与纳米塑料相互作用改变抗生素活性

《科学报告》杂志最近发表的一项研究发现，抗生素吸附在微塑料和纳米塑料（MNP）上会导致严重的健康后果。

塑料分解会产生各种形状、大小和成分的颗粒。这些微小颗粒被称为微塑料和纳米塑料（MNP），它们存在于环境中，能够渗透到人体，包括细胞。

MNP可以吸附各种物质，包括药物残留，从而导致人体生理变化。抗生素的情况尤其令人担忧，因为它对细菌的影响可能导致耐药性的产生。此外，MNP为微生物的定植提供了表面，充当了微生物传播的载体。

研究人员研究了抗生素四环素（TC）与纳米塑料的相互作用及其对抗生素生物活性的影响。

实验选择了四种塑料：

• 聚苯乙烯（PS）
• 聚乙烯（PE）
• 尼龙6.6（N66）
• 聚丙烯（PP）

使用两种方法来创建 TC-NP 复合物：

1. 顺序退火（SA）方法：塑料是在 TC 存在下形成的，这使得聚合物链能够最大限度地适应抗生素分子。
2. 自由粒子（FP）方法：将塑料预先成型，并将 TC 以不同的方向放置在其表面。

然后进行模拟以评估复合物的稳定性及其对细胞培养中抗生素活性的影响。

主要结果

1. 复合物的形成：

   • SA方法证明复合物比FP具有更高的稳定性。四环素更常在纳米塑料内部发现。
   • TC 和 N66 之间的极性相互作用比其在水中的溶解度强，从而形成强键。

2. 分子动力学：

   • 由于空间键和氢键的作用，PS和N66的聚合物链移动较少，而PP表现出较高的移动性，使得TC能够渗透到结构中。
   • 在某些情况下，例如 PS，TC 分子最初分离后会重新附着到表面。

3. 细胞培养实验：

   • 纳米塑料（PS、PE、PET）的存在显著降低了 TC 的活性，这通过细胞中荧光蛋白表达水平的降低得到了证实。

4. 潜在风险：
   纳米塑料会改变抗生素的吸收，将其运送到新的部位并增加局部浓度，这可能会导致细菌耐药性的产生。

结论

研究结果证实，纳米塑料与抗生素的相互作用对其生物活性有显著影响：

• 吸收问题：纳米塑料可能会改变药物的药代动力学。
• 刺激耐药性：细菌环境中抗生素浓度的局部增加可促进耐药性的产生。

这项研究强调了进一步研究 MNP 对人类健康的影响以及制定减少其影响的措施的必要性。