微塑料进入体内并且干扰代谢和肠道健康
2025年5月5日,国家纳米科学中心陈春英院士团队在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表了题为:Incorporation of polylactic acid microplastics into the carbon cycle as carbon source to remodel the endogenous metabolism of the gut 的研究论文。
近年来,被认为更环保的可降解塑料,例如聚乳酸(PLA),被广泛用于外卖包装、饮料杯等,然而,这项最新研究表明,聚乳酸微塑料(PLA-MP)可作为碳源进入体内碳循环,从而化身肠道内的“微塑料刺客”,进而干扰代谢、损伤肠道。
研究团队聚焦 PLA 微塑料(PLA-MP)的体内转化展开系统研究。通过空间功能分析,发现结肠微生物是 PLA-MP 降解的核心功能单元,其分泌的特异性酯酶 FrsA 通过 α/β 水解结构域精准识别并切割 PLA 酯键,实现对 PLA-MP 的高效降解。研究团队通过多组学分析,进一步发现了微生物组成和 FrsA 蛋白表达之间的相关性,结合菌群-蛋白互作网络与单菌功能验证,证实鼷鼠螺杆菌(Helicobacter muridarum)与居肠巴恩斯氏菌(Barnesiella viscericola)主导了 PLA-MP 的肠道降解进程,为靶向调控塑料生物转化提供关键靶点。
核心发现:可降解塑料在肠道内的“变形记”
1、肠道微生物的“剪刀手”:
聚乳酸微塑料(PLA-MP)被拆解成危险分子;降解工厂:PLA-MP 进入肠道后,会被结肠中的“微生物工厂”盯上,主导降解的是两种肠道细菌——鼷鼠螺杆菌(Helicobacter muridarum)和居肠巴恩斯氏菌(Barnesiella viscericola),它们分泌一把名为酯酶 FrsA 的分子剪刀,将塑料大分子剪碎成乳酸小分子。暗藏危机:降解后的乳酸进入肠道微生物的“代谢流水线”,转化为尿酸和 D-乳酸等有害副产品。前者可能引发痛风,后者则会阻碍尿酸排泄,导致血液中尿酸堆积!
2、碳循环“劫持”:塑料竟成肠道细胞的“燃料”
偷梁换柱:通过 ¹³C 同位素追踪技术,研究团队发现,PLA 微塑料的碳原子被肠道细胞“薅走”,成为合成氨基酸和遗传物质的原料。看似“变废为宝”,实则隐患重重!能量断供:微塑料的“鸠占鹊巢”导致肠道细胞正常能量源——短链脂肪酸(例如乙酸、丁酸)大幅减少,削弱肠道屏障功能,引发“漏肠”风险。
3、代谢紊乱“连锁反应”:食欲下降、体重减轻
小鼠实验显示,长期摄入 PLA 微塑料会导致食欲减退、体重下降,肠道菌群结构紊乱(有益菌减少,致病菌增加)。值得注意的是,即使停止接触微塑料 21 天,代谢异常仍难以恢复。
发布于 广西
