微/纳米塑料经小鼠消化道入血及经尿排出的变化趋势研究

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目的:微塑料是粒径小于5 mm的塑料颗粒,纳米塑料是粒径小于0.1μm的塑料颗粒。目前为止微纳米塑料已在各个环境中被检测到,如大气、土壤、水环境中,且水生生物研究表明,微纳米塑料可进入生物体造成生物体氧化损伤,扰乱免疫功能,导致基因毒性、反应诱发代谢紊乱、影响生殖系统等一系列危害。因其体积小的特征可进入食物链进而进入人体对人体造成潜在威胁,但目前为止对哺乳动物体内微塑料研究较少,对于血液和尿液中微塑料研究更是少之又少。因此本研究将聚苯乙烯(Polystyrene,PS)荧光微球通过灌胃给小鼠,明确哺乳动物经口摄入微纳米塑料入血及从尿中排出的证据及动态变化趋势、揭示不同粒径的微纳米塑料摄入与排出差异,为微纳米塑料的毒代动力学提供先导证据。方法:将小鼠随机分为3组:生理盐水对照组、100 nm PS荧光微球灌胃组、3μm PS荧光微球灌胃组。实验灌胃组给予剂量为200 mg/kg的PS荧光微球标准品,对照组给予生理盐水。在灌胃后0.5 h、1 h、2 h、4 h分别取血液、尿液、肝脏和肾脏。在IVIS光谱小动物活体成像仪下观察其不同时点的荧光强度,利用共聚焦激光扫描显微镜判断微纳米塑料是否入血及经尿排出,最后透射电镜进一步加强验证上述实验结果。结果:1.血液中,与对照组相比,粒径为100 nm纳米塑料的荧光强度在灌胃后0.5 h、1 h、2 h(P<0.05)有显著增长的趋势,并且在0.5 h时达到最高,到灌胃后4 h荧光强度已下降到与对照组水平基本一致,其荧光强度明显比0.5 h低(p<0.05)。但在3μm微塑料组的荧光强度未发现明显的变化趋势。2.肝脏组织切片中发现100nm PS荧光微球,肾脏组织的组织切片中发现100 nm和3μm PS荧光微球。3.共聚焦激光扫描显微镜下,不同粒径的PS荧光微球组的血液和尿液中四个时点均可观察到数量不等的PS荧光微球,对照组均未发现PS荧光微球。电镜下,实验组的血液和尿液中均观察到粒径与标准品粒径相近的PS荧光微球,对照组未发现。结论:1.小鼠急性暴露于不同粒径下的PS荧光微球,微纳米塑料入血与粒径大小有关,粒径小的PS荧光微球较粒径大者更易入血。100 nm PS荧光微球经灌胃后迅速入血,3μm PS荧光微球入血速度较缓慢。2.小鼠急性暴露于不同粒径下的PS荧光微球,100 nm PS荧光微球和3μm PS荧光微球灌胃后均能够经尿排出。3.微塑料入血及经尿排出的过程在4 h内是持续进行的。
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