微塑料：肉眼看不见，但对怀孕和代谢有严重影响

　　

在最近发表在《生态毒理学与环境安全》杂志上的一项研究中，研究人员旨在调查聚苯乙烯微塑料对妊娠结局和葡萄糖代谢的影响。

背景

为此，他们开发了一个小鼠模型系统(C57BL/6J小鼠)，并在妊娠期间给予不同剂量的微塑料。

为了阐明污染物对模型系统健康的潜在机制和影响，他们随后对啮齿动物进行了一系列分析，包括组织学、血细胞、生化、定量实时聚合酶链反应和免疫组织化学分析。

研究发现，聚苯乙烯微塑料显著破坏了怀孕小鼠的葡萄糖代谢。此外，污染物与受影响个体胰岛素抵抗的风险增加有关，这是妊娠糖尿病的一个重要特征。

令人震惊的是，高剂量的微塑料被发现会破坏胎盘的结构完整性，从而导致宫内死亡。

妊娠糖尿病与微塑料的不良作用

妊娠期糖尿病(GDM)是指没有糖尿病病史的个体在妊娠期间出现异常高血糖的情况。

它是最常见的妊娠相关并发症，与母亲及其未出生婴儿的不良临床结果有关，其中很大一部分是慢性的，其中一些可能危及生命。

鉴于其普遍性和潜在的严重性，这种情况已被广泛研究，特别是近几十年来。

研究人员现在知道，GDM的发生是由于母体β细胞无法适应妊娠期间的代谢变化，并通过不同程度的胰岛素抵抗(IR)来突出，从而导致不良后果，包括先兆子痫、剖宫产和妊娠高血压。

不幸的是，与GDM相关的原因和危险因素仍然不清楚，遗传学、高龄产妇和环境污染物被假设为触发或加重病情。

微塑料(MPs)是微小的塑料碎片，通常小于5毫米(最高可达1 μm)，来源多种多样(化妆品工业中使用的微珠，形成塑料前体的树脂颗粒，制造径流，最常见的是较大塑料物体的环境降解)。

在MPs的主要类型中，聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)是最普遍的，是当今最普遍的人为环境污染物之一。

一些研究强调了动物(包括人类)暴露于这些污染物的增加，这些污染物在不知不觉中通过口腔、呼吸和皮肤途径被摄入。

越来越多的文献强调了这些污染物，特别是那些小于1.5 μm的污染物对受影响生物体器官的损害。

鉴于孕妇越来越依赖于洗漱用品、通风设备、包装食品和水——所有已知的PS-MPs来源——孕妇接触这些污染物的程度可能比全球平均水平高得多。

先前的研究已经在小鼠模型中建立了PS-MPs与IR之间的关联。考虑到IR在GDM中的关键作用，这表明PS-MPs可能通过改变葡萄糖代谢导致显著的不良妊娠结局。然而，这一现象迄今从未被正式研究过。

关于研究

本研究旨在探讨PS-MPs对哺乳动物妊娠期糖代谢和临床结局的影响。

为此，将6 ~ 8周龄雌性C57BL/6J小鼠(n = 28)分为4组，每组暴露于1 μm大MPs - Low MP (L-MPs;0.1 mg/L)， Medium MP (M-MPs;1 mg/L)，高MP (H-MPs;10mg /L)，对照组(去离子水)。妊娠开始后，小鼠分别暴露于不同剂量的MP 18天(妊娠日[GD] 0.5 ~ GD 18.5)，然后处死。

为了建立血糖调节能力的基线，小鼠在GD 10.5和15.5禁食，并在GD 11.5和16.5进行口服葡萄糖耐量试验(OGTT)。

献祭后采集血液、胰腺、肝脏、胎盘和胎儿样本，进行器官系数称重和下游测定。

这些包括血液学分析(使用自动血细胞分析仪进行)，生化分析(包括血清胰岛素水平)和组织病理学评估。

为了阐明PS-MPs的作用机制，我们还进行了周期性酸-希夫(PAS)染色、免疫组化(IHC)和实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)。

研究结果

尽管在怀孕期间样品水和食物的摄入量逐渐增加，H-MPs队列中的小鼠显示出明显低于其他队列的平均体重。令人震惊的是，这些趋势在H-MPs胎儿中也观察到了。

组织病理学分析显示，与对照组相比，所有暴露组的肝脏和胎盘重量均显著减少，这表明PS-MPs造成了实质性的组织损伤。

“作为一种多胎动物，小鼠的生殖毒性是从胚胎吸收率来评估的。对照组胎儿全部成活，暴露组胚胎吸收率较高。GD18.5时，胎体和尾长较对照组缩短。这些结果表明，PS-MPs可能导致胎儿生长受限(FGR)和宫内死亡。”

OGTT结果显示，尽管血清胰岛素水平没有变化，但葡萄糖耐受不良逐渐增加，在H-MPs组中最为明显。

肝脏切片分析证实，暴露队列小鼠肝组织严重损伤，肝功能相应降低。最后，生化和RT-qPCR检测显示暴露队列小鼠存在广泛的肝脏氧化应激和胰岛素信号通路抑制。

结论

发现PS-MPs暴露可显著增加肝脏氧化应激，激活炎症通路，抑制胰岛素信号通路。

这反过来又在暴露队列小鼠中表现出IR和糖代谢紊乱，导致严重的体重减轻、器官(特别是胎盘和肝脏)损伤、胎儿生长受限(FGR)，在极端情况下，还会导致宫内死亡。

令人担忧的是，H-MPs队列(10毫克/升)代表了环境中PS-MPs的水平，可以说是低估了怀孕期间人类PS-MPs暴露量。

因此，这项研究强调了聚苯乙烯和其他微塑料对哺乳动物健康的负面影响，以及需要立即采取干预措施，防止母体接触污染物，以改善母体和胎儿的结局，并预防这些高危人群中的GDM及其合并症。