Eine Reihe von aktuellen Studien zeigt die weitreichenden Einflüsse von Mikroplastik auf unseren Körper. Wir haben Ihnen die wichtigsten Themen in unserem Blogbeitrag zusammengefasst.
1. Winzige Kunststoffpartikel: Mikroplastik erstmals in menschlichem Blut nachgewiesen
2. Gesundheitsrisiko: Mikroplastik löst Entzündungen aus
3. Mikroplastik: Magnet für Umweltgifte
1. Winzige Kunststoffpartikel: Mikroplastik erstmals in menschlichem Blut nachgewiesen
Nachdem bereits eine Studie der Universität Marburg Mikroplastik im Blutkreislauf von Nagern die Wirkung von Mikroplastik im Blut und damit verbundene Entzündungen belegt hat[1], konnte eine Untersuchung von Wissenschaftlern in den Niederlanden ebenfalls Mikroplastik im Blut nachweisen. Sie befürchten weitreichende gesundheitliche Folgen und vorzeitige Todesfälle durch winzige Plastikpartikel.[2]
Studie Universität Marburg Mikroplastik im Blutkreislauf
Bereits im vergangenen Jahr konnte PD Dr. Karsten Grote Leiter des Grundlagenwissenschaftlichen Labors mit dem Schwerpunkt Kardiologie der Philipps-Universität Marburg die immensen Folgen von Polystyrol (Kunststoff) im Blutkreislauf in Tierversuchen belegen. Dabei entdeckten die Wissenschaftler, dass die Gefäßwandzellen, nachdem sie in Kontakt mit winzigen Plastikpartikeln waren, deutlich mehr Immunzellen an sich binden und es zur vermehrten Freisetzung von Entzündungsproteinen kommt. Anreicherungen von Mikroplastik in der Leber und entzündliche Vorgänge sowie erhöhte Entzündungswerte der Aorta waren die Folgen. Warum sich außerhalb der Bedingungen im Labor noch stärkere Entzündungsreaktionen bei Menschen zeigen könnten,[3] erfahren Sie im weiteren Verlauf dieses Blogs.
Auch eine Studie von Dr. Vladimir Baulin, Physiker und Forscher am Lehrstuhl für Physikalische und Anorganische Chemie am URV, in Zusammenarbeit mit Dr. Jean-Baptiste Fleury von der Universität des Saarlandes hat aufgedeckt, dass Mikroplastik Lipidmembranen mechanisch destabilisieren kann, indem es sie festhält und festzieht.
Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift PNAS veröffentlicht. „Die mögliche Toxizität von Mikroplastik in menschlichen Zellen wird derzeit diskutiert", erklärt Jean-Baptiste Fleury. "A priori ist Mikroplastik nicht unmittelbar nach der Aufnahme in lebende Organismen tödlich. Es wird jedoch zunehmend erkannt, dass Mikroplastik Zellen durch biologische Prozesse oxidieren oder belasten kann. Die Möglichkeit, dass sie auch eine Zellmembran durch rein physikalische Prozesse belasten können, wird jedoch von der überwiegenden Mehrheit der Studien völlig ignoriert "[4]
Winzige Plastikpartikel im Blut
Wissenschaftler der Vrije Universität Amsterdam analysierten Blutproben von anonymen Spendern und konnten in den meisten Proben Plastikrückstände nachweisen. Dabei handelte es sich um PET-Kunststoff, der bei der Herstellung von Getränkeflaschen zum Einsatz kommt, ebenso wie um Polystyrol aus Lebensmittelverpackungen und Polyethylen, die bei der Herstellung von Plastiktaschen zum Einsatz kommen.[5]
Prof. Vethaak betont in der Veröffentlichung: "Detailliertere Forschung darüber, wie Mikro- und Nanokunststoffe die Strukturen und Prozesse des menschlichen Körpers beeinflussen und ob und wie sie Zellen umwandeln und die Krebsentstehung auslösen können, ist dringend erforderlich, insbesondere angesichts der exponentiellen Zunahme der Kunststoffproduktion. Das Problem wird mit jedem Tag dringlicher.“
„Auch vulnerable Gruppen wie Kleinkinder und Babys könnten mit winzigen Plastikpartikeln kontaminiert sein, nachdem frühere Arbeiten zeigten, dass im Stuhl von Babys zehnmal mehr PET-Mikroplastik zu finden ist als in dem von Erwachsenen. Babys, die mit Plastikflaschen gefüttert werden, könnten täglich Millionen von Mikroplastikpartikeln schlucken“
Weitreichende Gesundheitsrisiken und potenzielle Karzinogenität
Eine Studie hinterfragt die Auswirkungen von Mikro- und Nanoplastik auf unsere Gesundheit, insbesondere auf die Entstehung von Krebs. Die folgende Grafik veranschaulicht mögliche Forschungsfragen, die Antworten liefern können.
Dabei ist u. a. nicht nur die Frage entscheidend: Welche Mengen an Mikro- und Nanoplastik werden aus Lebensmittel- und Getränkeverpackungen, synthetischer Kleidung oder anderen Kunststoffartikeln freigesetzt? Was ist die Größe, Form und Zusammensetzung dieser Partikel? Sondern beispielsweise auch: wie können wir diese auf ihrem Weg durch den Körper verfolgen? Oder Wenn sie sich im Darmgewebe ansammeln, tragen Mikro- und Nanoplastik zur Entwicklung, zum Wachstum und zur Ausbreitung von Krebs bei?[6]
Abbildung 1: Springer: "To Waste or Not to Waste: Hinterfragung potenzieller Gesundheitsrisiken von Mikro- und Nanoplastik mit Fokus auf deren Aufnahme und potenzielle Karzinogenität", https://link.springer.com/article/10.1007/s12403-022-00470-8#Fig1, 2022
Mikro- und Nanoplastik in Wasser- bzw. Getränkeflaschen
Insbesondere das Thema Mikro- und Nanoplastik in Wasser- bzw. Getränkeflaschen wurde bereits in mehreren Untersuchungen beleuchtet. Das Projekt „Mikroplastik in Lebensmitteln, Futtermitteln und Kosmetika“ am Chemischen und Veterinäruntersuchungsamt Münsterland-Emscher-Lippe (CVUA-MEL) in Kooperation mit der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster entwickelte dazu ein Verfahren zur Bestimmung von Mikroplastik in Mineralwasser basierend auf dem hohen Pro-Kopf-Verbrauch in Deutschland.
In der Studie wurden 38 Mineralwässer in Einweg- und Mehrweg-PET-Flaschen, in Glasflaschen und in Getränkepackungen untersucht. Dabei wurden Mineralwässer aus 22 verschiedenen Mehrwegflaschen und Einwegflaschen aus PET, 3 Getränkekartons sowie 9 verschiedenen Glasflaschen unter die Lupe genommen. In allen Verpackungsarten befand sich Mikroplastik im kleinen (50-500 µm) und sehr kleinen (1-50 µm) Größenbereich! Etwa 80 % der Teilchen zählen zu den kleinsten untersuchten Größenbereich von 5-20 µm. Besonders gravierend sind die Konzentrationen in den Mehrwegflaschen.
Abbildung 2: Chemischen und Veterinäruntersuchungsamt Münsterland-Emscher-Lippe
Mehr dazu lesen Sie in unserem Blog: Gesundheitsrisiko: Mikroplastik in unserer Ernährung und Körperpflege?
Auch in den folgenden Verlinkungen finden Sie Informationen zu den gesundheitlichen Risiken von Plastikpartikeln.
Mikroplastik in Plastikflaschen
Mineralwasser-Test 2019: Mineralwasser mit Uran, Arsen, Pestiziden und Mikroplastik belastet
Schädigt Mikroplastik unsere Zellen?
Winzige Plastikteilchen in menschlicher Plazenta?
Neue Erkenntnisse zur Belastung unseres Trinkwassers durch Nanopartikel
Fazit: Mikro- und Nanoplastik hat längst den Weg bis in unser Blut und unsere Organe gefunden. Umso wichtiger ist es Plastik in der Umwelt zu reduzieren und auch in unserem täglichen Alltag so wenig wie möglich winzige Plastikteilchen aufzunehmen. Unsere mehrstufigen Wasserfiltersysteme unterstützen Sie und Ihre Familie dabei, reinstes Trinkwasser ohne Mikroplastik zu konsumieren.
[1] Vgl. Vlacil AK et al. (2021). Polystyrene microplastic particles induce endothelial activation. PLOS ONE. doi.org/10.1371/journal.pone.0260181
[2] Vgl. Heather A.Leslie, Martin J.M.van VelzenaSicco, H.Brandsmaa, A. DickVethaakabJuan, J.Garcia-Vallejoc, Marja H.Lamoree: "Discovery and quantification of plastic particle pollution in human blood", https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412022001258, 2022
[3] Vlacil AK et al. (2021). Polystyrene microplastic particles induce endothelial activation. PLOS ONE. doi.org/10.1371/journal.pone.0260181
[4] Vgl. Microplastics can deform cell membranes and affect their functioning, https://www.eurekalert.org/news-releases/924520, 10.1073/pnas.2104610118, 2021
[5] Vgl. Heather A.Leslie, Martin J.M.van VelzenaSicco, H.Brandsmaa, A. DickVethaakabJuan, J.Garcia-Vallejoc, Marja H.Lamoree: "Discovery and quantification of plastic particle pollution in human blood", https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412022001258, 2022
[6] Vgl. Springer: "To Waste or Not to Waste: Hinterfragung potenzieller Gesundheitsrisiken von Mikro- und Nanoplastik mit Fokus auf deren Aufnahme und potenzielle Karzinogenität", https://link.springer.com/article/10.1007/s12403-022-00470-8#Fig1, 2022
2. Gesundheitsrisiko: Mikroplastik löst Entzündungen aus
Unsere Umwelt ist voll von winzigen Plastikpartikeln, die schon länger unter Verdacht stehen in unserem Organismus u. a. diverse Entzündungen hervorrufen zu können. Bislang wurde jedoch eine Langzeitaufnahme und die damit verbundenen Auswirkungen nur wenig untersucht. Forscher der Universität Marburg konnten jüngst nachweisen, dass Mikroplastik im Körper das Risiko für Gefäßerkrankungen erhöht.[1]
Der enorme Einfluss der winzigen Teilchen
Immer mehr Studien bringen die Folgen von winzigen Partikeln aus Plastik, die in unserem Körper verbleiben, auf unsere Gesundheit ans Licht. Es erfolgt eine Anreicherung in unseren Zellen und umfassende hormonelle Aktivitäten durch hormon-wirksame Substanzen, die beim Zerfall von Mikroplastik freigesetzt werden, die als endokrine Disruptoren langfristige Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben könnten und sich unter anderem in der menschlichen Plazenta nachweisen lassen.[2]. Darüber hinaus binden die kleinen Teilchen Gifte aus der Umwelt wie Toxine oder auch Bakterien, Viren und Pilze.
Wir haben bereits in zahlreichen Blogbeiträgen über die Auswirkungen von Mikroplastik auf unseren Körper berichtet.
Gesundheitsrisiko: Mikroplastik in unserer Ernährung und Körperpflege?
Schädigt Mikroplastik unsere Zellen?
Winzige Plastikteilchen in menschlicher Plazenta?
Mineralwasser-Test 2019: Mineralwasser mit Uran, Arsen, Pestiziden und Mikroplastik belastet
Mikroplastik in Plastikflaschen
Neue Erkenntnisse zur Belastung unseres Trinkwassers durch Nanopartikel
Effekte von Mikroplastik im Blutkreislauf
PD Dr. Karsten Grote Leiter des Grundlagenwissenschaftlichen Labors mit dem Schwerpunkt Kardiologie der Philipps-Universität Marburg und sein Team berichtet nun im Wissenschaftsmagazin PLOS ONE über ihre Versuche mit Zellkulturen und die weitreichenden Effekte von Polystyrol (häufig verwendeter Kunststoff) im Blutkreislauf. Die Forscher entdeckten in Tierversuchen, dass die Gefäßwandzellen, nachdem sie in Kontakt mit winzigen Plastikpartikeln waren, deutlich mehr Immunzellen an sich binden und es zur vermehrten Freisetzung von Entzündungsproteinen kam.
Bei den Tieren kam es nicht nur zu Mikroplastik Anreicherungen in der Leber und damit verbundenen Entzündungen, sondern auch die Gefäßwand der Aorta wies erhöhte Entzündungswerte auf. Die Experten betonten in diesem Zusammenhang, dass es sich im Rahmen der Studie um steriles Plastik gehandelt hat, welches zum Einsatz gekommen ist. Außerhalb der sterilen Laborbedingungen könnten die Entzündungsreaktionen noch stärker ausfallen, da die Partikel zusätzlich toxische Stoffe binden, was das Risiko für die Gesundheit weiter erhöhen kann.[3]
Mikroplastik: Ursachen, Verbreitung und Wirkungffekte von Mikroplastik im Blutkreislauf
Im Infobrief Wissenschaftliche Dienste für den Deutschen Bundestag - Mikroplastik: Ursachen, Verbreitung und Wirkung sind die weitreichenden Verknüpfungen und Einflüsse von Mikroplastik sehr eindrücklich beschrieben. Hier finden Sie die wichtigsten Auszüge:„5. Wirkung Die ubiquitäre Belastung der Umwelt mit Mikroplastik bedingt, dass auch Menschen, Pflanzen und Tiere dem Fremdstoff ausgesetzt sind. Mikroplastik kommt in Nahrungsmitteln vor und wurde konkret in Mineralwasser, Bier, Salz, Fisch, Meeresfrüchten, Honig, Gemüse und Obst nachgewiesen (Paul et al. 2020). Der Mensch kann Mikroplastik vorrangig auf zwei Wegen aufnehmen: Mikroplastik kann prinzipiell über die Atemluft mittels Inhalation in den Körper gelangen, wie auch Feinstaub den menschlichen Organismus erreicht. Weiterhin kommt Mikroplastik mit belasteten Nahrungsmitteln in den Magen-Darmtrakt (Paul et al. 2020). Analog dazu nehmen Pflanzen und Tiere Mikroplastik über die Nahrung auf, was im Falle von Pflanzen vornehmlich über den Nährstofftransport aus dem Boden bzw. über das Wasser geschieht. Organismen, die einen Gasaustausch mit der Luft aufrechterhalten, wie viele Vertreter der Flora und Fauna könnten theoretisch auch darüber mit Mikroplastik befrachtet werden. Die Aufnahmepfade von Mikroplastik verschiedener Spezies sind empirisch kaum untersucht, da sich die Detektionsmethoden zum Nachweis und zur Messung von Mikroplastik in den verschiedenen Medien (Pflanzengewebe, Zellen, Blut) aktuell in Entwicklung befinden.
5.1. Mensch Menschen sind Mikroplastik ausgesetzt und nehmen es insbesondere aus der Nahrung und der Luft auf (Paul et al. 2020). Gleichwohl schwanken die Angaben in bisherigen Studien, wie viel Mikroplastik Menschen typischerweise aufnehmen, erheblich. Eine Ursache abweichender Angaben ist nach wie vor die Methodik, die sich immer noch in der Entwicklung befindet. In einer der ersten Abschätzungen wurde die durchschnittliche Aufnahmemenge von Mikroplastik auf 74.000 bis 121.000 Teilchen pro Jahr und Kopf beziffert. Die Forscher gingen davon aus, dass noch einmal 90.000 Partikel hinzukämen, wenn die Flüssigkeitszufuhr ausschließlich durch Wasser aus Plastikflaschen gedeckt würde. Beim Verarbeiten und Abfüllen lösen sich unweigerlich kleine Kunststoffteilchen aus den Behältern ab (Cox et al. 2019). Diese Hochrechnung ist gleichwohl als Momentaufnahme anzusehen, da erst nach und nach weitere Lebensmittel auf ihren Mikroplastikgehalt untersucht werden. So detektierten Forschende bis zu 223 000 Plastikteilchen je Gramm Obst oder Gemüse. Sie untersuchten Brokkoli, Salat, Karotten, Kartoffeln, Birnen und Äpfel. Je wasserhaltiger das Lebensmittel, desto mehr Kunststoff fanden sie darin. Mit nur einem einzigen Apfel würde ein Mensch demnach über eine Million Partikel aufnehmen und damit die von Cox auf das Jahr ermittelte Anzahl von 121.000 Teilchen weit überschreiten. Der Grund für die hohen Partikelanzahlen ist: Anders als frühere Forschungsarbeiten analysierten die Autorinnen Teilchen kleiner zehn Mikrometer (Conti et al. 2020). Da Makroplastik über die Zeit in immer kleinere Teilchen zerfällt, ist zu erwarten, dass die Anzahl der Teilchen steigt, je kleiner ihr Durchmesser ist. Gewöhnlich interessiert in der Toxikologie auch das Gewicht an aufgenommenen Schadstoffen je Kilogramm Körpergewicht. Solche Angaben fehlen gleichwohl bislang bei Mikroplastik im Menschen, da in der Regel die Zahl der Plastikteilchen ermittelt wird. Das Gesamtgewicht ließe sich nur aus der Größenverteilung und Gewichtsverteilung der Partikel errechnen. Die Erfassung dieser Daten würde eigenständige analytische Methoden erfordern. Weiterhin analysierten Forscher kürzlich Stuhlproben von Kindern und Erwachsenen auf das Vorkommen von PET und Polycarbonat, zwei Kunststoffarten, die aber nicht die dominierenden Verpackungskunststoffe darstellen. Sie fanden eine höhere Belastung der kindlichen Stuhlproben verglichen mit erwachsenen Proben (Zhang et al. 2021). Dass Kinder höher mit Schadstoffen belastet sind, ist aus toxikologischer Sicht insofern zu erwarten, da sie bezogen auf ihr Körpergewicht mehr essen, zumal sie sich in der Wachstumsphase befinden. Entscheidend für die fragliche Wirkung von Mikroplastik im Menschen ist dessen Verhalten im Körper, seine Beschaffenheit und Größenverteilung. Aus der Forschung zu toxikologischen Effekten von Feinstaub ist bekannt, dass die Wirkungen mit abnehmender Größe relevanter werden können. Ein vergleichbares Bild zeichnet sich der bisherigen Datenlage folgend bei Mikroplastik ab: Mikroplastikteilchen kleiner 20 Mikrometer können Organe erreichen und solche kleiner zehn Mikrometer können Zellmembranen und die Plazentaschranke in Zellkultur- und Tierversuchen überwinden, fasst Kannan den aktuellen Erkenntnisstand zusammen (Kannan, Vimalkumar 2021). Risiken infolge von Mikroplastik können sich in vierfacher Hinsicht ergeben: Kunststoffe bestehen durchgängig aus mehreren Inhaltsstoffen, die darin oftmals nicht fest gebunden sind. Sie zersetzen sich ganz allmählich infolge von Alterung und mechanischer Beanspruchung, was mit einem chemischen Abbau bis hin zu den Ausgangsstoffen der Kunststoffe, den Monomeren, oder anderer niedermolekularer Stoffe einhergehen kann. All diese Substanzen können aus Plastikteilchen in das umgebende Milieu migrieren (vgl. Kapitel 3). Eine denkbare Quelle der Toxizität besteht also in der Toxizität der Inhaltsstoffe, namentlich genannt seien: Weichmacher, Farbstoffe, Füllstoffe, UV-Stabilisatoren, Flammhemmer etc. Von diesen sind teils toxische Effekte ab bestimmten Dosen6 bekannt, etwa von Bisphenol A und S, bestimmten Phthalaten oder bromierten Flammhemmern. Diese Form der (chemischen) Toxizität versuchen Forscher derzeit genauer zu untersuchen, wobei die Fragen beantwortet werden müssen, wie viele Mikroplastikteilchen im menschlichen Körper wie lange verweilen, wie sich diese bei der Passage oder der Einlagerung in den menschlichen Körper verhalten und wie viel ihrer chemischen Fracht in den Körper übergeht (vgl. Leslie, Depledge 2020). Partikel können zudem aufgrund ihrer Größe und Gestalt, also ihrer physikalischen Eigenschaften eine entzündliche Reaktion im Gewebe hervorrufen. Dies ist aus der Toxikologie etwa bei inhalativer Aufnahme von Holzstäuben oder Mehl bekannt, die schließlich bei langzeitlicher Exposition und anhaltender Entzündung das Risiko einer Krebserkrankung erhöhen können. Es gibt Hinweise, dass diese physikalische Toxizität auch bei Mikroplastik relevant ist. Entzündliche Reaktionen werden in Zellkulturexperimenten beobachtet (vgl. Fleury, Baulin 2021 und Hong et al. 2020). Weiterhin besitzen Kunststoffe die Eigenschaft, bestimmte Schadstoffe, persistente7 organische Substanzen, wie PCB (polychlorierte Biphenyle), Dioxine und Furane, aber auch Metalle anzulagern (Umweltbundesamt 2015). Diese zusätzliche chemische Fracht kann womöglich im Verdauungstrakt des Menschen, insbesondere im sauren Milieu des Magens, wieder abgegeben werden (z. B. Hildebrandt et al. 2021) und könnte sodann toxisch wirken. Und viertens dienen Mikroplastikpartikel Mikroorganismen und Viren als zu besiedelnde Oberfläche. Aus demselben Grund bilden sich auf Kunststoffen verschiedenster Art in feuchter Umgebung schnell Biofilme, die sich aus dort lebenden Mikroorganismen zusammensetzen. Gegenstand laufender Forschungen ist, in welchem Umfang Mikroplastik als Siedlungsraum und globales Transportsystem für antibiotikaresistente Keime im Wasser wie auch für Krankheitserreger dient. Für beide Zusammenhänge liegen mehrfache wissenschaftliche Indizien aus Studien vor. Damit könnte Mikroplastik als Vehikel zur Verbreitung bestimmter Viren und Mikroorganismen dienen und infolge seiner ubiquitären Verteilung über Luft, Wasser, auch den Boden zum globalen Transport entsprechender Spezies, mithin auch von Krankheitserregern beitragen (vgl. Bowley et al. 2021). Nach gegenwärtigem Stand der Forschung gibt es insgesamt erst wenige wissenschaftliche Daten zur Frage des Vorkommens von Mikroplastik im Menschen und zur Toxizität des Mikroplastiks (SAPEA 2019, WHO 2019). Daher kam das wissenschaftliche Beraterkonsortium Science Advice for Policy by European Academies SAPEA, das Teil der wissenschaftlichen Politikberatung der EU ist, zu dem Fazit: „Die fehlende Evidenz für Risiken durch Mikroplastik lässt gegenwärtig nicht den Schluss zu, dass mit ausreichender Sicherheit gesagt werden kann, dass ein Risiko besteht und genauso wenig, dass kein Risiko besteht.“ (SAPEA 2019: 11). Vielmehr ist es gegenwärtig nicht möglich, wissenschaftlich zu beurteilen, was die Anwesenheit von Mikroplastik im Körper über die Lebenszeit bewirkt. Zu bedenken ist dabei, dass negative Wirkungen sich als begründbare wissenschaftliche Hypothese aus den bisherigen Erkenntnissen der Toxikologie und Mikrobiologie im obigen Sinne postulieren lassen (Leslie, Depledge 2020). Bis vor etlichen Jahren war die Hypothese durchaus verbreitet, Mikroplastik würde vollständig und unverändert ausgeschieden; es sei inert8 und stelle kein Risiko dar. Es blieb allerdings unklar, auf welche wissenschaftliche Argumentationsführung und Evidenz sich diese oft als These ausgeführte Einschätzung stützte. Erst in den letzten Jahren setzte Forschungsförderung zur Klärung von toxikologischen Wirkungen von Mikroplastik ein. Nach bisherigen Erkenntnissen wird Mikroplastik nicht vollständig und unterschiedlich abhängig von Größenverteilung ausgeschieden (vgl. Cox et al. 2019). Aber auch die direkte Passage von Schadstoffen, ohne dass diese in bestimmten Geweben gespeichert werden, besagt allein nichts über die toxikologische Wirkweise. Es sind zahllose Beispiele von Schadstoffen bekannt, die zwar rasch verstoffwechselt und kaum in Gewebe eingelagert werden, aber dennoch toxisch auf den Menschen wirken können, etwa perfluorierte Verbindungen aus der Kategorie der PFAS. Das gilt insbesondere dann, wenn sie täglich über Nahrung und Luft neu aufgenommen werden, sie also quasi-persistent9 sind, wie es auch bei Mikroplastik der Fall ist. 5.2. Umwelt Grundsätzlich ist bezüglich der toxischen Wirkungen von Mikroplastik auf Mikroorganismen auf Organismen zu bedenken, dass Mikroplastik sich bereits seit vielen Jahrzehnten in den Biota in möglicherweise zunehmenden Mengen - infolge der zunehmenden Plastikproduktion - befindet. Wenn es auf Spezies akut toxisch gewirkt hat, hat sich deren Niedergang wahrscheinlich schon in der Vergangenheit vollzogen. Bei Mikroplastik handelt es sich aber um ein langzeitig einwirkendes Schadstoffkonglomerat mit ganz unterschiedlichen, teils toxischen Inhaltsstoffen, die erwartungsgemäß in physiologische Prozesse von Organismen eingreifen könnten, ohne dass diese unmittelbar sterben. Subletale Effekte dieser Art können die Fortpflanzung, die Entwicklung von Organismen, genauso das Verhalten wie die Nahrungsaufnahme oder das Verhalten gegenüber Fressfeinden und vieles mehr betreffen. Grundsätzlich stellen unnatürliche toxische Substanzen einen Stressor für Organismen dar. Eine Schwächung von Populationen kann, wie die Forschung zum Korallensterben, zum Insektensterben, zum Amphibiensterben etc. schlüssig darlegt, in den Verlust der Biodiversität münden. Dieser ist multifaktoriell, wobei anthropogene toxische Substanzen, etwa Pestizide im Falle des Insektenrückgangs, einen Faktor unter mehreren Ursachen darstellen. Analog dazu kann die Mikroplastikbelastung Organismen und ihre Bestände zusätzlich belasten. Es ist bekannt, dass Makroplastik eine Gefahr für Meerestiere und Wasservögel darstellt, da sie Plastikmüll verschlucken, gesundheitliche Schädigungen erleiden und daran auch ersticken können. Im Fokus der ökotoxikologischen Wirkungen von Mikroplastik steht momentan der aquatische Lebensraum. Es konnte gezeigt werden, dass Mikroplastik von verschiedenen Lebewesen in Meeren, Flüssen und Seen wie Fischen, Muscheln, Plankton, Vögeln, Walen, Schildkröten etc. aufgenommen wird. Dies ist insoweit zu erwarten, als sämtliche Lebewesen über Luft, Wasser und Boden Mikroplastik ausgesetzt sind und zwecks Atmung und Nahrungsaufnahme mit dem Umweltmilieu in Austausch stehen. So wiesen Forschende zuletzt auch nach, dass Korallen Mikroplastik über ihre Polypen aufnehmen und auch ausscheiden können, aber zu einem gewissen Grad auch in ihr Kalkskelett einbauen. Welche Konsequenzen für Korallen im Speziellen daraus resultieren, ist Gegenstand weiterer Forschungen (Hierl et al. 2021). Eine Schwierigkeit für die Forschungen besteht darin, die kontinuierliche Belastung mit Mikroplastik der realen Welt auf Laborbedingungen zu übertragen. Kurzzeitige Effekte auf die Gesundheit von aquatischen Organismen stellen sich bei höheren Dosen in Laborexperimenten ein. Etwa vermindern bestimmte Muscheln dann schon in einer Woche ihre Filtrationsrate; DNA-Schädigungen sind nachweisbar. Indes wirken Mikroplastikpartikel in Realität über den gesamten Lebenszyklus der Organismen mitunter in geringeren Dosen auf diese ein (SAPEA 2019: 10ff). Über 42 Wochen bildeten Forschende daher die Belastung von Miesmuscheln mit niedrigen Dosen an Mikroplastik in Süßwasservorkommen im Experiment nach. Sie untersuchten schließlich, verschiedene nicht normierte Vitalitätsparameter der Spezies. Dazu gehörten zum Beispiel die Wachstumsraten der jungen Muscheln, die Produktion der Haftfäden, mit denen sie sich am Untergrund festhalten, oder auch das Fressverhalten. Schwache, negative Effekte traten zum Ende der 42 Wochen auf (Hamm, Lenz 2021). Den bisherigen Labor- und Umweltstudien zufolge kann Mikroplastik bestimmte Organismen beeinträchtigen. Teils ist unklar, was die beobachteten Effekte für den Erhalt einer Population bedeuten. Kritisch hinterfragt werden Laborexperimente, die mit hohen Dosen an Mikroplastikpartikeln in kurzer Zeit durchgeführt wurden, da sie die reale Belastung über den gesamten Lebenszyklus eines Organismus mit geringerer Menge an Mikroplastik nur näherungsweise abbilden. Dies ist eine generelle und bekannte Herausforderung in der toxikologischen Erforschung von Langzeiteffekten. Die offenen Fragen veranlassen die Wissenschaft zu weiteren Untersuchungen. Sie werden seitens der Kunststoffindustrie und in der politischen Debatte als Begründung herangezogen, an bisher entwickelten Kunststoffen als eines der wichtigsten Materialien des Industriezeitalters festzuhalten.“[4]
Quellen:
Allen, Steve et al. (2019). Atmospheric transport and deposition of microplastics in a remote mountain catchment. In: Nature Geoscience, 12, 339–344, Abstract online abrufbar unter: https://www.nature.com/articles/s41561-019-0335-5 (11. Januar 2022) Bergmann, Melanie et al. (2019). White and wonderful? Microplastics prevail in snow from the Alps to the Arctic. In: Science Advances, 5, 8, online abrufbar unter: https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaax1157/tab-pdf (6. Januar 2022) Bertling, Jürgen; Bertling, Ralf; Hamann, Leandra (2018). Kunststoffe in der Umwelt: Mikro- und Makroplastik: Ursachen, Mengen, Umweltschicksale, Wirkungen, Lösungsansätze, Empfehlungen. Kurzfassung der Konsortialstudie, 21. Juni 2018, abrufbar unter: https://www.umsicht.fraunhofer.de/content/dam/umsicht/de/dokumente/publikationen/2018/kunststoffe-id-umwelt-konsortialstudie-mikroplastik.pdf (6. Januar 2022) Bowley, Jake et al (2021). Oceanic Hitchhikers – Assessing Pathogen Risks from Marine Microplastic. In: Trends in Mircobiology, 29, 2, online abrufbar: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0966842X20301906 (11. Januar 2022) Conti, Gea Olivieri et al. (2020). Micro- and nano-plastics in edible fruit and vegetables. The first diet risks assessment for the general population. In: Environmental Research, 187, 109677, online abrufbar unter: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935120305703 (11. Januar 2022) Cox, Kieran (2019). Human Consumption of Microplastics. In: Environmental Science and Technology, 53, 12, 7068–7074, online abrufbar unter: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b01517 (6. Januar 2022) Deutscher Bundestag (2021). Plastikmüll in deutschen Meeresgewässern. Antwort der Bundesregierung auf die Kleine Anfrage der FDP-Fraktion, BT-Drs. 19/28746 vom 20. April 2021, abrufbar unter: https://dserver.bundestag.de/btd/19/287/1928746.pdf (3. 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[1] Vlacil AK et al. (2021). Polystyrene microplastic particles induce endothelial activation. PLOS ONE. doi.org/10.1371/journal.pone.0260181
[2] "Plasticenta: First evidence of microplastics in human placenta", Volume 146, January 2021, 106274, https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.106274, Seite 1, 2021
[3] Vlacil AK et al. (2021). Polystyrene microplastic particles induce endothelial activation. PLOS ONE. doi.org/10.1371/journal.pone.0260181
[4] Infobrief Wissenschaftliche Dienste für den Deutschen Bundestag - Mikroplastik: Ursachen, Verbreitung und Wirkung, https://www.bundestag.de/resource/blob/880118/cfd8399ae3644eb10f8b08d580902b5d/Mikroplastik-data.pdf, 2021
3. Gefährliche Verbindung: Mikroplastik & Umweltgifte
Über unsere tägliche Nahrung aber auch die Luftzirkulation gelangen winzige Plastikpartikel in unseren Organismus. Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass nicht nur von ihnen selbst, sondern auch von ihrer Eigenschaft Umweltgifte an sich zu binden, Gefahren für unsere Gesundheit ausgehen.
Toxische Eigenschaften von Mikro- und Nanoplastik
Diverse Untersuchungen legen immer mehr nahe, dass winzige Plastikteilchen weitreichende Auswirkungen auf unsere Gesundheit haben und unter anderem zur Abtötung von menschlichen Körperzellen führen können[1] aber aktuellen Erkenntnissen zur Folge auch eine gefährliche Symbiose mit Umweltschadstoffen eingehen und diese über lange Zeit hinweg an sich binden, bevor sie letztendlich in unseren Lebensmittelkreislauf und damit in unseren Körper gelangen.[2]
Die Studie zeigt, dass sich Mikroplastikpartikel über Jahrzehnte hinweg mit Giftstoffen anreichern können und sobald sie über Lebensmittel oder Trinkwasser in unseren Körper eintreten, diese ungefiltert an die im Verdauungstrakt befindlichen Zellen übermitteln. Die Studie wurde von Dr. Ines Zucker von der Fakultät für Maschinenbau und der Porter-Schule für Umwelt- und Geowissenschaften der Universität Tel Aviv zusammen mit dem Doktoranden Andrey Eitan Rubin durchgeführt. Sie veranschaulicht, dass Mikroplastik in der Meeresumwelt giftige organische Stoffe absorbiert und konzentriert und so deren Toxizität um den Faktor 10 erhöht, was zu schwerwiegenden Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit führen kann.
Doktorand Andrey Eitan Rubin erläutert "Zum ersten Mal stellen wir einen vollständigen 'Lebenszyklus' von Mikroplastik dar: vom Moment ihrer Freisetzung in die Umwelt über die Adsorption von Umweltschadstoffen bis hin zu ihrer gemeinsamen Toxizität beim Menschen. Die Menge an Müll, die jedes Jahr in den Ozean gekippt wird, ist enorm - das bekannteste Beispiel ist die Plastikinsel im Pazifik, deren Fläche 80-mal größer ist als die des Staates Israel. Aber dies ist nicht nur ein entferntes Problem - aus unseren vorläufigen Überwachungsdaten geht hervor, dass Israels Küsten zu den am stärksten mit Mikroplastikmüll verschmutzten gehören. Jedes der Mikroplastikpartikel, die in diesen Gebieten ausgeschieden werden, hat ein enormes Schadenspotenzial, da sie als effektive und stabile Plattform für jeden Schadstoff dienen, auf den sie auf ihrem Weg in den menschlichen Körper stoßen."
Dr. Zucker fasst zusammen: "Wir haben herausgefunden, dass die Adsorptionskapazität eines oxidierten Mikroplastikpartikels (die Konfiguration des Mikroplastiks nach der Verwitterung durch die Umwelt) deutlich höher ist als die eines nicht oxidierten Partikels. Nachdem die Umweltschadstoffe an das Mikroplastik adsorbiert wurden, kann das vorbelastete Teilchen durch die Aufnahme von kontaminierten Lebensmitteln und Wasser in den Verdauungstrakt gelangen, wo es die Giftstoffe in unmittelbarer Nähe der Zellen des Verdauungstrakts freisetzt und so die Toxizität dieser Stoffe erhöht. Dies ist eine weitere schmerzhafte Erinnerung an die schrecklichen Folgen der Verschmutzung der Meeres- und Landumwelt mit gefährlichen Industrieabfällen, die in den letzten Jahrzehnten leider mit Plastik überschwemmt wurde. Die Gefahren sind nicht theoretisch, sondern greifbarer denn je. Das Problembewusstsein ist zwar groß, aber die Präventionsmaßnahmen vor Ort sind noch weit davon entfernt, deutliche Spuren zu hinterlassen."
Fazit
Neueste Studienergebnisse machen deutlich, dass sowohl die Kunststoffherstellung, -nutzung als auch deren Ende als Mikroplastik, immense Auswirkungen auf uns hat, als bis noch vor ein paar Jahren angenommen wurde. Bislang existieren keine vereinheitlichten Regulierungsmechanismen, die eine Reduktion von Mikroplastik auf den Weg bringen. Doch nur so wäre ein vorausschauender Umgang und weitreichender Schutz für alle Menschen möglich. Solange dies aber Wunschdenken ist, haben Sie nur die Möglichkeit selbst für den Schutz Ihrer Gesundheit und der Ihrer Familie zu sorgen.
Unsere Wasserfiltersysteme filtern zuverlässig Mikro- und Nanoplastik – für tatsächlich reines Trinkwasser.
[1] Vgl. ScienceDirect: Evangelos Danopoulosa, Maureen Twiddy, Robert West, Jeanette M. Rotchellc: "A rapid review and meta-regression analyses of the toxicological impacts of microplastic exposure in human cells, April 2022, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389421028302?via%3Dihub
[2] Vgl. ScienceDaily: "Microplastics increase the toxicity of organic pollutants in the environment by a factor of 10, study finds", Februar 2022, https://www.sciencedaily.com/releases/2022/02/220216112233.htm