是分化極快的細(xì)胞,當(dāng)其分裂增生時,是從1到2再從2到4的幾何級增長。癌細(xì)胞更多地?cái)z取微塑料,后者又促進(jìn)癌細(xì)胞分裂,并把微塑料轉(zhuǎn)移到子細(xì)胞中,起到了既促進(jìn)癌細(xì)胞分裂加重病癥,又促進(jìn)微塑料轉(zhuǎn)移的雙重作用。

  這些研究結(jié)果均表明,微塑料尤其是微米級和納米級的塑料能長期存在于細(xì)胞中而不被清除,并在組織和細(xì)胞中具有高吸收率,又有可能促進(jìn)癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,從而導(dǎo)致癌癥患者病情惡化。

  4.喝白開水或可有效減少微塑料攝入

  雖然微塑料是否真能直接引發(fā)人類疾病和對人體健康有多大危害還未得到證實(shí),但可以防患于未然,從源頭上采取措施。研究證實(shí),人們攝入微塑料的主要方式是飲水、進(jìn)食,以及空氣吸入和皮膚接觸,所以,針對這些途徑采取措施可以有效減少微塑料進(jìn)入體內(nèi)。

  統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,經(jīng)飲水?dāng)z入的微塑料在微塑料總暴露中的占比達(dá)到3.3%-42.7%。此前,美國哥倫比亞大學(xué)一項(xiàng)研究結(jié)果表明,每瓶1升裝的瓶裝水中約含有24萬個微納塑料,如果喝瓶裝水等涼水,每人每周可攝入大約5克微納塑料,相當(dāng)于一張銀行卡。

  對此,一個簡單的中國生活方式或許能夠化解微納塑料帶來的潛在威脅,那就是喝煮沸后的水。

  今年2月底,廣州醫(yī)科大學(xué)和暨南大學(xué)環(huán)境學(xué)院的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)類期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)快報(bào)》上發(fā)表了一項(xiàng)研究,證實(shí)把水燒開、沉淀水垢后再飲用這樣簡單的方式,能除去大部分微納塑料。

  聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)模擬把含有商用熒光單分散聚苯乙烯微球(1微米和0.1微米大小的微塑料)的自來水燒開,以評估水溫、水硬度、微納塑料濃度和性質(zhì)對微納塑料與水沉積物共沉淀(共沉淀是指一種沉淀從溶液中析出時,引起某些共存的可溶性物質(zhì)一起沉淀的現(xiàn)象)的影響。結(jié)果顯示,只需把水燒開,再簡單過濾,就可能去除84%的微納塑料。

  水燒開后能去除微納塑料的原理與水垢有關(guān)。自然水體中的水含有鈣離子、鎂離子、碳酸氫根、碳酸根和氫氧根,當(dāng)水燒開時,二氧化碳逸出,導(dǎo)致水中碳酸根、氫氧根的濃度增大,它們能和水中的鈣離子、鎂離子結(jié)合,產(chǎn)生碳酸鈣和氫氧化鎂。當(dāng)水冷卻后,碳酸鈣和氫氧化鎂不斷析出,就形成了水垢,微納塑料也會沉積到水垢中。在燒水過程中隨著溫度的升高(25℃-95℃),水中的微納塑料的去除率從2%逐漸增加到28%,在水燒開時(100℃),該去除率迅速升至84%。同時,微納塑料的濃度從原來的30顆粒/微升(1微升等于1立方毫米)降至4.8顆粒/微升。

  那這些微納塑料去了哪里呢?它們變成了水垢的一部分。水溫不斷升高會加速微納塑料的沉積,水溫達(dá)到100℃時,水垢中的微納塑料濃度最高。這表明,微納塑料是與水垢共沉淀而被去除的。研究還發(fā)現(xiàn),水的硬度越大,燒水時去除的微納塑料越多。當(dāng)水中碳酸鈣濃度為80毫克/升、180毫克/升、300毫克/升時,水燒開時的微納塑料去除率分別為34%、84%和90%。即使是軟水(碳酸鈣濃度<60毫克/升),燒開后也能去除25%以上的微納塑料。

  另外,研究人員根據(jù)全球不同地區(qū)的水質(zhì)和人們飲用水的習(xí)慣,比較了六大洲共67個地區(qū)成人、兒童飲用自來水和白開水?dāng)z入的微納塑料劑量,結(jié)果顯示,如果每天飲用自來水,要比飲用白開水增加2倍至5倍的微納塑料攝入量。

  科學(xué)家建議,由于微塑料主要通過飲食和器具進(jìn)入人體,一些生活方式也有助于減少微塑料的攝入。比如,平時不食用動物、魚類的內(nèi)臟;少飲用塑料瓶裝水;家庭中使用過濾裝置處理自來水;不使用塑料容器盛裝油、酒、醋;不用塑料砧板處理生肉類、蔬菜和水果;減少和不重復(fù)使用一次性塑料制品等。

  無論如何,微塑料已經(jīng)進(jìn)入人類生活環(huán)境是事實(shí)。確認(rèn)其對人體的風(fēng)險(xiǎn)、闡明危害機(jī)制,以及尋找簡單的應(yīng)對策略讓更多人盡可能地減少對微塑料的攝入,是科學(xué)家正在努力的目標(biāo)。(張?zhí)锟保?/p>

(責(zé)編:郭爽)

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