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科学家首次在人类血液中发现微塑料,这一发现有哪些科学意义?

 3 years ago
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科学家首次在人类血液中发现微塑料,这一发现有哪些科学意义?

据英国天空新闻等多家媒体24日报道,在一项新的研究中,科学家首次在人类血液中发现了微塑料。 77%的志愿者血液中含有“可量化”微塑料 荷兰的一个研究小…
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89 个回答

生物学话题下的优秀答主

“不管你测或不测,微塑料颗粒一直就在那里,不只增不减。”似乎无计可施。而且在人体内低剂量的微塑料仍然在安全范围内,因此脱离剂量无法谈毒性,微塑料对人类的健康影响仍在研究中,很多体外实验已经证明微塑料对细胞的损伤。

2004年,《科学》杂志上发表关于海洋塑料碎片论文,提出了“微塑料”的概念。

2017年,在伯利兹海岸附近的特内菲环礁,四分之三的水下海草上附着着微塑料纤维、碎片和珠子。首次在水生维管束植物上发现微塑料,是世界上第二次在海洋植物上发现微塑料。

2018年在人类粪便中发现了塑料颗粒,每10g粪便中含有约20颗微塑料颗粒。

2019年,欧洲首次在两栖动物欧洲蝾螈(Triturus carnifex)的胃内容物中发现微塑料。证明高海拔环境中出现塑料问题。

2020年,亚利桑那州立大学研究了来自人体肺、肝、肾等器官的47个人体组织样本,在所有47个相关组织样本中发现了微塑料。

2021年在人类胎盘中发现了微塑料颗粒,同年发现摄入微塑料颗粒的怀孕老鼠胎儿的肝、肺、心脏、肾中检测出微塑料颗粒。

2022年在人类血液中检测到微塑料颗粒,这意味着微塑料可以随着血液进入人体循环。那么微塑料很有可能通过血脑屏障进入大脑,造成脑损伤。

微塑料的来源

微塑料是指直径0.1μm–5 mm直径的塑料颗粒(MP),纳米塑料是指直径<0.1μm的塑料颗粒(NP)。微塑料/纳米塑料的来源分为两种;

一种是人类产生的塑料垃圾(每年约有800万吨塑料垃圾进入海洋,26.9万吨塑料漂浮在海洋表面)通过微生物降解、长时间的紫外线照射或物理磨损,塑料会碎裂成微塑料纳米塑料

另一种是MP/NP是空气喷射技术、清洁剂、化妆品、药物输送配方、涂料和牙膏的生产原料。塑料微珠在个人护理及化妆品产品中常常作为填充剂、成膜剂、增稠剂及悬浮剂等应用于磨砂膏、洁面乳、沐浴露、牙膏、防晒霜、眼影、腮红、粉底液等产品中,添加量约为1%-90%。生产材料包括粒聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚氯乙烯等。

2021年9月1日,针对日化用品中塑料微粒检测的国家标准GB/T 40146-2021《化妆品中塑料微珠的测定》正式实施,《化妆品中塑料微珠的测定》采用傅里叶变换红外光谱法对产品中的塑料为主进行定性检测。塑料微珠检测标准的实施为实现2022年底禁止销售含塑料微珠的日化产品的目标提供了有力保障。

人类摄入微塑料的来源

人类摄入微塑料的来源主要是通过食物、水、空气以及医疗系统。

微塑料已经在地球的各个地方都有发现,包括喜马拉雅山以及马里亚纳海沟都发现了微塑料。微塑料进入生态循环后,已经与陆地和水生生物群相互作用,并通过食物链中的营养转移传递给各级生物和人类。比如海鲜、海盐、蜂蜜等;所有的海鲜中,贻贝、牡蛎以及扇贝受微塑料污染程度最高。有研究表明,每一克软体动物含有0-10.5个微塑料微粒,每一克甲壳类动物含有0.1-8.6个微塑料微粒,每一克鱼类则含有0-2.9个微塑料微粒。

此外,瓶装水、自来水、被塑料粉尘污染的空气也是人类摄入微塑料;最后医疗设备(比如塑料盐水袋)的使用以及口服药物或塑料注射器的使用都会使人体直接摄入微型塑料。

人体接触微塑料的途径

人类接触MP/NP的途径主要有口服、吸入、皮肤或其他途径

口服:经口摄入后,微塑料颗粒首先接触肠道粘膜,然后是上皮细胞,大部分的颗粒会被肠粘膜屏障阻止吸收,然而少量,微/纳米颗粒可以穿过肠道屏障,到达体循环;

吸入:空气中的MP/NP会直接接触呼吸道,包括粘液层、纤毛周层、纤毛细胞、非纤毛分泌细胞和基底细胞。塑料颗粒可穿透肺组织,在慢性吸入时引起肺部炎症和继发性遗传毒性;纺织工人的肺部发现含有异物(假定为聚酯、尼龙和/或丙烯酸粉尘)的肉芽肿性病变(Pimentel等人,1975年)。

皮肤:皮肤的角质层可以阻止小于1纳米的分子透过皮肤,但MP/NP可以通过塑料静脉导管、注射器和其他药物输送系统进入体循环。之所以使用微塑料颗粒用于医药是因为它们被认为是“惰性和生物相容性的”。

微塑料产生毒性的可能原因

大小和剂量。较小的颗粒可以通过内吞或被动吸收过程吸收,但较大的颗粒通常需要特殊细胞的吞噬作用。通常,颗粒大小和毒性之间存在反比关系。人们认为<10 nm的颗粒可以作为气体材料,很容易进入组织,造成广泛损伤。尺寸减小可促进通过肠道或肺部对微塑料颗粒的吸收,影响细胞。其次,微塑料如果不能顺利代谢掉或排除,在体内积累的量达到一定程度会产生细胞毒性。

电荷。微塑料颗粒表面所带的电荷会影响颗粒的吸收和体内转运已经毒性。带阳离子的塑料颗粒比带阴离子的对吞噬细胞表现为更大的毒性。

塑料添加剂。塑料添加剂/沥滤液平均占微塑料含量的4%,包括稳定剂、增塑剂、润滑剂、染料和阻燃剂,可能存在毒性问题。比如塑料添加剂种的双酚A、邻苯二甲酸盐和溴化阻燃剂,它们会扰乱内分泌功能。商用PET水瓶在60°C以上的温度下将Sb滤入水中;如果在夏季将瓶子放在汽车和车库内,可以达到的以上温度。颗粒制备过程中使用的表面活性剂可以分解细胞膜或调节细胞表面受体、糖蛋白、蛋白聚糖、信号部分、细胞外基质成分和脂筏的结构和功能。(当然不谈剂量谈毒性就是耍流氓)

吸附的污染物。微塑料可以会吸附有机物、重金属或病原体,比如塑料可以是持久性有机污染物(多氯联苯、多环芳烃、滴滴涕)的载体,重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Sb、Al、Br、Hg、As、Sn、Ti、Co、Ba、Mn)或微生物,如致病性弧菌。

微塑料的毒性机制

在近10年对微塑料的研究中,微塑料对肠道细胞、肺细胞、免疫细胞都有毒性。MP/NP的毒性被认为是由i)膜损伤、ii)氧化应激、iii)免疫反应和iv)遗传毒性引起的其中,MP/NP的细胞毒性主要归因于膜损伤和氧化应激。微塑料颗粒会破坏质膜。2020年发现聚乙烯纳米颗粒渗透到质膜双层的疏水环境中,并引起结构变化。被内吞的颗粒可以渗透内体溶酶体膜,并与细胞内的细胞器相互作用。在塑料聚合和颗粒加工过程中,以及与生物环境相互作用时,会产生ROS,从而导致细胞应激。

参考文献:

综述:Banerjee, Amrita; Shelver, Weilin L. (2020).Micro- and Nanoplastic induced cellular toxicity in mammals: A Review. Science of The Total Environment, (), 142518–

医学话题下的优秀答主

微塑料的概念于2004年首次被提出,通常定义尺寸小于5mm的塑料碎片为微塑料,尺寸为1—100am的塑料碎片为纳米级微塑料。

(图源:123RF)

微塑料尺寸较小,来源广泛,海洋、陆地、大气中都有微塑料的存在,它也被科学家形象的比作海洋中的“PM2.5”。2017年,中国科学家首次在南极海域发现微塑料,预警人类活动的污染已遍布全球各个角落。

由于微(纳米)塑料尺寸较小,极易被各种生物吞食从而进入食物网。近几年的文献报道显示微(纳米)塑料会随着食物链层层富集,最终在更高等的生物体(如:鱼类、贝类和海鸟等)内富集,最终危害人类健康。

(海洋塑料污染概念图/图源:123RF)

目前,在淡水鱼,海水鱼,海鳌虾体内均检出了微塑料,检出率从36.5%至100%不等。微塑料不仅广泛存在于水生动物中,而且和人类密切相关的食物,如蔬菜、食盐、家禽中均可检测到微塑料。全球各地的自来水和瓶装水中也都检测到了微塑料。

微(纳米)塑料可以进入海藻、贝类及各种各样的鱼类(海鱼及河鱼)等生物的体内,研究表明,这些微小的塑料颗粒会随着食物链传递到更高等的生物体内,或以其他途径进入人类食物链(如通过食盐或动物饲料的方式)。

其中贝类作为一类常见的海洋生态毒理学模式生物,被广泛的应用于各种海洋污染物的毒理研究及生物效应评价,通过对紫贻贝的研究表明,尺寸大于 4 μm 的微塑料会完全的滞留在生物体内,而较小的塑料颗粒的保留效率也高达35%—70%。

(海洋塑料污染/图源:123RF)

由于微塑料的尺寸较大,多数微塑料会积累到动物的肠道阶段,但也有少量的微塑料可通过肠道内丰富的淋巴集结进入到循环系统当中。然而,对于较大尺寸的微塑料,较难深入渗透到器官当中。

根据目前的研究显示,微塑料进入人体,最可能会积累在肠道阶段,影响肠道部位的免疫系统、引起局部炎症反应。而炎症反应会反过来增加微塑料在肠道阶段的积累情况及转运效率。

而由于微塑料较大表面积以及可能带有电荷,可能会引起蛋白质或者糖蛋白的吸附,进一步加重肠道炎症反应。

除了海洋和陆地是微塑料的主要来源外,大气中存在的微塑料颗粒也是不可忽视的一部分。在巴黎地区进行的一项研究中,大气沉降物中的微塑料回收浓度可达到335个/m2/d,而室内空气传播的微塑料浓度更高。

(图源:123RF)

尽管关于大气中微塑料浓度的研究很少,但其对人类健康的影响同样不可忽视。在未来的几十年里,微塑料可能会成为可吸入颗粒物中越来越重要的一部分,通过空气污染的形式,影响人类的健康。

此外,微塑料由于自身较小的颗粒、较大的表面积及疏水性等特点,还会对其他污染物(如苯乙烯、重金属等)有较强的吸附作用,因此微(纳米)塑料还可作为一种载体把吸附在表面的有机污染物转移到生物体内,并对人体健康造成潜在的危害。

总之,尽管目前关于塑料对人体健康的影响还处于起步阶段,微(纳米)塑料对人体的真实影响仍不得而知。但多种动物实验均表明,微塑料进入动物体内,会对消化系统、免疫系统、生殖系统等产生多方面的影响。因此减少塑料的使用,保护自然环境,就是在保护人类自己。

参考文献:

[1]朱莹,曹淼,罗景阳, 等.微塑料的环境影响行为及其在我国的分布状况[J].环境科学研究,2019,32(9):1437-1447. DOI:10.13198/j.issn.1001-6929.2019.07.04.

[2]李红岩,张海峰,李洁, 等.饮用水中微塑料污染研究进展[J].净水技术,2019,38(7):7-12. DOI:10.15890/j.cnki.jsjs.2019.07.002.

[3]张娜,周雅雯,白玉, 等.微塑料对肠道菌群影响作用的研究进展[J].中国塑料,2020,34(3):103-110. DOI:10.19491/j.issn.1001-9278.2020.03.015.

[4]DRIS R,GASPERI J,ROCHER V,et al.MicroplasticContamination in an Urban Area:a Case Study in GreaterParis[J].Environmental Chemistry,2015,12(5):592‐599.

他们说土壤中发现了微塑料颗粒的时候,
我不说话
他们说海洋中发现了微塑料颗粒的时候,
我不说话
他们说鱼类中发现了微塑料颗粒的时候
我不说话
现在他们说人血中发现了微塑料颗粒
我终于坐不住了

微塑料微粒(microplastic)是业界讨论多年的问题,它的危害性也广为认可。之前更多的是讨论在海洋和生物中的聚集,之前也有研究在人类的胎盘中发现[1],这次在血液中发现,只不过再次证明了微塑料无处不在。

微塑料主要来自各种塑料用品,包括塑料包装,化纤植物以及化妆品行业等。认识到塑料危害的人类,开始使用可降解材料代替不可降解的塑料,但是从成本和工艺上还有很长的路要走,甚至很多行业在开倒车。

相比之下,我所在的化妆品行业对微塑料注意的多,无论是上游的原料商还是下游的品牌,都投入了很多资源开发替代品。我就给大家科普科普,微塑料颗粒的影响,以及化妆品行业是如何解决微塑料颗粒问题的。

  1. 化妆品中为什么需要微塑料颗粒
  2. 微塑料颗粒的危害
  3. 化妆品中微塑料颗粒的替代

化妆品中为什么需要微塑料颗粒

微塑料颗粒是化妆品中很重要的一个成分,因为其独特的功能和肤感,目前被用于以下三个方面:

  1. 洗面奶/沐浴露中的磨砂颗粒
  2. 粉底/素颜霜中的柔焦/哑光颗粒
  3. 护肤品中的肤感调节剂

磨砂颗粒

很多人喜欢磨砂颗粒按在脸上或者身体上的感觉,就像有人喜欢搓澡一样。在使用含有磨砂颗粒的产品的时候,磨砂粒子能和皮肤的角质层相互摩擦,将角质层最上层的角化细胞除去,也就是我们常说的去死皮

对于皮肤健康的朋友来说,适度使用磨砂颗粒能够让内层新鲜的角化细胞显现出来,从而使皮肤白净,细嫩。其功能类似弱化版的刷酸。但是对于有皮肤问题,尤其是敏感肌的朋友,还是建议原理这一类产品。因为磨砂颗粒会让敏感肌更敏感。

磨砂洁面膏

柔焦颗粒

正常的皮肤表面从微观上来看粗糙不平,因此光线照上去的时候,会呈现一种柔和的美。但是如果一天下来,出油太多,则会油光满面,闪闪发亮。这是因为皮脂分泌,填充了粗糙不平的表面,发生镜面反射,脸上就像镜子反射一样不自然。有些化妆品配方中含有的油脂很多,因此需要添加一些微塑料颗粒。这样一来,光线照射到微塑料颗粒上,发生漫反射,也就是反射光朝向四面八方,因此整个脸看起来也就非常柔和。

微塑料颗粒带来柔焦效果

肤感调节剂

使用化妆品的时候,使用体验很重要,比如是不是滑,吸收好不好,这就是我们常说的肤感,负责调整肤感的成分就叫肤感调节剂。常用的肤感调节剂除了乳化剂,油脂之外,微塑料颗粒也是非常重要的一部分。

直径在5-20微米的球形颗粒刚好能被人的触觉感受到。当它们在人体皮肤上滚动的时候,能够提供非常爽滑的感觉。

多孔的微塑料颗粒可以吸油,因此可以作为非常好的控油成分,用在控油乳霜或者粉底当中。同时还可以缓解配方的油腻感。

多孔PMMA塑料

所以微塑料颗粒在化妆品中应用非常广泛,也非常重要。


微塑料颗粒的危害

早些年,化妆品行业讨论微塑料颗粒的危害时,都在说,科学家们在一条鱼中发现了多少多少的微塑料颗粒。更多的是从环境的角度来说。而近期的不少研究表明,微塑料颗粒其实对包括人类在内的动物健康有很大的危害。当一个东西,从单纯的环境污染,变成了危害健康,才会有越来越多的人关注。

微塑料颗粒进入人体,主要还是通过食物链。因为人体皮肤具有屏障功能,所以颗粒太大的微塑料颗粒没有办法通过透皮吸收的方式进入人体。一般来说,只有直径小于100纳米的微塑料颗粒,才有可能穿透皮肤屏障,通过表皮进入体内[2]。正因为如此,欧盟化妆品法规规定,粒径小于100纳米的颗粒属于纳米颗粒,在化妆品中是严格禁止的。

微塑料颗粒通过食物链进入人体[2]

堡垒总是最容易被从内部攻破,微塑料颗粒进入人体的主要渠道也是消化系统。从上图中可以看到,来自废物中微塑料颗粒,以及塑料废品降解之后的碎片进入到水体,最后进入海洋。被软体动物,鱼类吃下之后,停留在它们的体内。而这些水生动物被人类捕捞之后,摆上餐桌,于是塑料颗粒伴随着美食,进入到人体当中。

在肠道中,微塑料颗粒伴随着细胞内吞作用以及扩散,穿透肠壁,进入到血管当中,然后伴随着血管,散布到人体各个组织器官[1]

微塑料颗粒通过细胞内吞作用和扩散进入血管

很早以前,动物实验就证明了微塑料颗粒的无处不在。小鼠暴露在微塑料颗粒28天之后,在小鼠的肠道,肝脏,和肾脏中都发现了它们的存在[3]。这一次的报道只不过再一次证明,人类也是生物,不可能独立存在于生物链之外。

小鼠暴露在微塑料颗粒环境中之后,在肝脏,肾脏以及肠道中都发现了微塑料颗粒[3]

这些微塑料颗粒进入人体之后,想低调都不行。因为它们是外来入侵者,会刺激人体自身的组织,激发人体的免疫反应,在局部地区诱发炎症。根据相关的研究[3],这些微塑料颗粒在生物体内会造成氧化压力,炎症,机体代谢速率下降等一系列后果,从而带来衰老,疾病,甚至癌变的风险。


化妆品中微塑料颗粒的替代

作为比较良心,同时也比较追求环保的行业,化妆品行业很早以前就讨论微塑料颗粒的替代。记得我刚入行的2013年,国际大公司就在洗去型产品(洗面奶,沐浴露)中替换塑料磨砂颗粒。而随着公众和学术界对微塑料颗粒危害关注度的不断提升,业界也开始考虑在驻留型产品(面霜,粉底)中代替微塑料颗粒。

我国在这方面也积极跟进。2019年10月30日,国家发改委发布《产业结构调整指导目录(2019年本)》,其中第三类淘汰类中规定:“含塑料微珠的日化用品,到2020年12月31日禁止生产,到2022年12月31日禁止销售”。

洗去型产品中微塑料颗粒的替代

前面提到,洗去型产品中,微塑料颗粒主要起到磨砂的作用。对于这一类颗粒,最重要的参数是直径大小,以及表面的规则度。颗粒直径越大,颗粒表面越不规则,磨砂的感觉就越强。一般来说,这一类的颗粒粒径在50微米以上。因为颗粒越大,生产越容易,加上业界讨论也比较早,因此替代方案比较成熟。

一类替代方案是使用二氧化硅颗粒来代替塑料颗粒。二氧化硅颗粒的好处是磨砂感好,稳定,便宜,而不足是不够环保。二氧化硅也是砂子的主要成分,当然,化妆品中不能拿砂子来打磨打磨就用在配方上。而是要经过一系列高能耗的复杂工艺,最后得到高纯度的二氧化硅。

替代塑料磨砂颗粒

为了解决二氧化硅不环保的问题,化妆品厂商又推出了植物蜡微球作为磨砂颗粒。它们来源天然,工艺环保。而且蜡做成的微珠球形度也非常好,用作磨砂粒子非常温和柔软。当然,唯一的缺点就是成本高,价格比较贵。

驻留型产品中塑料微球的替代

驻留型产品中的微塑料颗粒替代相对来说比较困难。因为这些微塑料颗粒直径小(<20微米),工艺复杂,目前的替代方案有硅化合物,纤维素,聚乳酸等。

例如球形二氧化硅微球,可以代替球形的PMMA颗粒,给配方带来非常爽滑的感觉。

球形二氧化硅微球

纤维素做成的微球来源天然,和人体亲和性好,不会带来环境污染,是理想的微塑料替代。


微塑料颗粒对化妆品行业非常重要。但是因为它的危害性越来越被大家知晓,行业对它们的替代也一直在进行当中。相信在不久的未来,整个化妆品行业都会和微塑料颗粒说再见。

  1. ^abRagusa A, Svelato A, Santacroce C, et al. Plasticenta: First evidence of microplastics in human placenta[J]. Environment International, 146: 106274.
  2. ^De-la-Torre G E. Microplastics: an emerging threat to food security and human health[J]. Journal of food science and technology, 2020, 57(5): 1601-1608.
  3. ^abRagusa A, Svelato A, Santacroce C, et al. Plasticenta: First evidence of microplastics in human placenta[J]. Environment International, 146: 106274.
甜蜜陷阱多巴胺,逆天改命内啡肽

1、看过一个纪录片,里面提到了90%的塑料瓶装水里面都有微塑料颗粒。可想而知,其它与食物接触的塑料制品,也会朝你释放塑料攻击。

所以,尽可能减少瓶装水、饮料的消费,减少使用塑料饭盒等等,确实可以少吃一些微塑料。

2、炎症是个筐,啥病都能装(非调侃),很多大病也是从炎症开始发展的。科学家也发现了微塑料的致炎作用。

也就是说,微塑料的摄入量和各种疾病之间可能是存在正相关关系的。但因果性尚待研究。

3、上小学的时候老师就说,塑料袋对地球母亲伤害特别大,满天飞的白色垃圾,地球几十年几百年都无法消化。

其实地球一点儿毛病都没有。。。消化不了就交给生物消化呗。。。

4、不用因此患上“塑料恐惧症”,甚至尝试消灭身边的一切塑料制品。因为微塑料这东西是全球循环的,地球早就摇匀乎了,水里、空气里、土壤里、动物体内,都有。

所以不用焦虑,大家是公平的,谁也逃不掉。

既然无法逃脱,不如尽情享受,外卖该吃吃,可乐该炫炫。

儿童心理等 2 个话题下的优秀答主

塑化剂存在于生活的方方面面,要完全避免是不太可能的。美国儿童环境卫生专业小组(PEHSU)建议可以通过以下生活方式的改变,尽量减少接触,降低风险 :

① 购买低脂的乳制品,如脱脂牛奶和低脂奶酪,并尽可能避免高脂肪食物,如奶油、全脂奶和高脂肪肉类。

# 菜妈:2岁以内不应该喝脱脂奶,但是可以尽量减少食用肥肉,吃禽肉要去皮,减少油炸的烹调方式。#

② 尽可能购买新鲜或冷冻的水果和蔬菜,以及避免罐装和加工食品。

# 菜妈:新鲜的蔬菜水果当然是首选啦!#

③ 尽可能购买不含邻苯二甲酸酯或不含BPA的物品。

# 菜妈:包装上会有相应的说明。#

④ 尽量减少个人护理产品的使用。

# 菜妈:对孩子来说,比如不用每天都用洗发水、沐浴露呀,清水洗洗就行啦。#

⑤ 使用玻璃、不锈钢、陶瓷或木头制品替代塑料制品来盛和储存食物。

⑥ 不要用微波炉处理塑料制品中的食品/饮料,或不要用硬聚碳酸酯塑料制品(一些水瓶/奶瓶/吸管杯)盛热液体。

⑦ 特别是避免使用在底部标有3(PVC或乙烯基)、6(聚苯乙烯泡沫),或7(其他,可含有BPA)的塑料物品,此类物品最可能含有这些化学物质。

⑧ 勤洗手。

⑨ 尽量少用手触摸收据。

# 菜妈:这个很常见却容易被忽略,收据千万不要让孩子拿着玩。自己也尽量不要接触,接触后一定要洗手再吃东西。#

⑩ 在家时脱掉鞋子,以避免带进可能含有这些化学物质的灰尘。

⑪ 保持地毯和窗台清洁,以最大程度减少可能含有这些化学质的灰尘。

我是

,母婴盐究员,儿童心理、儿童教育优秀回答者,复旦大学营养学硕士,中国注册营养师,两个孩子的妈妈。


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