Je kleiner Plastikpartikel sind, desto leichter können sie von Zellen aufgenommen werden. Darüber hinaus spielen Form, Oberfläche und chemische Eigenschaften eine wichtige Rolle bei der Beantwortung der Frage, wie sich die Partikel auf menschliches Gewebe auswirken könnten. Zu diesem Schluss kommt eine im Fachblatt veröffentlichte Studie von Forschern des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR). Mikroplastik und Nanoplastik.
„Mit dieser Studie wollen wir dazu beitragen, die noch recht großen Wissenslücken zum Thema gesundheitliche Auswirkungen von Nanoplastik zu schließen“, sagt Dr. Holger Sieg, Leiter des Forschungsprojekts. „Allerdings sind das Laborexperimente mit Zellkulturen, die nicht einfach auf den Menschen übertragbar sind.“
Kunststoffpartikel gelangen durch Verwitterung und Verrottung von Polymermaterialien, Autoreifen oder Kleidungsabrieb und vielen anderen Quellen in die Umwelt. Dadurch können verschiedene Arten von Mikroplastikpartikeln eingeatmet oder mit Getränken und Lebensmitteln aufgenommen werden.
Mikroplastik gilt nach heutigem Kenntnisstand als vergleichsweise geringes Risiko für die menschliche Gesundheit. Sie sind zwischen einem Mikrometer und fünf Millimeter groß und damit zu „sperrig“, um von menschlichen Zellen nennenswert aufgenommen und im Körper verteilt zu werden. Sie sind unverdaulich und werden größtenteils wieder ausgeschieden.
Nanoplastik kann in die Zellen eindringen
Anders sieht es bei kleineren Partikeln, Submikro- und Nanokunststoffen aus. Diese Partikel sind zwischen einem Nanometer und 1000 Nanometer groß. Ob und in welchen Mengen sie in den menschlichen Körper gelangen können, ist noch nicht sicher bekannt.
Holger Sieg und sein Team beschäftigten sich mit Submikrometer- und Nanoplastikpartikeln und deren Auswirkungen auf menschliche Dünndarm- und Leberzellen. Da diese Partikel so klein und schwer zu untersuchen sind, ist es nicht einfach, verlässliche Erkenntnisse über ihre Auswirkungen auf menschliches Gewebe zu gewinnen. Dazu nutzte das BfR-Team verschiedene Mikroskopie- und Testmethoden. Die Zellen wurden verschiedenen Kunststoffarten ausgesetzt, die in Plastikgeschirr und -besteck oder in Lebensmittelverpackungen verwendet werden.
Die Darmschleimhaut nimmt nur wenige Mikropartikel auf
Es stellte sich heraus, dass je kleiner die Partikel waren, desto mehr wurden sie absorbiert. Auch die Art der Partikel spielte eine wichtige Rolle. Die Zellen des Dünndarms als natürliche Barriere zwischen Darminhalt und Organismus erwiesen sich als recht widerstandsfähig. Mikroplastik „sickerte“ nur zu einem geringen Teil in die Zellen. Die noch kleineren Partikel im Submikrometerbereich konnten dagegen in Darm- und Leberzellen in größeren Mengen gemessen werden. Die Partikel hafteten entweder direkt an den Zellmembranen oder wurden in kleinen Bläschen der Zellmembran eingeschlossen, ein Prozess, der als Endozytose bekannt ist.
Ob solche künstlichen Einschlüsse den normalen Stoffwechsel der Zelle stören können, ist noch nicht klar. Plastikpartikel könnten auch potentiell schädliche Substanzen an sich binden und als „Trojanisches Pferd“ in die Zelle einschleusen. Mögliche Wirkungen von Submikrometer und Nanoplastik werden diskutiert, zum Beispiel entzündliche Wirkungen.
„Obwohl wir im Labor mit einem Modellsystem gearbeitet haben, das die Realität nur sehr vereinfacht abbilden kann, können unsere Erkenntnisse helfen, Wissenslücken über das Verhalten kleinster Kunststoffpartikel zu schließen“, fasst BfR-Experte Holger Sieg zusammen. „Ob die Ergebnisse auch für den Menschen gelten, lässt sich allerdings noch nicht sagen. Dazu müssen die Laborbefunde in Folgeversuchen verifiziert werden.“
Maxi B. Paul et al, Beyond microplastics – investigative on health impacts of submicron and nanoplastic parts after oral uptake in vitro, Mikroplastik und Nanoplastik (2022). DOI: 10.1186/s43591-022-00036-0
Bereitgestellt vom BfR Bundesinstitut für Risikobewertung