24.05.2022 - Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm)

Mikroplastik: Eine Kontamination der Nahrung, die die Funktion des Darms beeinträchtigt

Die Immunfunktionen der Darmwand sind gestört

Bei Mäusen führen Mikropartikel aus Polyethylen (PE) zu Störungen der Struktur und Funktion des Darms sowie der Darmflora. Wenn sich herausstellt, dass diese Schadstoffe beim Menschen eine vergleichbare Wirkung haben, könnten sie an der Entstehung bestimmter Krankheiten, insbesondere von Krebs oder Entzündungen, beteiligt sein.

Polyethylen (PE)-Mikropartikel in unserer Nahrung könnten sich auf die Funktion unseres Darms auswirken. Dies ist zumindest eine solide Hypothese, wenn man die von Mathilde Body-Malapel* und ihrem Team in einem Mausmodell durchgeführten Arbeiten betrachtet. Nach sechs Wochen einer mit PE-Mikropartikeln kontaminierten Nahrung sind die Struktur und die Immunfunktionen der Darmwand dieser Tiere gestört, und die Zusammensetzung ihrer Darmmikrobiota wird abnormal.

Kunststoffe sind überall in unserer Umwelt zu finden. Durch den Abbau zu mikroskopisch kleinen Partikeln verunreinigen sie Böden und Gewässer und schließlich auch unsere Lebensmittel und unser Trinkwasser. Polyethylen ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien, z. B. für Verpackungen, Plastiktüten oder landwirtschaftliche Planen. In der Literatur wird berichtet, dass PE-Mikropartikel in unseren Fäkalien, unserem Blut oder auch in der Plazenta gefunden werden. "Trotz ihrer Häufigkeit wurden diese Mikropartikel kaum untersucht, und ihre Auswirkungen auf den Darm sind nicht bekannt", berichtet Mathilde Body-Malapel. Daher die Durchführung dieser Studie, die an Mäusen durchgeführt wurde. "Wir haben uns dafür entschieden, die Auswirkungen von zwei Partikelgrößen zu untersuchen, die eher dem unteren Bereich der üblicherweise im Stuhl gefundenen Partikelgrößen entsprechen. Diese Entscheidung wurde in Übereinstimmung mit der Literatur getroffen, die berichtet, dass die Auswirkungen von Mikropartikeln umso größer sind, je kleiner ihr Durchmesser ist. Außerdem liegen die verabreichten Mengen - etwa 100µg/g Nahrung - in der Nähe der Mengen, denen wir ausgesetzt sind."

Ist ein Cocktail-Effekt zu befürchten?

Zunächst einmal zeigen diese Arbeiten eine ungewöhnlich hohe Proliferation der Darmkrypten, die für die Erneuerung der Epithelzellen (d. h. der Darmwand) zuständig sind. Sie zeigen auch, dass die Barrierefunktion des Epithels im Dickdarm beeinträchtigt ist, die für die Immunität des Darms unerlässlich ist. Lokal fördert die Überexpression von Zytokinen zudem die Aufrechterhaltung einer lokalen chronischen Entzündung. Schließlich scheinen mehrere Bakterienarten durch PE-Mikropartikel gestört zu sein: So sind beispielsweise Laktobazillen - von denen bekannt ist, dass sie die Darmfunktion schützen - in der Mikrobiota von PE-exponierten Mäusen seltener anzutreffen.

Wenn diese Anomalien auch beim Menschen gefunden werden, könnten diese Mikroplastiken als Schadstoffe mit ernstem Risiko für die menschliche Gesundheit angesehen werden. Diese Hypothese muss natürlich noch überprüft werden. "Diese verschiedenen Beobachtungen deuten darauf hin, dass diese Mikropartikel das Risiko für bestimmte Krebs-, Entzündungs- oder Immunerkrankungen beeinflussen könnten", erklärt die Forscherin. Daher plant sie mit ihrem Team bereits mehrere neue Arbeitsschwerpunkte: Der erste zielt darauf ab, die Auswirkungen von Kunststoffschadstoffen in unserer Nahrung zu untersuchen, indem man sich den realen Lebensbedingungen annähert. Dazu werden die Wissenschaftler verschiedene Formen von Partikeln untersuchen, wobei nicht kugelförmige Partikel für unser Gewebe abrasiver zu sein scheinen, sowie Mischungen aus verschiedenen Kunststoffen, die einige der am häufigsten in Lebensmitteln verwendeten Zusatzstoffe enthalten. "Wie bei anderen chemischen Schadstoffen geht man davon aus, dass es einen Cocktail- oder Synergieeffekt gibt, wenn die Zusammensetzung der Mikropartikel unterschiedlich ist, so wie unsere tägliche Exposition", erklärt Mathilde Body-Malapel.

Schließlich möchte die Forscherin herausfinden, ob Mäuse mit chronisch-entzündlicher Darmerkrankung (CED) durch die Mikropartikel eine Verschlechterung ihrer Krankheit erfahren und ob die Mikropartikel einen vergleichbaren Einfluss auf in vitro gezüchtete Proben von menschlichem Epithel haben, die entweder gesund oder an CED erkrankt sind. "Diese Ergebnisse werden als Grundlage für die Entscheidung über eine mögliche Kausalität zwischen der Exposition gegenüber Mikroplastik und diesen Darmerkrankungen dienen."

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