《Toxicology Reports》：Microplastics and male reproductive system: a comprehensive review based on cellular and molecular effects
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这篇综述全面梳理了微塑料（MPs）对男性生殖系统的毒理学影响。文章聚焦于细胞与分子层面，系统阐述了MPs通过诱导氧化应激、炎症、破坏血睾屏障（BTB）完整性、扰乱关键信号通路（如mTOR、NF-κB等）以及干扰激素稳态，最终导致睾丸结构与功能损伤、精子发生过程异常及男性生育力下降的机制。本文为理解这一新兴环境污染物威胁男性生殖健康的潜在路径提供了详尽的科学依据。
微塑料的污染与暴露途径
微塑料（MPs）作为一种新兴且广泛存在的环境污染物，已渗透至全球各生态系统。它们主要来源于初级微塑料（如个人护理品中的磨砂颗粒）和次级微塑料（由大块塑料经环境作用破碎形成）。人类主要通过饮食摄入、呼吸吸入以及皮肤接触等途径暴露于MPs，这些微小颗粒可进入血液循环并分布至全身各组织器官。
对男性生殖健康的总体影响
现有证据表明，MPs能够穿过血睾屏障（BTB），在睾丸组织中积累。动物实验显示，暴露于MPs（尤其是聚苯乙烯微塑料PS-MPs）会导致精子数量减少、活力下降、畸形率升高（畸精子症与少精子症），并降低血清睾酮水平，从而全面损害雄性生殖功能。
对睾丸结构与功能的影响
MPs对睾丸的损伤是多方面的：
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破坏血睾屏障（BTB）：BTB是由相邻的支持细胞构成的精密结构，用于保护发育中的生殖细胞免受有害物质侵害。研究表明，PS-MPs可通过诱发氧化应激，干扰mTORC1/mTORC2信号通路的平衡，破坏肌动蛋白骨架和细胞连接蛋白（如紧密连接、桥粒），最终导致BTB完整性丧失，有害物质得以进入生精上皮。
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诱导睾丸衰老与炎症：MPs暴露可激活NF-κB等炎症信号通路，上调白介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等促炎因子表达，诱发睾丸支持细胞（TM4细胞）的衰老和睾丸组织的过早老化。
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引发氧化应激：MPs在线粒体内积累，干扰电子传递链，导致活性氧（ROS）大量产生。这会耗竭超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）等抗氧化酶储备，引发脂质过氧化、蛋白质氧化和DNA损伤，是造成睾丸毒性的核心机制之一。
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与睾丸恶性肿瘤的潜在关联：部分职业流行病学研究提示，长期接触聚氯乙烯（PVC）等塑料相关物质可能与睾丸癌（尤其是精原细胞瘤）风险增加有关，但证据尚存争议，需要进一步研究确认。
对精子发生过程的影响
精子发生是一个高度复杂且精密调控的过程，MPs可对其多个环节造成干扰：
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损害精子参数与基因组完整性：MPs暴露不仅降低精子数量和活力，还会导致精子DNA碎片化指数（DFI）升高。DNA损伤会影响受精、胚胎发育及植入成功率，与男性不育和反复流产密切相关。
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影响生精相关细胞：MPs对参与精子发生的三类关键细胞均有毒性作用。
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生殖细胞：MPs可导致生殖细胞数量减少，诱导其凋亡，并干扰减数分裂进程。
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支持细胞（Sertoli细胞）：支持细胞为生殖细胞提供营养和支持，并构成BTB。MPs会破坏支持细胞的细胞连接，导致线粒体肿胀等超微结构损伤，削弱其支持功能。
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间质细胞（Leydig细胞）：间质细胞负责合成睾酮。MPs可通过抑制类固醇生成急性调节蛋白（StAR）和关键酶（如3β-HSD、17β-HSD）的表达，干扰睾酮的生物合成，导致激素水平下降。
对性激素与内分泌系统的干扰
MPs本身或其吸附的化学添加剂可作为内分泌干扰物（EDCs）。它们能扰乱下丘脑-垂体-性腺轴（HPG轴），抑制促黄体生成素（LH）、促卵泡激素（FSH）的分泌，进而通过影响LHR/cAMP/PKA/StAR通路，下调睾酮合成。这种内分泌干扰进一步加剧了生精功能障碍。
体外研究证据
大量体外实验证实了MPs的生殖细胞毒性。在TM3（间质细胞）、TM4（支持细胞）及GC-2（生殖细胞）等细胞系中，MPs可被细胞有效内吞，积累在线粒体内，导致线粒体膜电位下降、ATP生成减少、ROS爆发，并诱发内质网应激、自噬和细胞凋亡。对人体精液的体外研究也发现，PS-MPs会以剂量和时间依赖性方式降低精子活力和存活率，并增加ROS和DNA损伤。
应对挑战与未来展望
应对微塑料污染需要多管齐下：从源头减少塑料使用、推广可降解材料；在末端采用物理（如吸附、过滤）、化学（如电化学氧化）和生物（如膜生物反应器）等方法进行治理。未来研究需聚焦于开发更灵敏的体内检测技术、深入阐明MPs的表观遗传毒性机制、开展大规模人群流行病学调查，并探索通过抗氧化剂等干预手段缓解其生殖毒性的可能性，以保护人类生殖健康。
