许多日常用品中含有的增塑剂会损害人类重要的大脑功能。拜罗伊特大学的生物学家在通讯生物学的一篇文章中警告了这种危险。他们的研究表明,即使是少量的增塑剂双酚 A 和双酚 S 也会破坏鱼脑神经细胞之间的信号传递。研究人员认为,类似的干扰也很可能发生在成年人的大脑中。因此,他们呼吁快速开发不会对中枢神经系统构成风险的替代增塑剂。
双酚是一种增塑剂,存在于全球大量塑料产品中——例如,食品包装、塑料餐具、饮料瓶、玩具、牙齿填充物和婴儿假人。近年来,许多健康风险已经与它们相关联,尤其是双酚 A ( BPA )。由动物生理学研究小组的 Peter Machnik 博士领导的拜罗伊特研究小组(由 Stefan Schuster 教授领导)现在首次研究了增塑剂对成人大脑神经细胞之间信号传递的影响。该研究不仅涵盖 BPA,还涵盖通常被认为对健康危害较小的双酚 S (BPS)。他们的发现:两种增塑剂都会损害大脑神经细胞之间的交流。
金鱼毛特纳细胞的显微图像。使用神经生物素/链霉亲和素-Cy3 对细胞进行染色。来源:彼得·马赫尼克
对神经系统造成永久性损害
由美国自然历史博物馆和耶鲁大学的科学家领导的新研究表明,包括章鱼和吸血乌贼在内的这群动物最古老的祖先不是 8 条而是 10 条。该研究描述了一种基于 3.28 亿年前未曾描述过的化石的吸血足类新物种,该研究将该群体的年龄推迟了近 8200 万年。详细信息于 2022 年 3 月 8 日发表在《自然通讯》杂志上。
对大脑的有害影响主要影响不同神经元功能之间的微妙平衡。虽然一些脑细胞会传递信号,触发下游细胞的兴奋状态,但其他脑细胞具有抑制下游细胞的功能。然而,兴奋和抑制的协调对于一个完整的中枢神经系统是必不可少的。“众所周知,脊椎动物神经系统中的许多疾病都是由兴奋信号和抑制信号没有或仅没有充分协调这一事实引发的。因此,更令人担忧的是,增塑剂 BPA 和 BPS 显着损害了这种协调性,”该研究的主要作者 Peter Machnik 博士解释道。
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“我们很惊讶鱼类中有多少重要的大脑功能会受到许多行业中使用的增塑剂的影响。正如我们能够证明的那样,这种损害不会立即发生。然而,当脑细胞暴露于少量 BPA 或 BPS 一个月时,损害是显而易见的,”来自拜罗伊特的博士生、该研究的第一作者 Elisabeth Schirmer 说。事实证明,增塑剂会影响脑细胞的动作电位。它们通过突触改变信号的化学和电传输。此外,它们会破坏对听觉和视觉刺激的感知和处理很重要的电路。
拜罗伊特大学动物生理学实验室之一的 Peter Machnik 博士。背景:鱼脑神经细胞电生理研究的设置。来源:克里斯蒂安·威斯勒
金鱼毛特纳细胞的研究
增塑剂造成的损害的发现来自对活金鱼的详细研究。重点是鱼脑中最大的两个神经细胞,毛特纳细胞。它们整合了所有感官刺激,当捕食者接近时,所有这些刺激都必须以精确协调的方式快速处理。在这种情况下,Mauthner 细胞会触发挽救生命的逃生反应。由于这种对生存至关重要的功能,它们在进化过程中变得特别强大。Mauthner 细胞能够在一定程度上抵御破坏性影响,或在事后补偿破坏。这使得增塑剂能够对这些细胞造成相当大的损害变得更加重要。
拜罗伊特大学动物生理学实验室的金鱼。来源:克里斯蒂安·威斯勒
将结果传递给人类——对替代增塑剂的需求
“通过对鱼脑的研究获得的发现证明了 BPA 和 BPS 也会严重损害成年人大脑的评估。在这种背景下,科学和工业界必须开发新的增塑剂来替代这些双酚,同时对人类健康安全,”Peter Machnik 博士说。Stefan Schuster 教授补充说:“此外,我们在研究中使用的研究技术的效率可以证明对开发替代增塑剂的宝贵帮助。它们使快速、廉价地测试所考虑的物质如何影响脑细胞成为可能。”