微塑料曾一度被视为边缘科学话题。你可能在社交媒体上听到过相关讨论,或看到过"我们每周摄入相当于一张信用卡重量的塑料"的新闻标题。但近年来,这一问题的严重性逐渐显现。微塑料无处不在——存在于我们呼吸的空气、饮用的水和食用的食物中。
微塑料已进入我们体内:我们的器官、动脉、肺部甚至大脑中都有它们的踪迹。目前我们缺乏的,是更多数据支持的结论来阐明微塑料对健康的实际影响。专家们虽有诸多推测,常识也提供了不少线索,但研究尚未跟上现实需求。例如,马萨诸塞州伯灵顿莱希医院和医学中心(Lahey Hospital and Medical Center)心血管肿瘤项目主任Sarju Ganatra医学博士解释道,塑料含有约16,000种不同化学物质,其中10,000种尚未被研究。在已知的6,000种化学物质中,70%-90%被认为具有从有害到极度有害的特性。
"我们绝不会单独摄入这些物质,也不会将其添加到食物中,"他说道。然而我们确实在摄入它们——尽管目前尚无确凿研究证明具体摄入量。"有研究称每周塑料摄入量高达5克,相当于一张信用卡的重量;其他研究则显示低得多的数值。这仍处于持续发展的研究阶段,"奥地利格拉茨大学(University of Graz)研究人类肠道微塑料的学者Christian Pacher-Deutsch表示。(若信用卡类比不够形象,近期一项研究估计人类大脑中携带的塑料量约有一茶匙。)
更多人体和动物研究正在开展,真实数据开始积累。本文将综述部分最新发现。问题在于:塑料积累速度远超研究其危害的速度。经合组织(OECD)2024年报告显示,2020年全球塑料产量和使用量已达4.35亿吨,若不采取行动,到2040年将增长70%。同期进入环境的塑料泄漏量也将增至3,000万吨,比2020年水平激增50%。
人体对抗微小塑料入侵者的战斗
微塑料是直径小于5毫米的颗粒——约芝麻大小或更小。纳米塑料作为微塑料的子集,直径小于1微米。这些微小塑料由大型塑料经热力、摩擦、风化和阳光照射分解形成,颗粒可小至纳米级,从而穿透细胞膜并跨越生物屏障。
部分吸入的微塑料源自海洋。"海洋水体每日都在蒸发,即使在冬季最寒冷的月份也从未静止,"Ganatra解释道,伴随蒸发过程,微小塑料颗粒也会漂浮到空气中。他领导的研究团队考察了空气微塑料对神经状况和心脏代谢健康的影响。今年早些时候发表的两项研究显示,生活在空气微塑料浓度较高的沿海城市,与认知障碍和心脏代谢疾病风险轻微上升存在关联。
"塑料本不该存在于大脑或心脏中,"Ganatra强调。包括美国国家海洋机构和NASA在内的机构已在多个区域测量空气中的微塑料浓度。大西洋沿岸和墨西哥湾城市的微塑料含量通常高于太平洋沿岸城市。Ganatra指出,尽管空气污染或肥胖率等因素可能影响风险,但两项研究已针对总体空气污染、心血管和神经风险因素,以及种族、性别、年龄、教育程度、社会经济地位、语言等其他因素进行了校正。
饮用水、塑料与大脑健康
罗德岛州金斯敦罗德岛大学(University of Rhode Island)神经科学教授Jaime Ross博士研究发现,健康年轻和老年小鼠仅通过饮用水接触微塑料和纳米塑料三周后,认知和行为即出现变化。这项2023年研究显示,这些小鼠的神经胶质细胞中GFAP水平降低——这是早期阿尔茨海默病的标志性特征。该发现促使团队进一步研究微塑料对阿尔茨海默病转基因小鼠的影响。
"我们选择聚苯乙烯因其是环境中最丰富的聚合物之一,也是最常使用的材料。它存在于泡沫杯、塑料杯和外卖容器中,我们确实经常接触,"Ross解释道。他们选用直径0.1和2微米的球形聚苯乙烯颗粒——无尖锐边缘以避免细胞损伤——浓度远低于毒性水平。
饮用含微塑料的水三周后,行为测试显示显著差异。"如果你家里有过老鼠,就知道它会沿着墙根走动,不会待在房间中央,"Ross指出。但摄入微塑料的阿尔茨海默病样雄性小鼠在测试区域中心停留时间更长。雌性小鼠虽未表现此行为,但在区分指数挑战中表现更差,该测试衡量其识别先前见过物体的能力。
Ross解释道:"这些结果与人类阿尔茨海默病患者的体验相当吻合。人类女性患者记忆变化程度更高,而男性患者通常在冷漠方面变化更大。"与Ross发现相关的是,今年另一项研究表明,痴呆症患者大脑中的微塑料和纳米塑料含量高于非痴呆症患者。
塑料对肠道健康的隐性影响
小鼠研究还发现微塑料会影响其肠道微生物组——消化系统中影响消化、免疫功能和心理健康的数万亿细菌、病毒和真菌。鉴于微塑料已出现在人类粪便中,Pacher-Deutsch领导了其对人类微生物组潜在影响的研究。由于故意给人类喂食微塑料不道德,研究团队使用接种了五名健康人新鲜粪便样本的生物反应器。在反应器内维持微生物活性的同时,监测不同微塑料——聚苯乙烯、聚丙烯、低密度聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯——在真实人类暴露水平和高浓度下的剂量依赖性效应。
研究发现,与对照组相比,微塑料暴露持续降低处理培养物的pH值,表明微生物代谢发生转变。细菌组成因特定微塑料类型而改变,某些菌群(包括Lachnospiraceae、Oscillospiraceae、Enterobacteriaceae和Ruminococcaceae)出现显著增减——主要集中在Bacillota门,该门对消化和肠道健康至关重要。值得注意的是,多种微塑料驱动的微生物模式与抑郁症和结直肠癌等疾病相关模式相似。
这些组成变化伴随细菌代谢物产生的改变,部分解释了pH值下降。不同微塑料触发独特的代谢反应,Pacher-Deutsch表示:"这说明微生物组内特定通路可能被塑料破坏或影响,例如短链脂肪酸代谢可能受微塑料存在影响。"他补充道:"多项出版物已提出微塑料对整个胃肠道的诸多影响,包括黏膜黏度变化、微量营养素生物利用度改变及细菌组成变化,但'仍需更多研究来精确定位具体效应'。"
实用与徒劳:对抗微塑料的行动
Ganatra认为科学界低估了塑料对健康的影响。他表示体内微塑料"引发炎症反应。它们不属于人体,会激活免疫系统,导致慢性低度炎症——这是当今许多疾病(包括癌症、心血管疾病和神经疾病)的基础。"
"人们认为塑料是惰性且稳定的。实际上,我们正意识到它会脱落,"Ross指出。她建议审视日常塑料暴露源——咖啡机、塑料内衬一次性杯、烹饪用具、吸管——并考虑改用玻璃或不锈钢制品。她特别强调热力与塑料结合会加速微塑料脱落,并警告许多衣物也会释放塑料,因此选择棉、羊毛和丝绸等更昂贵的材料可能有益健康。
"我们可能低估了作为个体消费者的影响力,毕竟市场远大于我们任何一人,但必须记住市场由我们塑造,"Ganatra表示。他还运营非营利组织Sustain Health Solutions,旨在减少医疗系统中每日丢弃的大量一次性塑料。但他指出变革不易:"钢制器械、高压灭菌器、运行能源及所需人员都需要巨额资本投入。"
Pacher-Deutsch认为研究者也肩负重任:"我们需要深入探究健康影响,尽可能了解现有各类塑料,从而做出基于研究的决策并向卫生部门提供建议。"Ganatra总结道:"我认为我们需要超越明日的视野,采用'一体健康'理念,认识到地球健康与人类及其他动物健康密不可分。"
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