中国科学家揭示：微塑料可参与人体碳循环，影响代谢和肠道健康

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2025年5月5日，国家纳米科学中心陈春英院士团队在国际权威期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表了一项突破性研究，首次系统揭示了可生物降解塑料——聚乳酸微塑料（PLA-MP）进入人体肠道后如何被微生物分解，并进一步干扰碳循环和宿主代谢的过程。

这项研究打破了公众对“可降解”塑料的安全认知误区，揭示出即使是被认为环保的材料，在特定环境下也可能带来健康隐患。

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研究人员通过先进的¹³C同位素追踪技术发现，PLA微塑料一旦进入肠道，其碳骨架就能被肠道细胞吸收并用于合成氨基酸和核酸等生命必需物质。看似是一种“废物再利用”的过程，实则暗藏风险。

这种“偷梁换柱”的行为，直接导致原本供能的重要物质——短链脂肪酸（如乙酸、丁酸）的水平显著下降，削弱了肠道屏障功能，增加了“肠漏症”的风险。

研究进一步揭示了PLA微塑料在肠道中的“变形记”。结肠中的两类关键细菌——鼷鼠螺杆菌（Helicobacter muridarum）和居肠巴恩斯氏菌（Barnesiella viscericola），分泌一种名为FrsA的酯酶，能够精准识别并切割PLA分子的酯键，将其降解为乳酸小分子。

虽然这一过程看似是环境友好的生物降解，但这些降解产物却可能引发新的健康问题：乳酸被进一步转化为尿酸和D-乳酸；尿酸积累可能导致痛风；D-乳酸则会抑制尿酸排泄，加剧血液中尿酸浓度升高。

动物实验显示，长期摄入PLA微塑料的小鼠出现食欲减退、体重下降、肠道菌群失衡等问题。即使停止接触微塑料长达三周，这些代谢异常仍未完全恢复。

具体表现为：有益菌数量减少；致病菌比例上升；肠道免疫稳态受损。这表明，PLA微塑料不仅具有短期毒性效应，还可能造成持续性的生理影响。

尽管PLA在工业堆肥条件下（60℃、湿度50–70%）可以高效降解，但在体温仅37℃的人体肠道环境中，其自然降解效率极低。

这意味着：PLA微塑料在肠道中停留时间较长；更容易被微生物逐步分解并释放有害代谢物；长期摄入可能改变肠道菌群的“饮食习惯”，使其误将塑料当作营养来源，进而扰乱正常的膳食纤维代谢平衡。

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这项研究为我们敲响了警钟：“可降解”不等于“安全”：即便材料标榜环保，其在人体内的代谢路径仍需深入评估。

研究人员建议：减少使用一次性PLA制品，尤其是盛装高温食物时；增加富含膳食纤维的食物摄入，如燕麦、蔬菜，有助于维持肠道菌群平衡。

参考

Bao, Lin, et al. "Incorporation of polylactic acid microplastics into the carbon cycle as a carbon source to remodel the endogenous metabolism of the gut." Proceedings of the National Academy of Sciences 122.19 (2025): e2417104122.