„Wir essen 5 Gramm pro Woche” Bonner Biologin untersucht Nanoplastik im Gehirn

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Prof. Dr. Elvira Mass leitet die Forschungsgruppe „Entwicklungsbiologie des angeborenen Immunsystems”  am Life & Medical Sciences-Institut (LIMES) der Uni Bonn.

Bonn – Plastikmüll verschmutzt die Weltmeere. Mikroplastik, bis fünf Millimeter große Reste aus achtlos weggeworfenen PET-Flaschen, Kunststoffnetzen, Mikrofaser-Kleidung, Plastiktüten und Plastikverpackungen, wurde in Fischen, im Boden, in Schnee und selbst im rheinischen Regenwasser nachgewiesen.

Nanoplastik, winzigste, ein millionstel Millimeter kleine Plastik-Teilchen, die sogar in Obst und Gemüse wandern und so in den Körper gelangen können, interessieren die Bonner Entwicklungsbiologin Elvira Mass.

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Plastikmüll vor Ibiza. Mit der Zeit zerfällt der Kunststoff erst zu Mikro- und dann zu Nanoplastik.

Die 33-jährige Wissenschaftlerin erforscht in ihrem von der EU mit 1,5 Millionen Euro unterstützten Projekt NanoGlia, inwiefern Nanoplastik, das wir durch Nahrung aufnehmen, im Gehirn degenerative neurologische Erkrankungen fördern kann.

Neurologische Erkrankungen durch Nanoplastik? Das klingt für Laien ebenso abstrakt wie erschreckend.

Aber die Leiterin der Forschungsgruppe „Entwicklungsbiologie des Angeborenen Immunsystems“ am LIMES-Institut der Universität Bonn und ihr Team spornt das alarmierende, bislang nur vage Wissen an, Genaueres über das allgegenwärtige Umweltrisiko aus Plastikmüll in Bezug auf die Gesundheit zu erfahren und besser zu verstehen, wie sich das besonders kleine Nanoplastik speziell auf die Immunzellen im Gehirn auswirkt.

Biologin Elvira Mass: Wir essen durchschnittlich fünf Gramm Plastik pro Woche

„Wir essen durchschnittlich fünf Gramm Plastik pro Woche, das entspricht einer Kreditkarte“, verdeutlicht Mass im EXPRESS-Interview die Bedeutung des Plastikmülls in der Nahrungskette anhand von Zahlen des WWF.

In Honig, in Meersalz und in Muscheln stieß man auf Plastikreste. Nanoplastik ist die allerletzte Abbaustufe des modernen Fremdkörpers im Öko-System, die wir mit den heutigen Technologien erfassen können.

„Selbst in der Möhre, die wir essen, könnte Plastik sein“, betont Mass.

Biologin Elvira Mass: In Wasser aus PET-Flaschen steckt mehr Mikro- und Nanoplastik

Es mache, bezogen auf Nanoplastik, auch einen Unterschied, ob man Wasser aus der Plastikflasche trinkt oder direkt aus dem Hahn, erklärt die Forscherin.

Obwohl Filteranlagen in Klärwerken es rein technisch nicht schaffen, Nanopartikel ganz aus dem Trinkwasser herauszufiltern, zeige sich die zusätzliche Belastung bei mikrobiologischen Analysen auf Plastikpartikel in Nano-Größe.

Hier lesen Sie mehr: Nanoplastik in Trinkwasser – Fund von Mikroplastik beunruhigt weltweit

Aktuell erfolgte der erste Beleg für das Vorkommen winziger Plastikteilchen im menschlichen Körper. „Letztes Jahr wurde festgestellt, dass wir selbst im menschlichen Stuhlgang Plastik-Partikel finden“, erklärt Mass.

Lesen Sie hier: Winzige Plastik-Partikel im menschlichen Stuhlgang gefunden

Viele dieser Mikroplastik-Partikel würden aufgrund ihrer Größe spurlos ausgeschieden. Doch Plastik, das durch Abrieb, Licht oder, indem es im Wasser schwimmt, in Nanoplastik-Teilchen zerfällt, kann sogar in Pflanzen eingelagert werden und die Zellschichten des Darms durchdringen.

Nanoplastik überwindet bei Säugetieren die Blut-Hirn-Schranke

Dieses Nanoplastik überwindet bei Säugetieren dann sogar die Blut-Hirn-Schranke – Voraussetzung, um auch gerade die Hirnfunktion möglicherweise zu schädigen, erläutert Prof. Mass.

Wie schnell gerade Nanoplastik im Körper wandert und das Gehirn erreicht, zeigte die Wissenschaftlerin eindrucksvoll in ersten Vorexperimenten zum aktuellen „NanoGlia“-Projekt.

Nanoplastik wandert in 24 Stunden vom Magen ins Gehirn

„Wir haben einer Handvoll Mäuse markiertes Nanoplastik in den Magen gegeben. Innerhalb von 24 Stunden zeigten sich die Plastik-Partikel im Gehirn als fluoreszierende runde Teile. Das ist erschreckend. Wir hatten immer gehofft, dass diese Annahme so nicht stimmt.“

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Sichtbar im Tierversuch: So schnell wandert Nanoplastik aus Nahrung vom Magen ins Gehirn. Die Abb. zeigt die 3D-Rekonstruktion einer Makrophage (Fresszelle zur Immunabwehr) im Gehirn (pink). In der Zelle erkennt man grünes Nanoplastik: Polystyrol, 100 Nanometer groß, das 24 Stunden zuvor an die Maus verfüttert wurde.

Aus vorherigen Tierversuchen anderer Gruppen mit dem Füttern von Mikroplastik über viele Tage in großer Menge war lediglich abzulesen, dass die Plastikteile es, wenn überhaupt, nur bis zur Leber und zur Niere schaffen.

Fazit: Es kommt, bezogen auf Gesundheitsschäden durch Plastik im menschlichen Organismus, definitiv auf die Größe der Plastik-Partikel an.

Nanoplastik ist mit bloßem Auge nicht zu erkennen

Das mit bloßem Auge nicht mehr zu erkennende Nanoplastik, das nachweislich die Blut-Hirn-Schranke überwindet, stellt eine besondere Herausforderung dar.

Doch was lösen die Fremdkörper im Gehirn aus?

Aus ihrer früheren Arbeit mit angeborenen Immunzellen am Memorial Sloan Kettering Cancer Center (New York, USA) weiß Mass, dass, wenn man die Abwehrzellen des Gehirns pausenlos aktiviert, dieser ständige Stress mit der Zeit zu degenerativen neurologischen Schäden führt, weil die erhöhte Immunantwort nahegelegene Nervenzellen mit beschädigt.

Abwehrzellen im Gehirn werden durch Nanoplastik ständig aktiviert

Auch andere Blutzellen, die in das Gehirn einwandern, zum Beispiel nach einem Schlaganfall, könnten Makrophagen im Gehirn aktivieren, wenn sie die Plastikpartikel mit sich bringen. „Um das zu erforschen, haben wir erst kürzlich ein neues Mausmodell entwickelt, in dem wir farblich markierte Blutzellen aus dem Knochenmark verfolgen können.“

Die Biologin erklärt weiter: „Makrophagen, was aus dem Altgriechischen übersetzt so viel wie Riesenfresszellen heißt, gehören zu unserem angeborenen Immunsystem. Ihr Job es ist, immer alles aufzufressen, was sich an Mikroorganismen und anderen Fremdkörpern einer Zelle nähert. Unsere These lautet, dass diese Zellen sich, egal in welchem Organ, als erste auf die Plastikpartikel stürzen, was bei ständig großer Menge an Nanoplastik zu permanenten Entzündungen führen könnte.“

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Im ersten Schritt des „NanoGlia“-Projektes – los geht`s am LIMES-Institut der Universität Bonn im April – wolle man im Labor an Säugetieren testen, welche Plastikteile über die Blutbahn in welche Organe eindringen, mit Fokus auf das Gehirn.

Versuche sollen Verhaltensstörungen durch Nanoplastik zeigen

„Anschließend werden wir über einen längeren Zeitraum Versuche mit Mäusen durchführen, inwiefern sich durch Gabe von Nanoplastik das Verhalten ändert, ob zum Beispiel Bewegungsstörungen auftreten, ob das Laufen unkoordinierter wird“, erläutert Mass.

Wissen erweitern, ob Störungen umkehrbar sind oder für immer bleiben

„Dabei schauen wir auch, ob dieser Prozess reversibel, also: umkehrbar, ist, oder ob es sich bei dieser Störung um etwas handelt, was für immer bleibt.“ Dies kann man momentan nur mit Modellorganismen erforschen, da das Plastik farblich markiert und einfach nachzuverfolgen ist.

Allerdings arbeiten Wissenschaftler an der Universität Amsterdam nun auch an Technologien, ‚natürlich‘ vorkommendes Plastik in der Blutbahn zu detektieren, sodass wir in der Zukunft in der Lage sind das Risiko der Plastikansammlung in unseren Körpern einzuschätzen.

Wichtige Grundlagenforschung: Mögliche Gefahr durch Nanoplastik für Ungeborene

Als Entwicklungsbiologin betrachtet sie zudem die Sonderfrage, ob das von einer Schwangeren aufgenommene Nanoplastik über die Plazenta in den Embryo gelangt und, falls Ja, ob dieser Transfer die Entwicklung des Gehirns beim Ungeborenen beeinflusst - wichtige Grundlagenforschung am Meerschweinchen-Modell für die menschliche Gesundheit von morgen.

Kein Grund zur Panik, aber wir müssen biologische Signalwege verstehen

Ihr Ziel sei absolut nicht, Panik zu verbreiten, betont Mass. Sondern biologische Signalwege zu verstehen und Perspektive für die medizinische Lösung von Problemen durch diese schon heute vorhandene Öko-Hypothek zu geben.

„Ich will nicht radikal sein, wir werden nie gut ganz ohne Plastik auskommen“, sagt sie.

Bonner Biologin: Maßnahmen gegen Plastikflut absolut richtig

„Aber dass der Weichmacher Bisphenol A verboten wurde, verschärfte EU-Vorschriften den Gebrauch von Plastik einschränken, wir in Zukunft alles tun, um Plastik, das seit 60 Jahren überhaupt erst produziert wird, zu vermeiden – absolut richtig.“

Firmen, die heute Nanoplastik in großer Menge herstellen, Kunstrasen damit aufpolstern, es in Körper-Peelings packen, sollte schon allein der Befund alarmieren, dass wir in unserem Stuhlgang Plastikpartikel finden.

Jede Plastiktüte bleibt für immer und ewig auf unserem Planeten

Denn jede Plastiktüte, die produziert wird, verschwindet nie. Sie zerfällt erst zu Mikro- und dann zu Nanoplastik, und kursiert so für immer und ewig auf unserem Planeten.

Prof. Elvira Mass (33) ist Leiterin der Forschungsgruppe „Entwicklungsbiologie des angeborenen Immunsystems“ am Life & Medical Sciences-Institut (LIMES) der Universität Bonn an. Das LIMES betreibt biomedizinische Grundlagenforschung.

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