肠道守护者：乳酸菌如何通过生物结合与肠道修复抵御微塑料毒性

微纳米塑料（MNPs）是指粒径在1 nm至5 mm之间的塑料颗粒，广泛存在于环境中，主要来源于塑料降解和工业排放。研究表明，MNPs通过摄入、吸入和皮肤接触进入人体后，可在肠道、肝脏、血液和大脑中积累，诱导多器官毒性，导致氧化应激、炎症反应和内分泌紊乱。由于MNPs的广泛存在及其潜在毒性，目前尚无有效的药物能够缓解其毒性。因此，开发安全有效的饮食干预手段成为研究热点。乳酸菌（LAB）作为食品级安全的益生菌，已被证实在修复肠道屏障、调节肠道微生物群和增强宿主免疫力方面具有显著作用。本研究旨在探讨LAB通过吸附和修复机制缓解MNPs诱导毒性的潜力。

1. LAB对MNPs的吸附能力

通过体外实验，研究人员筛选出多种具有不同MNPs吸附能力的乳酸菌株。结果显示：Lactobacillus plantarum DT11、DT33、DT55和DT66对MNPs的吸附率超过60%，在扫描电镜（SEM）成像中可观察到大量MNPs附着在菌株表面。Lactobacillus plantarum DT22的吸附率约为10%，但在修复肠道环境方面表现突出。这表明LAB对MNPs的吸附能力存在菌株间差异，但即使吸附能力较低的菌株也可能通过其他机制发挥减毒作用。

2. LAB对MNPs在体内积累的影响

通过小鼠模型实验发现：

（1）暴露于MNPs的小鼠在肝脏和结肠中积累了较高水平的MNPs。

（2）LAB干预显著减少了肝脏和结肠中的MNPs积累，同时增加了粪便中MNPs的含量，表明LAB通过吸附和排泄机制减少了体内MNPs的积累。

3. LAB缓解MNPs诱导的肝损伤

（1）MNPs暴露导致小鼠血清谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）和碱性磷酸酶（ALP）水平升高，反映出肝功能受损。

（2）LAB干预显著降低了AST和ALP水平，减少了肝脏氧化应激反应，增加了谷胱甘肽（GSH）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性。

（3）DT22尽管吸附能力较低，但在修复肝损伤方面效果突出。

4. LAB缓解MNPs诱导的生殖损伤

（1）MNPs暴露导致小鼠睾丸组织损伤，血清睾酮（T）和促卵泡激素（FSH）水平下降。

（2）LAB干预显著提高了睾酮和FSH水平，改善了精子质量和睾丸组织结构。

（3）DT22在改善生殖系统损伤方面表现突出，提示LAB可能通过修复肠道屏障间接改善生殖健康。

5. LAB修复肠道屏障和调节肠道微生物群

（1）MNPs暴露降低了小鼠肠道紧密连接蛋白ZO-1和MUC2的表达，增加了促炎因子TNF-α的水平。

（2）LAB干预显著恢复了ZO-1和MUC2的表达，降低了TNF-α水平，增强了肠道屏障功能。

（3）LAB干预显著提高了肠道中短链脂肪酸（SCFAs）的生成，特别是丁酸，增强了肠道上皮屏障功能。

6. 机制分析

LAB可能通过以下机制缓解MNPs诱导的毒性：

（1）生物吸附机制：通过吸附MNPs，减少其在体内的积累和毒性。

（2）肠道屏障修复机制：增强紧密连接蛋白和肠道黏液的表达，恢复肠道屏障功能。

（3）调节肠道微生物群：促进有益菌增殖，恢复肠道菌群平衡。

结论

研究表明，LAB在缓解MNPs诱导的肝脏和生殖系统损伤方面具有显著效果，机制涉及吸附MNPs及修复肠道屏障功能。LAB作为一种安全有效的饮食干预手段，具有开发成为功能性食品的潜力。未来研究可进一步探索LAB对长期MNPs暴露模型的缓解效果及不同类型MNPs的吸附机制。

参考文献：Shi L, Teng X, Wu C, Zhang T, Jin X, Wang L, Tian P, Shang KX, Zhao J, Rao C, Wang G. Lactic acid bacteria reduce polystyrene micro- and nanoplastics-induced toxicity through their bio-binding capacity and gut environment repair ability. Environ Pollut. 2025 Feb 1;366:125288. doi: 10.1016/j.envpol.2024.125288. Epub 2024 Dec 3. PMID: 39638230.