原創(chuàng) 趙蓓 十點科學(xué)

塑料污染日益嚴(yán)重。我們大概率不會吞下塑料片，卻逃不過環(huán)境和食物中的微塑料。而關(guān)于它的研究才剛剛起步，對腸道菌的影響是其中最重要的課題之一。

作者 | 趙蓓 免疫學(xué)博士

人人都攜帶微塑料？

塑料制品遍布于我們生活的方方面面，然而塑料帶來的日益加劇的環(huán)境污染問題也不容忽視。近年來，微塑料（Microplastics, MPs），一種直徑小于5毫米的塑料微粒，也漸漸躍入科學(xué)家們視野。因為微塑料不僅造成全球環(huán)境污染，同時也對人類和動物的健康帶來隱患。

研究顯示 ，我們每個人平均每周要攝入2000顆微塑料，重量約5克，相當(dāng)于一張信用卡。一想到這么多的塑料小顆粒就這樣被吃進(jìn)我們嘴里，決策者和科學(xué)家們頭頂都不免騰起一片烏云。

微塑料的種類和來源

微塑料根據(jù)來源主要分兩類。其中初級微塑料是直接添加在生活品，尤其是護(hù)膚品、牙膏和潔面乳中的微小顆粒。第二類是塑料經(jīng)物理、化學(xué)或生物分解的產(chǎn)物，稱為次級微塑料。這些微塑料隨著垃圾的傾倒出現(xiàn)在海洋、河流、海岸線等地從而分散至全球，也出現(xiàn)在飲用水、土壤當(dāng)中，不可避免地被家禽、家畜、人類或自然界中的動物攝入。

加拿大夏洛特皇后灣每平方米檢出7630 ± 1410 個微塑料，在我國的長江口和岷江口分別檢出4137.3 ±2461.5 、1170.8 ± 953.1 個微粒每平方米。甚至在人們食用的食鹽、貝類食物中也發(fā)現(xiàn)了微塑料的身影。

海鹽中平均每千克檢出2000多個微塑料顆粒，數(shù)量遠(yuǎn)超鹽湖、鹽井和鹽礦中獲取的食鹽?？紤]到人們攝入的食鹽量并不算多，歐洲人吃貝類攝入的微塑料更不容忽視，平均每人每年由此攝入塑料微粒約1.1萬顆。圖源：圖蟲創(chuàng)意

微塑料對于海洋生態(tài)環(huán)境的影響

微塑料的毒性首先表現(xiàn)在浮游動物、海洋底棲動物、魚類或其他水生生物中，影響其生長速度、氧化損傷、酶活性，甚至繁殖能力。

除此之外，微塑料能夠在生物體內(nèi)累積，例如在魚類中能夠通過消化道進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)而儲存在組織中。這種積累伴隨著食物鏈逐級傳遞并富集在兩棲動物、鳥類體內(nèi)。

另外，微塑料對細(xì)菌、真菌等微生物也有毒力作用，這種毒性可以通過直接作用于細(xì)菌本身，也可以通過微塑料包裹的其他污染物間接影響發(fā)揮作用。例如聚苯乙烯納米粒子對酵母細(xì)胞有致死作用，微塑料也可以抑制海洋中嗜鹽單胞菌的生長并改變其生態(tài)學(xué)功能。

陸地生態(tài)環(huán)境中的微塑料污染

陸地上的微塑料污染情況甚至比海洋中更為嚴(yán)重。農(nóng)業(yè)中使用的塑料膜，以及化肥、農(nóng)藥中包含的微塑料粒子，直接噴撒進(jìn)土壤中，改變土壤微生物的組分，抑制蚯蚓的生長。微塑料顆粒還會被植物的根部吸收，遷移到莖葉等可食用部分而進(jìn)入食物鏈。

科學(xué)家們也在研究微塑料對于哺乳動物的影響。以實驗動物小鼠為例，微塑料會造成腸道菌群紊亂、腸道屏障受損并誘發(fā)代謝紊亂等疾病，提示微塑料對人類也可能產(chǎn)生類似作用。

農(nóng)膜（農(nóng)用塑料薄膜）使用帶來大量微塑料污染。圖源：圖蟲創(chuàng)意

人體被忽視的器官——腸道菌群

人體腸道內(nèi)的微生物數(shù)量最多，約為1014，是人體自身細(xì)胞數(shù)量的十倍。并且復(fù)雜程度最高，涵蓋細(xì)菌、真菌等多達(dá)5000種物種。腸道菌群具有復(fù)雜的生理學(xué)或生物學(xué)功能，甚至被認(rèn)為是一種器官。

健康的腸道菌群能夠幫助我們消化分解食物，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，合成對人體有益的代謝產(chǎn)物如次級膽汁酸、短鏈脂肪酸，同時對外來的病毒或致病細(xì)菌的感染有抵抗作用。而腸道菌群的紊亂對人體的免疫系統(tǒng)以及多種疾病例如腸炎、關(guān)節(jié)炎、代謝類疾病、神經(jīng)類疾病具有直接或間接的作用。

導(dǎo)致腸道菌群紊亂的因素主要有抗生素、重金屬、農(nóng)藥、食品添加劑的攝入。隨著微塑料污染的日益嚴(yán)重，科學(xué)家們也開始關(guān)注微塑料對腸道菌群的影響。微塑料主要通過以下幾種途徑造成腸道菌群紊亂以及影響人體的健康：

1. 機械損傷

腸道內(nèi)容物和腸道上皮細(xì)胞之間存在一層黏液層，也是隔絕腸道中潛在病原微生物的一道天然屏障。微塑料進(jìn)入腸道后經(jīng)分解成為納米級別的小顆粒，能夠輕松穿過黏液層，造成腸道上皮的擦傷、堵塞甚至穿孔。

受損的腸上皮細(xì)胞向腸道內(nèi)的免疫細(xì)胞發(fā)出信號，誘發(fā)免疫反應(yīng)以及炎癥，導(dǎo)致一些特定的腸道共生菌被免疫細(xì)胞吞噬，而放線菌門、變形菌門的菌種則更適應(yīng)炎癥的環(huán)境從而大量復(fù)制繁殖，最終造成良性共生菌少而條件致病菌多的一種不平衡的菌群結(jié)構(gòu)。

微塑料對腸道黏膜以及腸上皮細(xì)胞的損傷也直接破壞了生活在腸道這一地帶的良性共生菌的生活場所，改變了氧氣含量，不利于共生菌的生長繁殖和正常的代謝活動。這也就造成了食物不能被有效的消化分解和吸收，導(dǎo)致人體營養(yǎng)不良。

2. 病原物載體

人體或動物攝入的微塑料中通常附著了很多外界的微生物，其中一些微塑料中的病原菌和腸道共生菌競爭糖類、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，從而抑制腸道共生菌的生長。例如一種人類致病菌副溶血性弧菌就能夠生存在微塑料所形成的膠質(zhì)層中，攝入后容易引起腸胃炎敗血癥等疾病。

3. 化學(xué)干擾

塑料的成分——主要是雙酚A（BPA）和增塑劑——以及塑料所吸附的環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)也是微塑料危害生物體健康的因素之一。食品和飲品的塑料包裝中通常含有BPA，通過小鼠和大鼠的實驗觀察到BPA是一種強效的內(nèi)分泌干擾物，并且影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)。塑料包裝中的BPA浸入食品中而被人體攝入，也會影響人體的激素水平，因此歐盟和加拿大已禁止在嬰兒奶瓶中添加使用BPA制作的塑料。

BPA是一種廣泛應(yīng)用于塑料制造的化學(xué)物質(zhì)，在塑料產(chǎn)品中添加BPA可以增加其無色透明、耐用、輕巧、防沖擊等特性，因而BPA很普遍地存在各種日用品中，例如PC材質(zhì)的塑料奶瓶中。它在加熱時容易析出，可能擾亂人體代謝，影響嬰兒發(fā)育和免疫力，甚至致癌。此外BPA還有雌性荷爾蒙效果，可能導(dǎo)致嬰兒出現(xiàn)女性化變化。實際上，不僅是BPA這種被禁用的化學(xué)物質(zhì)，常用的聚丙烯奶瓶（占全球市場的83%）在沖奶時也會釋放大量微塑料，一個12月大的嬰兒平均每天由此攝入約160萬個聚丙烯塑料微粒。并且隨著水溫升高，微塑料顆粒明顯增多。圖源：圖蟲創(chuàng)意

提升塑料制品靈活性和可延展性的增塑劑也被廣泛使用在各種塑料制品中，但是增塑劑的化學(xué)鍵非常不穩(wěn)定，經(jīng)常會暴露在環(huán)境中或浸入所包裝的食品用品中。例如我們常說的“新車的味道”，其實就是車內(nèi)增塑劑及其副產(chǎn)品的味道。最常見的增塑劑之一鄰苯二甲酸鹽，就能夠提高雌激素的活性，激素水平的改變也會引發(fā)腸道菌群結(jié)構(gòu)的變化。更糟的是，鄰苯二甲酸鹽對包括生殖器官、心臟、肝臟、肺臟、腎臟在內(nèi)的一系列器官也具有毒性。

微塑料顆粒也是環(huán)境中其他化學(xué)污染物的載體，攜帶例如多氯聯(lián)苯（PCB），多環(huán)芳烴（PAH）以及二氯二苯基三氯乙烷（DDT）進(jìn)入腸道內(nèi)，造成腸道環(huán)境紊亂，對人體具有毒性以及致癌的作用。

微塑料對腸道菌群影響的研究也不僅僅停留在分析菌群結(jié)構(gòu)變化的階段，微塑料中附著的細(xì)菌、病毒等微生物能夠?qū)⒛承┠退幓驒M向傳遞給腸道共生菌，因此通過宏基因組測序等手段檢測腸道菌群的基因表達(dá)水平也十分必要。

總的來說，科學(xué)家們對微塑料問題的研究才剛剛起步，未來仍有很多問題亟待解決。腸道菌群對慢性微塑料的適應(yīng)會有什么樣的反應(yīng)？微塑料誘發(fā)人體腸道菌群紊亂的劑量是多少？微塑料引發(fā)的腸道菌群紊亂是否在全部人群中具有相似的模式？回答這些問題是了解微塑料如何損害人體健康的關(guān)鍵。

（責(zé)編 高佩雯）

參考文獻(xiàn)

1. Gloria Fackelmann, SimoneSommer, Marine Pollution Bulletin, 2019

2. LiangLu, et al., Science of the Total Environment, 2019

3. 部分?jǐn)?shù)據(jù)來自《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》、《經(jīng)濟參考報》、世界自然基金會（WWF）、《自然-食品》等

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原標(biāo)題：《關(guān)于微塑料的一些事實：腸道菌群受微塑料影響嚴(yán)重》

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