Bioakumulacija mikroplastike u preminulom ljudskom mozgu

Nejasno je u kojoj mjeri MNP-ovi uzrokuju štetu ili toksičnost kod ljudi

 

Rastuće globalne koncentracije mikroplastike i nanoplastike u okolišu (MNP) izazivaju zabrinutost za izloženost ljudi i zdravstvene ishode. Komplementarne metode za robusnu detekciju MNP-a tkiva, uključujući piroliznu plinsku kromatografiju – masenu spektrometriju, oslabljenu ukupnu refleksiju – infracrvenu spektroskopiju s Fourierovom transformacijom i elektronsku mikroskopiju s energetski disperzivnom spektroskopijom, potvrđuju prisutnost MNP-a u ljudskim bubrezima, jetri i mozgu. MNP-ovi u tim organima prvenstveno se sastoje od polietilena, s manjim, ali značajnim koncentracijama drugih polimera. Moždana tkiva sadrže veće udjele polietilena u usporedbi sa sastavom plastike u jetri ili bubrezima, a elektronska mikroskopija potvrdila je prirodu izoliranih MNP-ova mozga, koji se uglavnom predstavljaju kao fragmenti nalik krhotinama nanoskale.

Na koncentracije plastike u tim preminulim tkivima nisu utjecali dob, spol, rasa/etnička pripadnost ili uzrok smrti; vrijeme smrti (2016. naspram 2024.) bilo je značajan čimbenik, s povećanjem koncentracija MNP-a tijekom vremena u uzorcima jetre i mozga (P = 0,01). Konačno, još veća akumulacija MNP-a primijećena je u kohorti preminulih mozgova s dokumentiranom dijagnozom demencije, sa značajnim taloženjem u cerebrovaskularnim zidovima i imunološkim stanicama. Ovi rezultati naglašavaju kritičnu potrebu za boljim razumijevanjem putova izlaganja, unosa i uklanjanja te potencijalnih zdravstvenih posljedica plastike u ljudskim tkivima, posebno u mozgu.

MNP

Koncentracije antropogene mikroplastike i nanoplastike (MNP) u okolišu, čestica na bazi polimera u promjeru od 500 μm do 1 nm, eksponencijalno su porasle u posljednjih pola stoljeća 1,2. Nejasno je u kojoj mjeri MNP-ovi uzrokuju štetu ili toksičnost kod ljudi, iako su nedavne studije povezale prisutnost MNP-a u karotidnim ateromima s povećanom upalom i rizikom od budućih nuspojava kardiovaskularnih događaja 3,4. U kontroliranim studijama stanične kulture i izloženosti životinjama, MNP-ovi pogoršavaju bolest ili potiču toksične ishode, ali u koncentracijama s nejasnim značajem za izloženost ljudi i tjelesno opterećenje 5,6. Mantra polja toksikologije – ‘doza čini otrov’ (Paracelsus) – čini takva otkrića lako očekivanima; ono što nije jasno shvaćeno je raspodjela tkiva i unutarnja doza MNP-a kod ljudi, što zbunjuje našu sposobnost tumačenja rezultata studije kontrolirane izloženosti.

Do sada su metode vizualne mikroskopske spektroskopije identificirale čestice u organima, kao što su pluća, crijeva7 i posteljica8. Te su metode često ograničene na veće (>5 μm) čestice; Stoga se manja nanoplastika nenamjerno isključuje. Kao novi pristup, pirolizna plinska kromatografija – masena spektrometrija (Py-GC/MS) primijenjena je na krv9, posteljice10 a odnedavno i velike krvne žile 3,4 na način koji se čini kumulativnijim, kvantitativnijim i manje pristranim kada se kombinira s ortogonalnim metodama. Py-GC/MS podaci između laboratorija bili su usporedivi, što daje povjerenje u ovu metodu za analizu ljudskog tkiva3,9,10. Ovdje smo primijenili Py-GC/MS u skladu s metodama vizualizacije za procjenu relativne distribucije MNP-a u glavnim organskim sustavima iz ljudske jetre, bubrega i mozga.

Rezultati i rasprava

Dobili smo deidentificirane, postmortem uzorke ljudske jetre (desni središnji parenhim), bubrega (klinasti dio koji sadrži korteks i moždinu) i mozga (frontalni korteks), retrospektivno iz uzoraka obdukcije 2016. i 2024. (Dopunska tablica 1), u suradnji i odobrenju Ureda medicinskog istražitelja (OMI) Sveučilišta u Novom Meksiku (UNM) u Albuquerqueu, Novi Meksiko (NM), pod vodstvom obučenog forenzičkog patologa (DFG) koji je odabrao dosljedne regije iz svim organima. Py-GC/MS mjerenja koncentracija MNP u uzorcima jetre i bubrega umrlih bila su slična, s medijanom vrijednosti ukupne plastike od 433 i 404 μg⁻¹, odnosno iz uzoraka iz 2024. godine (Sl. 1a i Dopunska tablica 1). Oni su bili veći od prethodno objavljenih podataka za ljudske posteljice (medijan = 63,4 μg⁻¹)10 i testisa (medijan = 299 μg g⁻¹)11. Uzorci mozga, svi izvedeni iz frontalnog korteksa, pokazali su znatno veće koncentracije MNP-a od jetre ili bubrega (dvosmjerna analiza varijance (ANOVA), P < 0,0001), ali usporedivi s nedavno objavljenim podacima Py-GC/MS iz karotidnih plakova4, s medijanom od 3345 μg⁻¹ (25–75%: 1,267–5,213 μg g⁻¹) u uzorcima iz 2016. i 4917 μg⁻¹ (25–75%: 4,026–5,608 μg g⁻¹) u uzorcima iz 2024. godine (sl. 1a i Dopunska tablica 1).

Pregled ukupnih koncentracija MNP-a iz svih preminulih uzoraka iz jetre, bubrega i mozga.

a, koncentracije mikroplastike u ljudskim uzorcima jetre, bubrega i mozga (n = 20–28 zasebnih sudionika za svaku vremensku točku; Dopunska tablica 1) iz UNM OMI-ja. Podaci se prikazuju u dnevniku₁₀ ljestvica, pri čemu traka predstavlja srednju vrijednost grupe i 95% interval pouzdanosti. Narančasti simboli u uzorcima mozga iz 2016. analizirani su neovisno na Državnom sveučilištu Oklahoma. P vrijednosti iz Mann-Whitneyjevih testova (dvostrani) ukazuju na značajne razlike u uzorcima iz istog organa između 2016. i 2024. (s opsežnijim statističkim tretmanima u Dopunskim metodama – statističkoj analizi). Koncentracije MNP u mozgu bile su značajno veće od koncentracije jetre i bubrega, analizirane dvosmjernom ANOVA (P < 0,0001). b, Ukupna distribucija 12 različitih polimera sugerira veću akumulaciju PE u mozgu u odnosu na jetru ili bubrege (prosjek prikazan po skupini; vidi Prošireni podaci Sl. 1 za pojedinačne podatke). c, koncentracije PE (koji je bio u najvećem broju i dosljedno je imao najveće spektre pouzdanosti) u svim organima slijedile su slične trendove u usporedbi s ukupnom plastikom (također predstavljeno kao srednja vrijednost skupine i 95 % interval pouzdanosti; dvostrani Mann-Whitney test). d, Dodatni uzorci mozga iz uzoraka prikupljenih od 1997. do 2013. dobiveni su iz Duke Kathleen Price Bryan Brain Bank u Sjevernoj Karolini (n = 13, plavi dijamanti; NC), Harvard Brain Tissue Resource Center u Massachusettsu (n = 9, zeleni dijamanti; MA) i Nacionalni institut za zdravlje djece i ljudski razvoj Banka mozga i tkiva na Sveučilištu Maryland (n = 5, narančasti dijamanti; MD) pokazuju niže koncentracije mikroplastike. Uzorci mozga preminulih s dijagnosticiranom demencijom (n = 12, ljubičasti krugovi) iz UNM-a pokazuju daleko veće koncentracije MNP-a od moždanih tkiva sudionika bez demencije iz Novog Meksika (crveni dijamanti tankih obrisa; NM). Ukupni linearni regresijski trend bio je značajno različit od nule (P < 0,0001) s R² = 0,3982; sažeti bodovi za 2016. i 2024. normalni UNM OMI mozgovi odražavaju srednju ± s.d. N66, najlon 66; ABS, akrilonitril butadien stiren; PET, polietilen tereftalat; N6, najlon-6; PMMA, poli(metil metakrilat); PU, poliuretan; PC, polikarbonat; PS, polistiren.

Uzorci jetre i mozga iz 2024. imali su značajno veće koncentracije MNP-a od uzoraka iz 2016. na obje post hoc višestruke usporedbe dvosmjerne ANOVA-e (Dopunske tablice 4–7 i Dopunska slika 6), u skladu s rezultatima višestruke regresijske analize koncentracija u mozgu uzimajući u obzir potencijalni utjecaj drugih demografskih varijabli (Dopunske tablice 8–10). Pet uzoraka mozga iz 2016. (označeno narančastom bojom na sl. 1a) neovisno su analizirali kolege sa Sveučilišta Oklahoma State koristeći Py-GC/MS, a te su vrijednosti bile u skladu s našim nalazima (P = 0,49 za Studentov t test koji je uspoređivao podatke UNM-a i OSU-a). Udio polietilena (PE) u mozgu (75% u prosjeku) bio je veći u odnosu na druge polimere i u usporedbi s PE u jetri i bubrezima (P < 0,0001; Smokva. 1b i prošireni podaci sl. 1). Koncentracije PE, polipropilena (PP), polivinilklorida (PVC) i stiren-butadien gume (SBR) posebno su se povećale od 2016. do 2024. u uzorcima jetre i mozga (sl. 1c i prošireni podaci sl. 2). Prevladavanje PE potvrđeno je oslabljenom ukupnom refleksijom – infracrvenom spektroskopskom analizom Fourierove transformacije iz pet uzoraka mozga, iako drugi polimeri nisu bili toliko dosljedni u prevalenciji, vjerojatno zbog razlika u prevalenciji u distribucijama veličina i ograničenog uzorkovanja (Dopunske tablice 9–13 i Dopunske slike. 17–25).

Kako bismo proširili ove nalaze, dobili smo moždano tkivo iz ranijih vremenskih okvira (1997.–2013.) sa prosječnom dobi smrti usporedivom s NM kohortama (52,8 ± 34,3 godine) s lokacija na istoku Sjedinjenih Država, zajedno s uzorcima iz repozitorija slučajeva demencije na UNM-u. Analiza Py-GC/MS otkrila je niže ukupne koncentracije MNP-a u uzorcima istočne obale (medijan = 1,254 μg g⁻¹; Dopunska tablica 1 i sl. 1d). Iako se geografske razlike ne mogu isključiti, primijenili smo jednostavnu linearnu regresiju koja uključuje sve normalne biouzorke mozga, što je otkrilo značajno rastuće trendove za ukupnu plastiku, PE, PP, PVC i SBR (Extended Data Fig. 2). Kako bi se nalazi proširili na specifično neurološko stanje, Py-GC/MS je proveden na 12 slučajeva demencije prikupljenih u NM OMI. Ti su slučajevi uključivali Alzheimerovu bolest (n = 6), vaskularnu demenciju (n = 3) i druge uzorke demencije (n = 3) od 2019. do 2024. godine. Analiza Py-GC/MS otkrila je ukupne koncentracije plastike u uzorcima za demenciju (medijan = 26,076 μg g⁻¹; Smokva. 1d i Dopunska tablica 1) koje su bile veće nego u bilo kojoj normalnoj kohorti frontalnog korteksa (P < 0,0001 dvostranim t testom). Atrofija moždanog tkiva, narušeni integritet krvno-moždane barijere i loši mehanizmi čišćenja obilježja su demencije i očekuje se da će povećati koncentracije MNP-a; Stoga se iz ovih nalaza ne pretpostavlja uzročnost.

Pomoću pretražne elektronske mikroskopije (SEM) i mikroskopije polarizacijskih valova histološki su identificirane vatrostalne inkluzije u svim organima (sl. 2, prošireni podaci sl. 3 i dopunske slike. 7–16). Unutar jetre, ove inkluzije su bile široko raspršene, ali i značajno agregirane unutar acelularnih regija u skladu s očekivanom učestalošću i morfologijom lipidnih kapljica, s česticama u obliku štapića u rasponu veličine od 1-5 μm (Extended Data Fig. 3a). U bubrezima je zabilježena povišena prisutnost refraktilnih inkluzija sličnih veličina u glomerulima i duž tubula (Extended Data Fig. 3a–d). Na temelju povišenih koncentracija polimera identificiranih Py-GC/MS u tim tkivima, posumnjali smo da bi velik dio MNP-a mogao biti prisutan u rasponu nanorazmjera, premalen za vizualizaciju svjetlosnom mikroskopijom. Transmisijska elektronska mikroskopija (TEM) stoga je provedena na raspršenim KOH-netopljivim peletima dobivenim iz jetre i bubrega (Prošireni podaci Sl. 3e,f i dopunska slika. 9). Iako ova metoda vizualizacije ne može pružiti spektroskopsku potvrdu sastava polimera, uočili smo zajedničke oblike i veličine uzoraka i tipova tkiva. Čestice izolirane iz peleta i dobro raspršene izgledale su poput krhotina i obično su bile manje od 0,4 μm duljine, u skladu s nedavnim nalazima nanoplastike u uzgojenim dagnjama12. SEM s energetsko-disperzivnom spektroskopijom potvrdio je da su čestice opažene u jetri, bubrezima i mozgu uglavnom sastavljene od ugljika (Extended Data Figs. 4–7). Na temelju veće morfologije čestica uočenih in situ u odnosu na one izolirane i raspršene iz peleta probavljenog tkiva, pretpostavljamo da se agregacija nanoplastike može pojaviti u jetri i bubrezima.

Vizualizacija navodne plastike u mozgu

a,b, Polarizacijska valna mikroskopija (a, crne strelice označavaju vatrostalne inkluzije; umetak je digitalno povećanje radi jasnoće) i SEM (b, vidna polja su široka 15,4 i 20,1 μm) korišteni su za skeniranje dijelova mozga iz preminulih ljudskih uzoraka. c, nisu primijećene velike (>1 μm) inkluzije; istaknuti su dodatni primjeri polarizacijskih valova (bijele strelice ističu submikronske vatrostalne inkluzije). Ograničenja razlučivosti ovih tehnologija potaknula su korištenje TEM-a za ispitivanje ekstrakata iz peleta koji se koriste za Py-GC/MS. d, Primjeri TEM slike razlučivali su bezbrojne čvrste čestice nalik krhotinama ili pahuljicama nakon disperzije, s dimenzijama uglavnom <200 nm duljine i <40 nm širine. e, f, Mikroskopija polarizacijskih valova otkriva znatno više refraktilnih inkluzija u slučajevima demencije, posebno u regijama s pridruženom akumulacijom imunoloških stanica (e) i duž vaskularnih zidova (f). Sve slike prikupljene su na maloj podskupini sudionika (n = 10 za normalan mozak; n = 3 za slučajeve demencije) kako bi se pružili vizualni dokazi koji podupiru analitičku kemiju.

U moždanim tkivima nisu uočene veće (1-5 μm) refraktilne inkluzije, ali su u moždanom parenhimu zabilježene manje čestice (<1 μm) (sl. 2a–c i dopunske slike. 10–15). S obzirom na ograničenja razlučivosti svjetlosne mikroskopije, ispitali smo resuspendirane moždane kuglice pomoću TEM-a, koje su otkrile uglavnom 100-200 nm duge krhotine ili pahuljice (sl. 2d i dopunske slike. 9 i 16). In situ smo potvrdili da su čestice pronađene u mozgu na bazi ugljika pomoću SEM-a s energijsko-disperzivnom rendgenskom spektrometrijom (EDS; Prošireni podaci Sl. 6 i 7). U uzorcima demencije, mnoge refraktilne inkluzije bile su istaknute u regijama s upalnim stanicama i duž vaskularne stijenke (sl. 2e,f). Putevi unosa i distribucije MNP-a slabo su shvaćeni, a mehanizam kako se nanoplastika isporučuje i unosi u mozak nije poznat. Uvidi iz Daphnia magna sugeriraju da endocitoza ovisna o klatrinu i makropinocitoza mogu biti temelj nanoplastične translokacije unutar crijeva13; Pretpostavljamo da se sličan unos može dogoditi kod ljudskog unosa lipida koji bi također olakšali selektivni prijenos u mozak. Iako krv nije očišćena iz organa pokojnika tijekom obdukcije, malo je vjerojatno da je nanoplastika u mozgu selektivno sadržana u vaskularnom odjeljku, jer bi bubrezi i jetra također imali usporedive količine krvi.

Iako smo sumnjali da bi se MNP-ovi mogli akumulirati u tijelu tijekom životnog vijeka, nedostatak korelacije između ukupne plastike i starosti umrlih (P = 0,87 za podatke o mozgu) to ne podupire (Dopunska slika 1). Međutim, ukupna masena koncentracija plastike u mozgu analiziranoj u ovoj studiji povećala se za približno 50 % u posljednjih 8 godina. Stoga pretpostavljamo da eksponencijalno rastuće koncentracije MNP-ova u okolišu2,14 može analogno povećati unutarnje maksimalne koncentracije. Iako je malo studija na koje se može osloniti na sisavcima, kod zebrice izložene stalnim koncentracijama, unos nanoplastike povećao se na stabilan plato i očistio nakon izlaganja15; međutim, maksimalne unutarnje koncentracije povećane su proporcionalno s višim koncentracijama izloženosti nanoplastici. Iako stope čišćenja i putovi eliminacije MNP-a iz mozga ostaju nekarakterizirani, moguće je da bi se ravnoteža – iako varijabilna među ljudima – mogla dogoditi između izloženosti, unosa i čišćenja, pri čemu koncentracije izloženosti okolišu u konačnici određuju unutarnje opterećenje tijela.

Iako trenutni podaci potječu iz više banaka tkiva i dva analitička mjesta koja repliciraju ključne rezultate, nove analitičke metode Py-GC/MS koje se ovdje primjenjuju tek trebaju biti široko prihvaćene i rafinirane u standardizirane testove za kliničke uzorke. Oba analitička laboratorija (UNM i OSU) primijetila su ~25 % koeficijent varijacije unutar uzorka, što ne mijenja zaključke o vremenskim trendovima ili akumulaciji u mozgu u odnosu na druga tkiva, s obzirom na veličinu tih učinaka. Brojni koraci kontrole kvalitete osiguravaju da vanjski zagađivači ne utječu na rezultate, uključujući Py-GC/MS procjenu kontrolnih uzoraka KOH i formalina za skladištenje i mjerenja polimernog sastava svih plastičnih epruveta i vrhova za pipete koji su bitni u procesu digestije i mjerenja (Dopunske slike). 2–4). Zbirke uzoraka umrlih u posljednjih 30 godina nisu bile usmjerene na minimiziranje vanjske kontaminacije plastikom. Međutim, s obzirom na dosljednu prirodu rukovanja i obrade svih uzoraka organa unutar objektivno čistih kliničkih i forenzičkih okruženja, značajna akumulacija MNP-a u mozgu ne može se odbaciti kao artefakt kontaminacije. Nadalje, uzorci iz 2016. pohranjeni su 84–96 mjeseci u usporedbi sa samo 2–4 mjeseca za uzorke iz 2024., koji su pokazivali veće koncentracije polimera. Dakle, kontaminacija iz plastičnih posuda za skladištenje ne bi trebala utjecati na zaključke. Posebno za mozak, u budućim studijama treba pažljivo procijeniti veću pozornost na anatomske značajke, kao što su bijela naspram sive tvari, vaskularizacija i sadržaj glije, kako bi se smanjile varijacije. Konačno, dobivanjem samo jednog uzorka iz svakog organa za svakog sudionika, heterogenost distribucije unutar tkiva ostaje nekarakterizirana.

Rezidualna biomatrica

Na naše procjene koncentracije mase polimera moglo bi utjecati nekoliko čimbenika koji mogu dovesti do precjenjivanja ili podcjenjivanja. Probava KOH opsežno je eliminirala biološki materijal iz peleta saponifikacijom triglicerida i denaturacijom proteina. Međutim, konačne kuglice još uvijek su sadržavale nepoznatu rezidualnu biomatricu, što bi moglo predstavljati izazov za interferenciju masenog spektra. KOH je smanjio masu jetre i bubrega za 99,4 %, dok su uzorci mozga smanjeni za 91,8%, odnosno rezultirajuća prosječna masa peleta dobivena iz 500 mg polaznog materijala bila je približno 3 mg, odnosno 41 mg. Ovo odstupanje je proporcionalno i u skladu s masom izmjerenog polimera. Međutim, nepoznate organske molekule vjerojatno ostaju i utječu na rezultirajuće Py-GC/MS spektre. Lipidi su zabilježeni kao potencijalni izvor interferencije u Py-GC/MS analizi PE16. Naša metoda KOH digestije i fizičkog odvajanja krutih tvari osmišljena je kako bi smanjila ovu zabrinutost, umjesto da je poveća ekstrakcijom tekućina-tekućina u organskim otapalima koja bi selektivno potaknula razdvajanje lipida. Nadalje, spektri sugeriraju smanjenje dužih ugljikovih lanaca u piroliznom kromatogramu, što je potencijalno posljedica uznapredovale oksidativne razgradnje MNP-a i prekomjernog stvaranja karbonila što može dovesti do podcjenjivanja koncentracije, budući da su naši standardi stvoreni s netaknutim polimerima 17,18. Konačno, s obzirom na uočenu malu veličinu nanočestica izoliranih iz ljudskih uzoraka (obično duljine <200 nm), vjerojatno je ultracentrifugiranjem nepotpuno prikupljena nanoplastika u analitičkim uzorcima, što je također pridonijelo potencijalnom podcjenjivanju. Oblik i veličina promatranih nanočestica u izoliranom materijalu iz ljudskih uzoraka oporezuju ograničenja modernih analitičkih instrumenata, ali mogu odražavati krajnji fazu plastične razgradnje koji je jedinstveno prikladan za ljudsku apsorpciju i akumulaciju.

Zaključci

Sadašnji podaci upućuju na trend povećanja koncentracije MNP-a u mozgu i jetri. Većina MNP-a pronađenih u tkivima sastoji se od PE-a i čini se da su nanoplastične krhotine ili pahuljice. Koncentracije MNP-a u normalnim uzorcima mozga pokojnika bile su 7-30 puta veće od koncentracija viđenih u jetri ili bubrezima, a uzorci mozga iz slučajeva demencije pokazali su još veću prisutnost MNP-a. Ovi podaci su asocijativni i ne uspostavljaju uzročnu ulogu takvih čestica koje utječu na zdravlje. Za to su potrebna poboljšanja analitičkih tehnika, složeniji dizajni studija i mnogo veće kohorte. S obzirom na eksponencijalno rastuću ekološku prisutnost MNP-ova19,20,21, ti podaci zahtijevaju mnogo veći napor da se shvati imaju li MNP-ovi ulogu u neurološkim poremećajima ili drugim učincima na ljudsko zdravlje.

Metode

Uzorci ljudskog tkiva

Isti protokol prikupljanja tkiva u UNM OMI korišten je 2016. i 2024. godine. Mali komadići reprezentativnih orgulja (3–5 cm³) rutinski su prikupljeni na obdukciji i pohranjeni u 10 % formalinu. Osim toga, uključeni su uzorci umrlih iz kohorte s potvrđenom demencijom (n = 12), također prikupljeni u UNM OMI pod identičnim postupcima. Ograničeni demografski podaci (dob, spol, rasa/etnička pripadnost, uzrok smrti i datum smrti) bili su dostupni zbog uvjeta odobrenja uzorka; dob smrti, rasa/etnička pripadnost i spol bili su relativno dosljedni u svim skupinama (Dopunska tablica 1). Dodatni uzorci mozga (n = 28) dobiveni su iz spremišta na istočnoj obali Sjedinjenih Država kako bi se osigurao veći raspon za godinu smrti (od 1997.). Sve studije odobrili su odgovarajući institucionalni odbori za reviziju.

Py-GC/MS detekcija polimernih krutina

Py-GC/MS je informativna i pouzdana metoda za određivanje koncentracija plastike u uzorcima tekućeg i čvrstog tkiva, s dovoljnim jamstvom točnosti, kvalitete i strogosti^3,4,9,10. Ukratko, čvrste čestice se izoliraju iz kemijski probavljenih uzoraka tkiva, a zatim sagorijevaju kako bi se otkrili prepoznatljivi maseni spektri za odabrane polimere (vidi sve detalje u Dopunske metode – Pirolizna plinska kromatografija – masena spektrometrija (PY-GC/MS)). Dakle, izlaz Py-GC/MS dobiva se iz obogaćenih čvrstih polimernih čestica i netopivih komponenti iz probavljenog tkiva. Uzorci (~500 mg) probavljani su s 10% kalijevim hidroksidom najmanje 3 dana na 40 °C. Uzorci su zatim ultracentrifugirani na 100.000g tijekom 4 sata kako bi se stvorila peleta obogaćena čvrstim materijalima otpornim na takvu digestiju, koji su uključivali čvrste tvari na bazi polimera10. Dio dobivene pelete od 1-2 mg zatim je analiziran jednokratnim Py-GC/MS i uspoređen s mikroplastikom-CaCO₃ standard koji sadrži sljedećih 12 specifičnih polimera: PE, PVC, najlon 66, SBR, akrilonitril butadien stiren, polietilen tereftal, najlon-6, poli(metil metakrilat), poliuretan, polikarbonat, PP i polistiren. Radne postavke py-GCMS-a i ciljevi polimernog pirolizata opisani su u dopunskim tablicama 2 i 3, s primjerima spektara iz uzoraka, standarda i slijepih uzoraka prikazanih na dopunskim slikama. 2–4. Polimerni spektri identificirani su pomoću softvera F-Search MPs v2.1 (Frontier Labs). Dobiveni podaci normalizirani su na izvornu težinu uzorka kako bi se dobila masena koncentracija (μg g⁻¹).

Analiza podataka

Pojedinosti o statističkim analizama (normalizacijski koraci, dvosmjerna ANOVA i višestruka regresija) navedene su u Dopunskim metodama – statističkoj analizi.

Sažetak izvješćivanja

Dodatne informacije o dizajnu istraživanja dostupne su u Sažetku izvješćivanja o portfelju prirode povezanom s ovim člankom.

Dostupnost podataka

Opsežnije metode i rezultati dostupni su u internetskim dopunskim informacijama. Potpuni demografski i analitički rezultati dani su u Dryad (https://doi.org/10.5061/dryad.b8gtht7p8).

Referencije

1. Thompson, R. C. i sur. Izgubljeni na moru: gdje je sva plastika? Nauka304, 838 (2004).

Članak CAS PubMed Google znalac 

2. Stubbins, A., Law, K. L., Munoz, S. E., Bianchi, T. S. & Zhu, L. Plastika u Zemljinom sustavu. Znanost373, 51–55 (2021).

Članak CAS PubMed Google znalac 

3. Liu, S. i sur. Mikroplastika u tri vrste ljudskih arterija otkrivena pirolizno-plinskom kromatografijom/masenom spektrometrijom (Py-GC/MS).  Hazard. Mater.469, 133855 (2024).

Članak CAS PubMed Google znalac 

4. Marfella, R. i sur. Mikroplastika i nanoplastika kod ateroma i kardiovaskularnih događaja.  Engl. J. Med.390, 900–910 (2024).

Članak CAS PubMed PubMed središnji Google znalac 

5. Dong, C. D. i sur. Čestice mikroplastike polistirena: procjena plućne toksičnosti in vitro.  Hazard. Mater.385, 121575 (2020).

Članak CAS PubMed Google znalac 

6. Dibbon, K. C. i sur. Mikro- i nanoplastika polistirena uzrokuju disfunkciju posteljice kod miševa.  Reprod.110, 211–218 (2023).

Članak Google znalac 

7. Zhu, L. i sur. Nakupljanje mikroplastike u tkivu i potencijalni zdravstveni rizici kod ljudi.  Ukupno okruženje.915, 170004 (2024).

Članak CAS PubMed Google znalac 

8. Ragusa, A. i sur. Plasticenta: prvi dokaz mikroplastike u ljudskoj posteljici.  Int.146, 106274 (2021).

Članak CAS PubMed Google znalac 

9. Leslie, H. A. i sur. Otkriće i kvantifikacija onečišćenja plastičnim česticama u ljudskoj krvi.  Int.163, 107199 (2022).

Članak CAS PubMed Google znalac 

10. Garcia, M. A. i sur. Kvantifikacija i identifikacija nakupljanja mikroplastike u uzorcima ljudske posteljice primjenom pirolizne plinske kromatografije, masene spektrometrije.  Sci.199, 81–88 (2024).

Članak CAS PubMed PubMed središnji Google znalac 

11. Hu, C. i sur. Prisutnost mikroplastike u testisima pasa i ljudi i njezina potencijalna povezanost s brojem spermija.  Sci.200, 235–240 (2024).

Članak CAS PubMed Google znalac 

12. Fraissinet, S., De Benedetto, G. E., Malitesta, C., Holzinger, R. & Materić, D. Raspodjela veličine mikroplastike i nanoplastike u tkivima dagnji iz uzgoja.  Zemljino okruženje.5, 128 (2024).

Članak Google znalac 

13. Das, A., Terry, L. R., Sanders, S., Yang, L. & Guo, H. Konfokalno površinski pojačano ramanovo snimanje ponašanja prelaska crijevne barijere modela nanoplastike u Daphnia magna.  Sci. Technol.58, 11615–11624 (2024).

Članak CAS PubMed Google znalac 

14. Landrigan, P. J. Plastika, fosilni ugljik i srce.  Engl. J. Med.390, 948–950 (2024).

Članak CAS PubMed Google znalac 

15. Habumugisha, T., Zhang, Z., Fang, C., Yan, C. & Zhang, X. Apsorpcija, bioakumulacija, biodistribucija i pročišćavanje polistirenske nanoplastike u zebrici (Danio rerio).  Ukupno okruženje.893, 164840 (2023).

Članak CAS PubMed Google znalac 

16. Rauert, C., Pan, Y., Okoffo, ED, O’Brien, JW & Thomas, KV Ekstrakcija i piroliza-GC-MS analiza polietilena u uzorcima sa srednjim do visokim udjelom lipida.  Environ. Expo. Procijeniti.1, 13 (2022).

Članak CAS Google znalac 

17. Ainali, N. M., Bikiaris, D. N. & Lambropoulou, D. A. Učinci starenja na polietilen, polipropilen i polistiren niske i visoke gustoće pod UV zračenjem: uvid u mehanizam razgradnje pomoću Py-GC/MS za analizu mikroplastike.  Anal. Appl. Pyrol.158, 105207 (2021).

Članak CAS Google znalac 

18. Toapanta, T. i sur. Utjecaj površinske oksidacije na kvantifikaciju polipropilenske mikroplastike piroliznom plinskom kromatografijom, masenom spektrometrijom.  Ukupno okruženje.796, 148835 (2021).

Članak CAS PubMed Google znalac 

19. Wang, C. H., Zhao, J. & Xing, B. S. Izvor okoliša, sudbina i toksičnost mikroplastike.  Hazard. Mater.407, 124357 (2021).

Članak CAS PubMed Google znalac 

20. Geyer, R., Jambeck, J. R. & Law, K. L. Proizvodnja, upotreba i sudbina sve plastike ikada proizvedene.  Adv.3, e1700782 (2017).

Članak PubMed PubMed središnji Google znalac 

21. Landrigan, P. J. i sur. Komisija Minderoo-Monako za plastiku i ljudsko zdravlje.  Glob. Zdravlje89, 23 (2023).

Nature, 3. II. 2025., https://www.nature.com/articles/s41591-024-03453-1