Mikroplastik macht Wasser aggressiv - Entzündungen sind die Folge
Mikroplastik könnte den menschlichen Körper nicht nur durch seine Inhaltsstoffe belasten, sondern auch durch chemische Reaktionen an seiner Oberfläche. Forscher machten einen Mechanismus aus, der Entzündungen hervorruft.
Mikroplastik steht seit Jahren im Verdacht, die Gesundheit zu beeinträchtigen. Frühere Untersuchungen brachten die winzigen Partikel unter anderem mit Entzündungsreaktionen, oxidativem Stress und einer eingeschränkten Funktion der Mitochondrien in Verbindung. Auch mögliche Zusammenhänge mit Herzinfarkten, Schlaganfällen und neurologischen Erkrankungen werden untersucht. Welche Mechanismen hinter solchen Beobachtungen stehen, ist allerdings noch nicht abschließend geklärt.
Die neue Studie liefert einen möglichen Erklärungsansatz: Demnach verändert sich die chemische Umgebung von Wassermolekülen, wenn diese auf Kunststoffoberflächen treffen. Dadurch können reaktive chemische Spezies entstehen, die benachbarte Substanzen verändern. Dazu gehören auch Proteine und andere Moleküle, die für biologische Funktionen wichtig sind.
Entscheidend ist dabei die Größe der Kunststoffpartikel. Zerfällt Plastik in immer kleinere Fragmente, wächst seine Oberfläche im Verhältnis zum Volumen erheblich. Wei Min, Chemiker an der Columbia University und einer der leitenden Autoren der Untersuchung, veranschaulicht den Effekt mit einer Kreditkarte: Würde diese in Partikel mit einem Durchmesser von etwa zehn Mikrometern zerlegt, vergrößerte sich ihre gesamte Oberfläche um mehr als das 200-Fache.
Die Ergebnisse könnten erklären, weshalb Mikroplastik oxidativen Stress auslöst und Zellmembranen sowie Proteine beeinträchtigen kann. Der Toxikologe und Biologe Martin Wagner von der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie, der nicht an der Studie beteiligt war, bewertet den Ansatz als vielversprechend. Er legt nahe, dass Mikroplastik selbst reaktive Sauerstoffverbindungen erzeugen könnte und oxidativer Stress somit nicht bloß eine indirekte Folge der Belastung wäre.
Ob und in welchem Ausmaß dieser Mechanismus menschliches Gewebe schädigt, muss weitere Forschung zeigen. Die Studie liefert einen möglichen chemischen Baustein, aber noch keinen abschließenden Nachweis für konkrete Erkrankungen durch Mikroplastik.
Siehe auch:
- Winzige Kunststoffpartikel erzeugen bei Wasserkontakt hochreaktive Moleküle
- Bisherige Studien verknüpfen Plastikpartikel mit oxidativem Zellstress
- Wasser verändert seine chemischen Eigenschaften direkt an Plastikoberflächen
- Beim Zerfall des Kunststoffs vergrößert sich die relative Kontaktfläche enorm
- Untersucht wurden gängige Polymere wie Polystyrol, PVC sowie Polyethylen
- Konkrete Gewebeschäden beim Menschen müssen künftige Forschungen klären
Wirkung auf Proteine
Eine in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Forschungsarbeit zeigt, dass die winzigen Kunststoffpartikel bei Kontakt mit Wasser hochreaktive Moleküle erzeugen können. Sie trägt damit dazu bei, bislang ungeklärte gesundheitliche Auswirkungen von Mikroplastik besser zu verstehen.Mikroplastik steht seit Jahren im Verdacht, die Gesundheit zu beeinträchtigen. Frühere Untersuchungen brachten die winzigen Partikel unter anderem mit Entzündungsreaktionen, oxidativem Stress und einer eingeschränkten Funktion der Mitochondrien in Verbindung. Auch mögliche Zusammenhänge mit Herzinfarkten, Schlaganfällen und neurologischen Erkrankungen werden untersucht. Welche Mechanismen hinter solchen Beobachtungen stehen, ist allerdings noch nicht abschließend geklärt.
Die neue Studie liefert einen möglichen Erklärungsansatz: Demnach verändert sich die chemische Umgebung von Wassermolekülen, wenn diese auf Kunststoffoberflächen treffen. Dadurch können reaktive chemische Spezies entstehen, die benachbarte Substanzen verändern. Dazu gehören auch Proteine und andere Moleküle, die für biologische Funktionen wichtig sind.
Entscheidend ist dabei die Größe der Kunststoffpartikel. Zerfällt Plastik in immer kleinere Fragmente, wächst seine Oberfläche im Verhältnis zum Volumen erheblich. Wei Min, Chemiker an der Columbia University und einer der leitenden Autoren der Untersuchung, veranschaulicht den Effekt mit einer Kreditkarte: Würde diese in Partikel mit einem Durchmesser von etwa zehn Mikrometern zerlegt, vergrößerte sich ihre gesamte Oberfläche um mehr als das 200-Fache.
Schäden müssen erforscht werden
Das schafft zusätzliche Kontaktflächen für chemische Reaktionen. Die Forscher untersuchten verschiedene verbreitete Kunststoffe, darunter Polystyrol, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polypropylen und Polyethylenterephthalat (PET). Da Kunststoffoberflächen Wasser abweisen, können sich Wassermoleküle in ihrer unmittelbaren Umgebung nicht wie in einer gewöhnlichen Flüssigkeit anordnen. Diese Veränderung beeinflusst laut der Studie die lokalen elektrischen Eigenschaften und damit auch die chemische Reaktivität.Die Ergebnisse könnten erklären, weshalb Mikroplastik oxidativen Stress auslöst und Zellmembranen sowie Proteine beeinträchtigen kann. Der Toxikologe und Biologe Martin Wagner von der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie, der nicht an der Studie beteiligt war, bewertet den Ansatz als vielversprechend. Er legt nahe, dass Mikroplastik selbst reaktive Sauerstoffverbindungen erzeugen könnte und oxidativer Stress somit nicht bloß eine indirekte Folge der Belastung wäre.
Ob und in welchem Ausmaß dieser Mechanismus menschliches Gewebe schädigt, muss weitere Forschung zeigen. Die Studie liefert einen möglichen chemischen Baustein, aber noch keinen abschließenden Nachweis für konkrete Erkrankungen durch Mikroplastik.
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Christian KahleRedakteur für Forschung, Energie und Raumfahrt
Begleitet die IT-Branche seit dem Dotcom-Boom, Informatik studierte er in Berlin. Sein Spektrum reicht von Quantencomputern über Solarstrom bis zur Raumfahrt.
