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微塑料入侵大脑:新研究揭示其与阿尔兹海默症的性别差异关联

微塑料入侵大脑:新研究揭示其与阿尔兹海默症的性别差异关联 微塑料 阿尔兹海默症 APOE4基因 认知下降 第1张

在我们日常频繁使用的泡沫塑料杯和外卖餐盒等物品中,会持续释放出微小的塑料颗粒,这些颗粒有可能侵入人类大脑,并诱发类似于阿尔兹海默症的症状。最新科学研究表明,携带与阿尔兹海默症相关的APOE4基因的小鼠在摄入微塑料后,出现了显著的性别相关认知功能减退,这一结果与人类患者的临床观察高度一致。

环境中广泛分布的微塑料和纳米塑料,几乎每天都会通过饮用水、食品乃至空气进入人体。这些塑料微粒能够渗透到全身各个器官系统,包括大脑,并在其中逐渐累积,从而可能触发类似阿尔兹海默症的症状——这是罗德岛大学药学院研究团队在近期研究中提出的重要发现。

在先前的研究中,科学家已经证实微塑料能够突破人体防御,进入各个生理系统——甚至成功穿越血脑屏障,这道屏障原本用于阻挡病毒和细菌等有害物质入侵大脑。基于此,罗德岛大学药学院副教授海梅·罗斯(Jaime Ross)展开了深入探索,研究塑料毒素对大脑健康的潜在影响。她的研究结果表明,微塑料和纳米塑料在大脑中的积累可能导致认知能力下滑,甚至诱发阿尔兹海默症,对于具有遗传风险因素的人群来说尤为突出

罗斯的最新研究成果近日发表在《环境研究通讯》期刊(Environmental Research Communications)上。该研究以经过基因改造的小鼠为对象,这些小鼠携带了人类常见的APOE4基因。该基因被视为阿尔兹海默症的关键风险指标,其携带者患病概率比遗传了父母APOE3基因变体的个体高出约3.5倍。

“与人类相似,在这些小鼠模型中,携带APOE4基因并不必然导致认知功能变化。即使是拥有相同APOE4基因的同卵双胞胎,也可能一个保持认知健康,另一个发展为阿尔兹海默症。”罗斯解释道,“这说明,除了遗传因素外,生活方式和环境要素也发挥着关键作用。我们关注的正是那些可调节的风险因素,如饮食、运动、维生素补充,尤其是微塑料这类环境毒素。如果一个人携带APOE4基因,同时大量摄入微塑料,这是否会加速阿尔兹海默症的进程呢?”

为了解答这一问题,罗斯及其团队让两组小鼠——一组携带APOE4基因变体,另一组携带APOE3基因变体——在三周内饮用含有微塑料和纳米塑料的水。这些微粒源自聚苯乙烯——全球最常见的塑料之一,广泛应用于泡沫外卖盒、塑料杯等日用品中——如预期那样进入了小鼠的多个器官,包括大脑。研究同时设置了对照组,其中两种基因变体的小鼠均未接触微塑料。

随后,罗斯团队对小鼠进行了一系列认知能力评估。首先是开放场地测试:研究人员将小鼠放入实验箱,允许其自由探索90分钟。通常,小鼠会沿墙边移动以避免潜在捕食者。然而,接触微塑料后,APOE4小鼠(特别是雄性)更倾向于在箱子中央区域活动,在开阔地带停留时间延长,从而增加了暴露于捕食风险的可能性

为了测试小鼠识别新物体的能力,罗斯再次将它们放入开放实验箱,箱内放置两个不同物品。小鼠探索后取出,稍后重新放回时,其中一个物品被替换为形状不同的新物品。结果显示,携带APOE4基因的雌性小鼠在接触微塑料后,对新物体的识别速度明显减慢,甚至部分无法识别,这表明其记忆和认知功能出现了衰退。

“在首次测试中,可见雄性小鼠在箱子中央休息和停留时间增多。而雌性小鼠在新物品识别任务中的表现发生了变化。”罗斯指出,“在人类阿尔兹海默症患者中,男性更易表现出冷漠行为和兴趣减退,女性则更多呈现记忆力下降。因此,记忆与冷漠行为的性别差异关联十分清晰:携带人类已知最大阿尔兹海默症风险基因的小鼠接触微塑料和纳米塑料时,行为会出现性别特异性变化,这与我们在阿尔兹海默症患者中观察到的性别差异高度吻合。”

此项研究结果显示,微塑料和纳米塑料可能引发认知能力下降,这些微小塑料颗粒是人类日常生活中接触最广的环境毒素之一,因而令人忧虑,需要进一步深入探究(罗德岛大学另一项2023年发布的研究显示,微塑料在环境中的积累程度惊人:仅纳拉甘西特湾海床(Narragansett Bay)表层两英寸沉积物中,就含有超过1000吨微塑料)。

罗斯正继续拓展这一领域的研究,并鼓励更多科学家加入,以期推动对这些毒素的更严格监管。美国众议员在今年7月提出的《微塑料安全法案(The Microplastics Safety Act)》将要求美国食品药品监督管理局(FDA)研究食物和水中微塑料对人体健康的影响,特别关注儿童、内分泌与生殖系统的敏感性,以及微塑料与癌症、慢性疾病间的潜在联系。

“目前,针对微塑料对人类健康影响的研究资金投入相对有限,”罗斯表示。她称自己正与罗德岛的国会代表团保持定期沟通,强调监管的紧迫性。“有趣的是,我们在小鼠实验中观察到的现象,与现实世界中的趋势极为相似。我们希望能激励更多人投入研究,聚焦微塑料和纳米塑料这一环境危害。”