圖蟲(chóng)創(chuàng)意

塑料對(duì)環(huán)境的影響，這個(gè)話題相信大家都不陌生。最近，美國(guó)新墨西哥大學(xué)健康科學(xué)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究塑料對(duì)人體健康的潛在影響，得出了一個(gè)可怕的結(jié)論：微塑料正在侵入人類(lèi)大腦。什么是微塑料？我們的大腦真的正在被“塑料化”嗎？

微塑料指的是直徑小于5毫米的微小塑料顆粒。它們主要有兩種來(lái)源：一類(lèi)是初生微塑料，也就是直接生產(chǎn)制造的微塑料，比如某些化妝品和護(hù)理產(chǎn)品中的"磨砂"成分；另一類(lèi)是次生微塑料，即較大的塑料制品在環(huán)境中經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)或生物作用（如紫外線照射、海浪沖刷、微生物降解等）而逐漸分解形成的微小顆粒。

隨著全球范圍內(nèi)微塑料和納米塑料環(huán)境濃度的不斷上升，其對(duì)人體健康的潛在威脅日益受到關(guān)注。2025年2月3日，美國(guó)新墨西哥大學(xué)健康科學(xué)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在《Nature Medicine》發(fā)表了一篇名為《微塑料和納米塑料在人類(lèi)死者大腦中的生物累積》（Bioaccumulation of microplastics in decedent human brains）的論文中指出，人體大腦中的微塑料濃度顯著高于肝臟和腎臟，并且隨著時(shí)間推移，微塑料的積累呈增加趨勢(shì)。特別是在患有癡呆癥的個(gè)體的大腦中，微塑料的積累更為顯著，沉積在腦血管壁和免疫細(xì)胞周?chē)?/p>

實(shí)驗(yàn)過(guò)程主要包含以下步驟：

第一步是樣本收集。

研究人員從新墨西哥大學(xué)醫(yī)學(xué)院收集了兩類(lèi)樣本：2016年和2024年的死者樣本（包括肝臟、腎臟和額葉皮層），以及1997-2013年的美國(guó)東海岸樣本。此外還包括12例確診癡呆病例（2019-2024年間，涵蓋阿爾茨海默病和血管性癡呆）。所有樣本在尸檢后都用10%福爾馬林固定保存。

第二步是微塑料分離。

研究人員首先用10%的氫氧化鉀（KOH）溶液去除生物基質(zhì)。氫氧化鉀溶液是強(qiáng)堿溶液，能溶解肉里的蛋白質(zhì)、脂肪和別的有機(jī)物，微塑料耐腐蝕，不會(huì)溶掉，就留了下來(lái)。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)，用氫氧化鉀溶液處理過(guò)的肝臟和腎臟的重量減少了99.4%，大腦減少了91.8%。也就是說(shuō)，500毫克樣本煮完后，肝臟腎臟只剩3毫克左右，大腦剩41毫克左右，剩下的就是可能含微塑料的“渣”。

然后科研人員把處理后的樣本放入離心管，用超速離心機(jī)把不溶性物質(zhì)給甩出來(lái)。

第三步是驗(yàn)證分離物的成分。

氫氧化鉀溶液是堿，主要溶有機(jī)物，對(duì)無(wú)機(jī)物沒(méi)啥效果。人體內(nèi)可能有微量礦物質(zhì)（比如鈣化的小結(jié)石），也會(huì)沉下來(lái)。所以分離之后，還要對(duì)分離出來(lái)的不溶性物質(zhì)進(jìn)行檢查。

研究人員首先使用的是熱解氣相色譜-質(zhì)譜法（Py-GC/MS）法。在沒(méi)有氧氣的條件下，把不溶性物質(zhì)加熱到600°C，使其分解為小分子氣體。然后把小分子氣體送入色譜柱，最后送到質(zhì)譜儀。

通過(guò)這個(gè)操作，研究人員發(fā)現(xiàn)不溶性物質(zhì)中75%是聚乙烯（PE），還有聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）。

之后，研究人員在通過(guò)衰減全反射傅里葉變換紅外光譜（ATR-FTIR）對(duì)熱解氣相色譜-質(zhì)譜法得出的結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證。

塑料大多是高分子聚合物，常見(jiàn)的鍵是碳-碳（C-C）、碳-氫（C-H），還有時(shí)候有碳-氧（C-O）或碳-氯（C-Cl）。這些鍵在紅外光譜上有固定的吸收位置：比如，聚乙烯的C-H鍵會(huì)在波數(shù)2850-2950 cm?1附近有強(qiáng)吸收。聚氯乙烯的C-Cl鍵會(huì)在600-700 cm?1有特征峰。比如，聚乙烯的C-H鍵會(huì)在波數(shù)2850-2950 cm?1附近有強(qiáng)吸收。聚氯乙烯的C-Cl鍵會(huì)在600-700 cm?1有特征峰。

用紅外光照射不溶性物質(zhì)，把得到的光譜和數(shù)據(jù)庫(kù)各種塑料的光譜進(jìn)行對(duì)比，確認(rèn)了大腦里微塑料主要是聚乙烯。

研究人員還通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）結(jié)合能量色散X射線光譜（EDS）、透射電子顯微鏡（TEM）以及偏振波顯微鏡，確認(rèn)了微塑料是碎片狀，大腦里是100-200 nm的納米顆粒，肝腎有1-5 μm微粒，全是碳基的，并不是石頭（礦物）或骨頭（鈣化物），癡呆病人尤其堆在血管和免疫區(qū)。

總的來(lái)說(shuō)，研究人員首先收集并處理樣本以獲得不溶性物質(zhì)，然后通過(guò)多種分析方法確定了這些物質(zhì)的性質(zhì)和具體塑料類(lèi)型，得出以下結(jié)論：大腦中微塑料含量最高：2024年每克含量接近5000微克，2016年為3000多微克，其中癡呆患者大腦中微塑料的含量更高，達(dá)到2萬(wàn)多微克。**微塑料的主要成分為聚乙烯，**占75%，呈納米級(jí)碎片狀態(tài)。

人體中微塑料含量呈上升趨勢(shì)：從1997年到2024年持續(xù)增加，尤其是近8年增長(zhǎng)了50%。肝臟和腎臟中含量較少：約400微克，僅為大腦含量的十分之一。癡呆患者大腦中的微塑料含量明顯偏高，是正常人的10倍：這可能是疾病導(dǎo)致的積累現(xiàn)象，但具體因果關(guān)系仍需進(jìn)一步研究。

的確，現(xiàn)在大家的生活都離不開(kāi)塑料制品，但問(wèn)題在于，現(xiàn)在塑料污染已經(jīng)嚴(yán)重到微塑料正在全球范圍內(nèi)侵入人類(lèi)大腦嗎？

未必。至少?gòu)倪@個(gè)實(shí)驗(yàn)還不能得出這個(gè)結(jié)論。

主要有四點(diǎn)缺陷：

第一、關(guān)聯(lián)性研究，缺乏因果關(guān)系：盡管研究發(fā)現(xiàn)癡呆癥患者的大腦中微塑料濃度顯著較高，但目前尚無(wú)法確認(rèn)微塑料是否直接導(dǎo)致了癡呆癥或其他神經(jīng)問(wèn)題。這只是一個(gè)關(guān)聯(lián)性發(fā)現(xiàn)，缺乏進(jìn)一步的因果驗(yàn)證。

第二、樣本量和代表性：研究使用的樣本量相對(duì)較小，雖然涉及多個(gè)時(shí)間點(diǎn)（2016和2024年），但這些樣本主要來(lái)自新墨西哥州。不同地理位置或不同人群的差異未得到充分考慮。

第三、納米塑料的機(jī)制不清楚：研究推測(cè)微塑料可能通過(guò)食物鏈積累，但尚不明確它們?nèi)绾芜M(jìn)入大腦，尤其是如何穿過(guò)血腦屏障。雖然假設(shè)這些微粒可能與癡呆癥相關(guān)蛋白質(zhì)聚集有關(guān)，但這一機(jī)制仍未得到驗(yàn)證。

第四、塑料來(lái)源和積累路徑不明確：雖然研究推測(cè)大部分微塑料來(lái)自食物，尤其是肉類(lèi)，但并未深入探討塑料在不同組織中的具體積累路徑和可能的排除機(jī)制。

更重要的是，研究尚未證實(shí)微塑料對(duì)大腦功能造成顯著影響。

因此，我們無(wú)需過(guò)分擔(dān)憂"人類(lèi)大腦正在塑料化"這一說(shuō)法。

當(dāng)然，這并不意味著我們可以完全忽視這個(gè)問(wèn)題。目前已有多項(xiàng)研究探討了微塑料的潛在危害。例如，一項(xiàng)名為《**微塑料和納米塑料在人體系統(tǒng)中的毒性（Toxicity of microplastics and nanoplastics in human systems）》**的研究，考察了不同尺寸和表面修飾的聚苯乙烯（PS）微塑料對(duì)人類(lèi)肺癌細(xì)胞A549的細(xì)胞毒性和基因毒性，表示微塑料可能對(duì)人類(lèi)健康產(chǎn)生更大的威脅。其他研究也表明，微塑料可能引發(fā)炎癥、氧化應(yīng)激和代謝問(wèn)題。

然而，目前關(guān)于微塑料危害的證據(jù)主要來(lái)自細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，和人類(lèi)相關(guān)的直接證據(jù)有限。總的來(lái)說(shuō)，雖然我們應(yīng)該重視微塑料對(duì)健康的潛在影響，但現(xiàn)階段不用太過(guò)擔(dān)心。我們還需要通過(guò)更多的研究來(lái)深入了解微塑料的具體影響。與此同時(shí)，我們也可以從日常生活做起，減少塑料的使用，保護(hù)環(huán)境，減少微塑料的污染。

本文為科普中國(guó)·創(chuàng)作培育計(jì)劃扶持作品

作者：邢煥秋 科普作者

審核：李翀 清華大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院科研辦主任 副教授

出品：中國(guó)科協(xié)科普部

監(jiān)制：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

來(lái)源: 科普中國(guó)創(chuàng)作培育計(jì)劃

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