塑料和胆固醇分子穿过模型血脑屏障。

由于其灵活性、耐用性和可负担性，塑料几乎渗透到我们生活的方方面面。

当这些物品最终分解时，由此产生的微和纳米塑料（MNPs）会伤害野生动物，环境和我们自己。MNPs已经在血液，肺和胎盘中发现，我们知道它们可以通过我们消耗的食物和液体进入我们的身体。

来自奥地利，美国，匈牙利和荷兰的一组研究人员进行的一项新研究发现，MNP可以在食用后几个小时到达大脑，这可能是由于其他化学物质粘附在其表面的方式。

不仅速度令人震惊，微小聚合物滑入我们神经系统的可能性也引发了一些严重的警钟。

“在大脑中，塑料颗粒可能会增加炎症，神经系统疾病甚至神经退行性疾病（如阿尔茨海默氏症或帕金森氏症）的风险，”该研究的共同资深作者，奥地利维也纳医科大学的病理学家Lukas Kenner说。

在这项研究中，口服给小鼠的MNPs的微小片段可以在短短两小时内在它们的大脑中检测到。但是MNP如何穿过血脑屏障，而血脑屏障应该保持大脑安全？

作为一个由血管和紧密包装的表面组织组成的系统，血脑屏障通过阻止毒素和其他不良物质的通过，同时允许更多有用的物质通过，帮助保护我们的大脑免受潜在威胁。按理说，塑料颗粒可以算作一种材料，可以很好地真正远离大脑的敏感组织。

“在计算机模型的帮助下，我们发现某种表面结构（生物分子冠）对于使塑料颗粒进入大脑至关重要，”共同资深作者，匈牙利德布勒森大学的纳米塑料化学家Oldamur Hollóczki解释说。

小鼠大脑的免疫荧光图像，对照（Ctr）和聚苯乙烯摄入后2或4小时。组织切片呈蓝色，箭头显示绿色荧光纳米塑料颗粒。

为了验证颗粒是否真的可以进入大脑，用荧光标记标记了三种尺寸（9.5，1.14和0.293微米）的聚苯乙烯（食品包装中使用的常见塑料）MNPs，并在喂给小鼠之前在类似于消化液的混合物中进行预处理。

“令我们惊讶的是，我们在两个小时后在暴露于MNP的小鼠的脑组织中发现了特定的纳米大小的绿色荧光信号，”研究人员在他们发表的论文中写道。

“只有0.293微米大小的颗粒能够从胃肠道中吸收并穿透血脑屏障”。

这些微小的、覆盖的塑料如何穿过体内的细胞屏障是复杂的，取决于粒径、电荷和细胞类型等因素。

较小的塑料颗粒具有更高的表面积与体积比，使它们比较大的微塑料更具反应性，并且可能更具危险性。这种反应性被认为允许小块塑料将其他分子聚集在它们周围，用分子力紧紧拥抱它们，形成一种称为电晕的耐用斗篷。

研究人员创建了一个由人体中发现的磷脂组成的双脂质膜的血脑屏障的计算机模型，以研究颗粒如何穿过最重要的神经屏障。

模拟显示具有浅灰色胆固醇分子冠的深灰色聚苯乙烯塑料颗粒进入橙色疏水分子和绿色亲水分子的模型血脑屏障。

使用四种不同的塑料模型来研究塑料颗粒日冕的作用。模拟表明，带有蛋白质电晕的粒子无法进入屏障。然而，那些患有胆固醇电晕的人可以交叉，即使他们不能深入脑组织。

研究结果提出了塑料可以在正确的分子混合物的帮助下穿过膜并进入脑组织的可能性。了解基本机制是管理其有害影响的重要第一步。

重要的是要注意结果是基于小鼠和计算机模拟的，因此尚不清楚人类是否会发生相同的行为。目前还不清楚需要多少塑料颗粒才能造成损害。然而，根据作者的说法，知道涂层塑料颗粒有可能在如此短的时间内突破血脑屏障，这推动了该领域的研究。

“为了尽量减少微和纳米塑料颗粒对人类和环境的潜在危害，在对MNP的影响进行进一步研究的同时，限制暴露并限制其使用至关重要，”Kenner说。

该研究已发表在《纳米材料》杂志上。

参考资料：

[1] Plastic Particles Found in The Brains of Mice Just Two Hours After They Ate. Retrieved April 28, 2023 from https://www.sciencealert.com/plastic-particles-found-in-the-brains-of-mice-just-two-hours-after-they-ate

[2] Micro- and Nanoplastics Breach the Blood–Brain Barrier (BBB): Biomolecular Corona’s Role Revealed. Nanomaterials 2023, 13(8), 1404;DOI:https://doi.org/10.3390/nano13081404