塑料在我們日常使用的產(chǎn)品中無處不在，最近的研究開始揭示微塑料和納米塑料(MP和NP)對人類和動物健康的影響。
迄今為止，許多關于塑料和納米顆粒對健康影響的研究都集中在海洋生物，尤其是魚類上。一些早期研究調查了塑料對鳥類、蚯蚓、昆蟲、人類和其他哺乳動物等陸地物種可能產(chǎn)生的毒性影響，但許多具體細節(jié)仍不清楚。
愛荷華州立大學的一組研究人員利用果蠅(Drosophila melanogaster)首次研究了 MP 和 NP 毒性對心臟的影響。該團隊的研究成果發(fā)表在《毒理學前沿》雜志的一份簡要研究報告中。
塑料問題有多嚴重?
2017 年， Geyer 等人的一項研究估計，自 1950 年以來已生產(chǎn)了約 83 億公噸塑料;其中超過 49 億公噸塑料最終被送入垃圾填埋場或其他環(huán)境;而且，如果生產(chǎn)或廢物管理水平?jīng)]有變化，到 2050 年這一數(shù)字可能會增加到 12,000 公噸。
根據(jù)最近的研究，“美國每年產(chǎn)生約3600萬噸廢塑料，其中大部分被排放到環(huán)境中并最終進入垃圾填埋場。”
在這種背景下，由于心臟病已成為全球首要死亡原因，了解 MP 和 NP 暴露對心臟的影響變得緊迫。
研究與結果
果蠅心臟與脊椎動物心臟在發(fā)育和衰老過程中的功能和遺傳變化相似。在這項新研究中，研究人員獲得了野生型果蠅幼蟲，并將其分為對照組和兩個測試組。
他們給所有果蠅喂食玉米粉，從它們發(fā)育開始直到成熟(化蛹)。兩個測試組的果蠅吃玉米粉，研究人員在其中添加了聚苯乙烯 MP(大于 100 納米且小于 5 毫米)或 NP(小于 100 納米)。
果蠅孵化五天后，研究人員從兩個測試組和對照組中各收集了大約 15 只果蠅，每種性別各 15 只。研究小組對果蠅進行了麻醉，解剖了它們跳動的心臟，并以每秒超過 200 幀的速度錄制了高速視頻以供分析。
在值得注意的結果中，分析表明，塑料暴露對雄性和雌性產(chǎn)生不同的結果。暴露于 MPs 和 NPs 的雌性果蠅的心率降低了 13%，而它們的心跳周期(心跳開始和下一次心跳開始之間的時間)則相應增加。雄性果蠅沒有表現(xiàn)出這種變化，但喂食 MPs 的雄性果蠅表現(xiàn)出比喂食 NPs 的雄性果蠅和對照組雄性果蠅更大的變化性。
喂食 NPs 的雌性果蠅心臟尺寸(舒張直徑)增大，喂食 MPs 和 NPs 的雌性果蠅心臟舒張間隔增大。同時，喂食兩種尺寸塑料的雄性果蠅心臟尺寸出現(xiàn)舒張直徑和收縮直徑的顯著變化。
此外，研究人員寫道：“與雌性不同，雄性果蠅的收縮期間隔 (SI) 時間和收縮分數(shù)也會發(fā)生變化。暴露于 MP 的果蠅的總 SI 時間減少了 40%，而雌性果蠅則沒有變化。最后，暴露于 NP 的雄性果蠅的收縮分數(shù)減少了 11%。這種現(xiàn)象只發(fā)生在雄性果蠅身上，因為雌性果蠅在飲食中接觸任何一種塑料后收縮分數(shù)都沒有變化。”
為什么這很重要?
研究人員指出，他們最初假設，他們記錄到的變化可能是由于 MP 和 NP 實際上對正常心臟發(fā)育造成了物理障礙。他們還認為，“塑料和心臟本身之間的分子相互作用”是他們觀察到的兩性異形變化的原因，尤其是男性和女性心臟大小的差異。
然而，他們承認，“這些觀察到的變化背后的真正機制尚不清楚，因此需要進一步研究以確定接觸 MP 和 NP 是否會與任何可能導致心臟功能障礙的哺乳動物保守基因相互作用。”
他們還建議，進一步的研究可以包括各種可攝入的塑料形狀，并且進一步的研究還應側重于查明導致觀察到的功能障礙的具體分子變化。
研究小組總結道：“這項研究的數(shù)據(jù)可以為其他陸地生物的潛在變化提供信息，并為未來研究這些變化背后的分子機制打開大門，并強調了研究兩性的塑料的重要性。”
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