最新研究指出,环境中微塑胶污染指数急剧增加,人类大脑累积的微塑胶浓度(Microplastics)不断上升,失智者脑部更比健康大脑高出3至5倍,被世界经济论坛《2025年全球风险报告》列入10大威胁之一。虽找不到排出微塑胶的方法,学者却发现益生菌可减轻微塑胶和奈米塑胶(nanoplastics,MNP)对健康的影响,也正研究以克菲尔胞外多醣取代塑胶,制作食品包装材料。

奥地利格拉茨医科大学发表的论文指出,小于5毫米的塑胶颗粒,被称为微塑胶,会对代谢、免疫、神经、生殖和致癌等健康造成危害。奈米塑胶微粒(Nanoplastics,NPs)指的是小于1微米的塑胶颗粒,更容易被人体细胞吸收,对细胞造成更多损伤,如DNA碎片化、蛋白质功能改变,并可透过改变体内微生物组成,影响胃肠道里的消化酶,破坏黏液层的屏障功能,或是引起发炎和组织破坏增加肠道屏障的通透性,让外来物质进入血液及体内,对大脑等器官造成不可逆的损伤。

据CNN报导,美国新墨西哥大学、俄克拉荷马州立大学等学术单位进行一项针对大脑微塑胶残留的研究,并在着名期刊《自然医学》(Nature Medicine)发表论文。参与研究的药理学教授马修‧坎本(Matthew Campen)指出,正常大脑的微塑胶浓度约4800微克/每克,相当于一支塑胶汤匙。

但分析1997年至2024年间解剖的大脑样本,结果显示微塑胶浓度随时间不断积累,2024年样本的含量比2016年高出50%,研究人员更在人体的血液、肝臟、胎盘,动脉中都发现微塑胶,甚至穿透血脑屏障(blood–brain barrier,又称脑血管屏障)进入人类大脑。坎本表示:「如果这些数据准确,那么我们今天的大脑成分是99.5%是大脑组织,而剩下的0.5%则是塑胶。」

为此,巴西农业研究公司奈米技术国家农业实验室、坎皮纳斯大学、戈亚斯联邦大学、戈亚诺联邦教育、科学与技术学院试图利用包裹克菲尔粒的胞外多醣薄膜,制作符合健康及永续环保概念的奈米纤维和薄膜等新型态食品包材,取代塑胶。

研究团队在学术期刊《食物与人性》发表文章,指出植物、动物和微生物来源的生物聚合物如微生物胞外多醣,具有可生物降解的特性,已被研究作为塑胶包材的潜在替代品,因此变得越来越重要。胞外多醣的特质在于一旦建立最佳培养条件,产生的分子就会呈现一致的化学和物理特性,通常优于其他植物和动物来源的天然生物聚合物。

最受关注的是胞外多醣薄膜克菲兰(Kefiran),由克菲尔粒中的乳酸杆菌所分泌,包裹益生菌、蛋白质,形成颗粒状的外观。过去的研究,聚焦于克菲兰抗氧化、抗菌、抗癌、神经保护等生物活性;现在学界开始关注克菲兰可形成薄膜和奈米纤维的生物相容性、可生物降解性、无毒性和水溶性,成为环保食品包材新希望。

但在新型环保食品包材还未出现前,学界更关注如何清掉人体内的微塑胶粒。为此,格拉茨医科大学及以伊朗戈纳巴德医科大学、卡尚医科大学、南非约翰尼斯堡大学等学术机构,希望藉由益生菌降解塑胶颗粒或直接抵消健康影响。

研究人员把益生菌的基因序列与已知的塑胶降解菌的基因进行比对,却发现益生菌「无法降解塑胶粒」,但可以提供多种策略抵消MNP对健康的影响,例如恢復微生物多样性,增强肠道屏障,调节胆汁酸代谢,减少炎症,调节胰岛素平衡,并抵消代谢紊乱,而一些微生物的抗氧化特性,可防止脂质过氧化和MNP相关的生殖系统损伤。

益生菌还可以透过甘露寡糖或肽聚醣等成分,结合MNP产生的毒素,并透过细胞壁吸收这些毒素,从而减少 MNP 结合重金属、双酚A等毒性影响健康,危害生殖系统,减少肝臟、脾臟、肾臟和其他器官组织损伤。

参考网址

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39901044/

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https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36736839/

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