塑料制品因其成本低、耐用性强和防水性好而被广泛用于食品包装,但其对环境和健康的潜在危害正受到越来越多的关注。
研究背景
塑料制品因其成本低、耐用性强和防水性好而被广泛用于食品包装,但其对环境和健康的潜在危害正受到越来越多的关注。研究表明,塑料中的微粒和纳米颗粒(MNPs)以及化学物质(如双酚A、邻苯二甲酸盐等)可能通过食物链进入人体,增加心血管疾病(CVD)风险。此外,温度升高会加剧塑料中有害物质的释放,进一步加重健康危害。
心血管疾病是全球首要死亡原因之一,而塑料暴露作为一种新兴的环境风险因素,可能通过影响肠道菌群和代谢平衡,引发炎症和氧化应激,进而影响心血管健康。肠道菌群与整体健康密切相关,其失调已被证实与多种疾病相关,包括心血管疾病。然而,目前塑料暴露与心血管疾病之间的因果关系尚不明确。
2024年11月,Ecotoxicology and Environmental Safety杂志发表了一篇题为“Effects of Leachate from Disposable Plastic Takeout Containers on the Cardiovascular System after Thermal Contact”的研究文章,进一步探讨了塑料制品在热接触后的浸出液对心血管系统的潜在影响。该研究通过人群调查和动物实验相结合的方式,揭示了塑料暴露与心血管疾病风险之间的关联,为塑料污染的健康风险评估提供了重要依据。
研究方法
本研究是一项结合流行病学调查和动物实验的研究,旨在探讨一次性塑料餐盒(DPTC)在热接触后的浸出液对心血管系统的影响。研究者通过问卷调查的方式,从宁夏老年心理健康队列中随机选取了3 179名参与者,评估其过去一个月内塑料产品的使用频率,并分析其与心血管疾病风险之间的关系。实验部分采用32只Sprague-Dawley(SD)雄性大鼠,随机分为4组,每组8只。其中,3组分别暴露于一次性塑料餐盒与沸水接触1分钟、5分钟和15分钟后的浸出液中,另设1组为对照组。暴露时间为3个月。实验结束后,收集大鼠粪便样本进行肠道菌群和代谢组分析,并检测血清指标,同时对心肌组织进行组织学和电子显微镜检查。
研究结果
塑料暴露与心血管疾病风险的关联
在人群调查部分,结果显示,高频率的塑料暴露与心力衰竭风险显著相关,Logistic回归分析表明,高塑料暴露组的个体患心力衰竭的风险增加了13%(OR=1.13,95% CI:1.03~1.24,P=0.008)。这一结果在调整了年龄、性别、居住地、教育水平、饮食习惯、运动、吸烟和饮酒等混杂因素后仍然显著。此外,亚组分析显示,这种关联在年龄≥73岁、女性以及城市居民中更为显著。这一发现提示,塑料暴露可能是心血管疾病的一个独立风险因素,尤其是在老年人群中。
表1 塑料暴露评分与心血管疾病的Logistic回归分析
肠道菌群与代谢组的变化
在动物实验部分,研究者通过将SD大鼠暴露于一次性塑料餐盒(DPTC)与沸水接触后的浸出液中,探讨了塑料暴露对肠道菌群和代谢组的影响。结果显示,暴露于不同时间的塑料浸出液的大鼠,其肠道菌群的β多样性发生了显著变化,尽管α多样性未见显著差异。在菌群组成方面,实验组大鼠的肠道菌群结构发生了显著改变,主要表现为某些炎症相关菌属的丰度变化。例如,Prevotella_9在1分钟暴露组中显著增加,而肠出血显著减少。此外,代谢组分析显示,不同暴露时间的实验组大鼠粪便样本中存在多种差异代谢物,涉及炎症和氧化应激相关代谢通路。这些结果表明,塑料暴露可能通过改变肠道菌群和代谢物,引发炎症反应和氧化应激,进而影响心血管健康。
心血管系统损伤的证据
在心血管系统损伤方面,研究者通过检测血清标志物和组织学检查,评估了塑料暴露对大鼠心肌组织的影响。血清检测结果显示,实验组大鼠的氧化应激标志物(如丙二醛MDA、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-PX和过氧化氢酶CAT)和炎症标志物(如CRP和IL-1β)显著升高(图1)。此外,心肌损伤标志物(如同型半胱氨酸HCY、肌酸激酶同工酶CK-MB和乳酸脱氢酶LDH)水平也显著增加,提示心肌组织受到损伤。组织学检查发现,实验组大鼠心肌组织出现炎症细胞浸润、肌纤维断裂和线粒体肿胀等病理改变。这些结果表明,塑料暴露不仅改变了肠道菌群和代谢物,还直接导致了心肌组织的损伤,增加了心血管疾病的风险。
图1 血清检测指标比较
总结
本研究通过人群调查和动物实验相结合的方式,揭示了塑料暴露与心血管疾病风险之间的显著关联及其潜在机制。研究发现,高频率的塑料暴露与心力衰竭风险增加相关,尤其在老年人、女性和城市居民中更为明显。动物实验进一步证实,塑料浸出液暴露可导致肠道菌群失调、代谢组改变及心肌组织损伤,表现为炎症细胞浸润、肌纤维断裂和线粒体肿胀。这些结果表明,塑料暴露可能通过引发炎症反应和氧化应激,导致心肌损伤和心血管疾病风险增加。本研究的独特价值在于创新性地结合了人群和动物研究,从宏观和微观层面揭示了塑料暴露对心血管健康的潜在威胁,并为塑料污染的健康风险评估提供了重要依据。
参考文献
WU Y, LI Z, SHI L, et al. Effects of leachate from disposable plastic takeout containers on the cardiovascular system after thermal contact[J]. Ecotoxicol Environ Saf,2024, 288:117383. DOI:10.1016/j.ecoenv.2024.117383.
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