日前，Nature 頭條報道了一項來(lái)自中國學(xué)者的新研究，該研究首次實(shí)時(shí)追蹤了微塑料在體內的移動(dòng)——微塑料顆粒被免疫細胞吞噬，通過(guò)血液流動(dòng)，最終停留在大腦的血管中，從而造成細胞阻塞、誘導腦血栓，并導致神經(jīng)行為異常。
該研究以：Microplastics in the bloodstream can induce cerebral thrombosis by causing cell obstruction and lead to neurobehavioral abnormalities 為題，于 2025 年 1 月 22 日在線(xiàn)發(fā)表于 Science 子刊 Science Advances 上，中國環(huán)境科學(xué)研究院席北斗、侯佳奇 為論文共同通訊作者，北京大學(xué)未來(lái)技術(shù)學(xué)院博士后黃海鵬為論文第一作者。
該研究追蹤了微塑料顆粒在血管中的高速運動(dòng)，揭示了微塑料誘導大腦功能障礙和神經(jīng)損傷的機制。
由于塑料在全球的廣泛使用和緩慢降解，微塑料（Microplastic，MP）在各種環(huán)境介質(zhì)中變得無(wú)處不在，甚至南極、珠峰、深海中都發(fā)現了微塑料的存在。此外，汽車(chē)輪胎磨損和塑料垃圾的降解，會(huì )產(chǎn)生的微塑料并釋放到空氣中，導致微塑料通過(guò)呼吸系統進(jìn)入人體。而瓶裝水、外賣(mài)盒等塑料產(chǎn)品的廣泛使用，導致微塑料通過(guò)消化系統進(jìn)入人體。微塑料具有粒徑小、吸附力強的特點(diǎn)，吸入或攝入微塑料可能對機體多種器官和系統造成危害。
此前已有一系列研究顯示，微塑料以及尺寸更小的納米塑料已經(jīng)入侵了人類(lèi)的大腦、肝臟、腎臟以及生殖系統，但這些微塑料入侵人體后會(huì )發(fā)生什么，它們對人類(lèi)健康會(huì )有什么影響？這些研究才剛剛開(kāi)始。
在這項最新研究中，研究團隊希望更深入地了解微塑料是如何影響大腦，他們使用了一種名為微型雙光子顯微鏡（mTPM）的熒光成像技術(shù)，通過(guò)植入到小鼠顱骨中的透明窗口，在小鼠清醒的情況下觀(guān)察其大腦內的活動(dòng)情況，這種成像技術(shù)可以追蹤微塑料在血液中的移動(dòng)。
在小鼠大腦的血管中發(fā)現的微塑料碎片，圖片來(lái)源：Sinclair Stammers/Science Photo Library
研究團隊給小鼠喂食了摻有聚苯乙烯熒光微球的水，聚苯乙烯是一種常用于制造電器、包裝甚至玩具的塑料材料。大約三個(gè)小時(shí)后，開(kāi)始有熒光細胞出現。此外，當研究人員將聚苯乙烯熒光微球直接靜脈注射到小鼠體內時(shí)，幾分鐘內就能觀(guān)察到熒光細胞的出現。
進(jìn)一步的研究顯示，被稱(chēng)為中性粒細胞和吞噬細胞的免疫細胞吞噬了這些微塑料顆粒。其中一些細胞可能被困在大腦皮層區域毛細血管的彎曲處，這些吞噬了微塑料的細胞有時(shí)會(huì )在大腦血管中堆積起來(lái)，就像血管中因為車(chē)禍而發(fā)生擁堵一樣，其中一些阻塞最終會(huì )消散，但有些在為期 4 周的觀(guān)察其內一直存在。
血管栓塞導致腦組織供血不足，從而導致小鼠神經(jīng)活動(dòng)紊亂和認知障礙。接下來(lái)，研究團隊進(jìn)一步探索了吞噬了微塑料的細胞在大腦血管中引起的阻塞是否會(huì )引起小鼠的行為改變。
結果顯示，微塑料處理（靜脈注射微塑料）的小鼠的總運動(dòng)距離和運動(dòng)速度均明顯低于對照組。在用于評估工作記憶的 Y 型迷宮測試中，微塑料處理的小鼠所行進(jìn)的總距離仍低于對照組，其空間記憶顯著(zhù)下降。這些結果表明，微塑料可能抑制小鼠的運動(dòng)能力。進(jìn)一步實(shí)驗顯示，微塑料處理的小鼠的運動(dòng)協(xié)調能力以及耐力下降。此外，該研究還發(fā)現，微塑料可誘導小鼠體重減輕，這可能是由于運動(dòng)能力改變導致的攝食行為改變。在微塑料處理 28 天后，微塑料導致的大腦血管中的阻塞得到了顯著(zhù)恢復，這與 28天 后的小鼠的行為學(xué)實(shí)驗結果相一致。
總的來(lái)說(shuō)，該研究表明，循環(huán)系統中的微塑料會(huì )被免疫細胞吞噬，導致這些細胞在大腦皮層的毛細血管中發(fā)生阻塞，這些血栓形成造成的阻塞會(huì )導致小鼠的血流減少和神經(jīng)功能異常。該研究揭示了一種新機制——微塑料通過(guò)調節細胞阻塞以及干擾局部血液循環(huán)間接破壞組織功能，而非直接穿透組織。這一發(fā)現為理解微塑料侵入血液所帶來(lái)的毒理學(xué)影響提供了一個(gè)新視角。
參考鏈接：
https://www.nature.com/articles/d41586-025-00178-0
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr8243
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