Mikro- und Nanoplastik kann die menschliche Plazentaschranke passieren

Winzige Kunststoffpartikel scheinen inzwischen überall aufzutauchen, wo wir hinschauen.

Da Menschen seit den 1950er-Jahren exponentiell immer mehr davon produzieren, überrascht es nicht, dass diese langlebigen Polymere in unserer Umwelt weitverbreitet sind.

Wenn sie in zunehmend kleinere Fragmente zerfallen, können sie auch in unseren Körper gelangen.

Die Sorge vor Mikroplastik ist möglicherweise bereits groß, doch tatsächlich wissen wir noch sehr wenig darüber, welche Auswirkungen diese Partikel in unserem Körper auf unsere Gesundheit haben.

Eine neue Studie unter Leitung von Forschenden der Vrije Universiteit Amsterdam, veröffentlicht in Molecular and Cellular Endocrinology, zeigt, dass bestimmte Mikro- und Nanoplastikpartikel die Plazentaschranke überwinden und während der Schwangerschaft die Produktion von Steroidhormonen beeinflussen könnten.

Mikro- und Nanoplastik in der Schwangerschaft

Bislang haben wissenschaftliche Untersuchungen Mikro- und Nanoplastik im menschlichen Blut, in Plazenten, im Fruchtwasser und im Mekonium nachgewiesen.

Eine Studie mit 30 menschlichen Plazenten fand in sämtlichen Proben Mikroplastik.

Dass sich diese Partikel in der Umgebung eines heranwachsenden Fetus befinden, ist besorgniserregend: In dieser frühen Phase, in der die grundlegende Struktur eines neuen menschlichen Körpers entsteht, kann jede Störung schwerwiegende Folgen haben.

Ob Kunststoffpartikel die Entwicklung menschlicher Föten tatsächlich beeinträchtigen, ist jedoch weiterhin unbekannt.

Eine Mausstudie ergab, dass winzige Kunststofffragmente, die eine trächtige Maus eingeatmet hatte, bis zu zwei Wochen nach der Geburt in den Organen ihrer Nachkommen vorhanden sein könnten. Allerdings schloss die Untersuchung nicht aus, dass die Nachkommen die Kunststoffpartikel auf andere Weise aufgenommen hatten.

Eine weitere Studie an Mäusen deutete darauf hin, dass eine Belastung mit Mikro- und Nanoplastik während der Schwangerschaft das „Potenzial hat, die fetale Gehirnentwicklung zu stören, was wiederum zu ungünstigen neurologischen Entwicklungsergebnissen führen kann“.

Die neue Untersuchung unter Leitung der Umweltgesundheits- und Toxikologieforscherin Jeske van Boxel bringt uns dem Verständnis möglicher Auswirkungen dieser Kunststoffe auf menschliche Schwangerschaften einen Schritt näher.

Wie van Boxel und ihr Team hervorheben, „deuten viele wesentliche Unterschiede zwischen der Anatomie von Mäusen und Menschen, insbesondere während der Schwangerschaft, darauf hin, dass die plazentare Übertragung von Mikro- und Nanoplastik sowie die Auswirkungen auf die Steroidogenese während der Schwangerschaft bei Nagetieren möglicherweise nicht direkt auf Menschen übertragbar sind“.

Zugleich, schreiben die Autorinnen und Autoren, „bilden bestehende menschliche Plazenta-In-vitro-Modelle die komplexen mütterlich-fetalen Wechselwirkungen bei der Steroidogenese und die strukturelle Anordnung nicht vollständig ab“.

Plazentamodell aus drei menschlichen Zellschichten

Deshalb entwickelten sie ein „Petrischalen“-Modell aus drei Schichten unterschiedlicher lebender menschlicher Zellen.

Dieses Modell ahmt die Struktur der Barriereschichten einer menschlichen Plazenta nach.

Die erste Schicht besteht aus BeWo-b30-Zellen, deren Eigenschaften dem Epithelgewebe ähneln, das Plazentazotten überzieht. Die zweite Schicht setzt sich aus HUVEC-Zellen zusammen, die aus einer menschlichen Nabelschnurvene isoliert wurden. Die dritte Schicht enthält H295R-Zellen, die aus einer menschlichen Nebenniere stammen.

Die BeWo-b30/HUVEC-Zellschichten wurden ausgewählt, um die physische Plazentaschranke darzustellen. Die H295R-Zellschicht repräsentiert dagegen das wichtigste hormonproduzierende Organ innerhalb der Plazenta, die fetale Nebenniere.

Nachdem dieses System eingerichtet war, gaben die Forschenden verschiedene Arten von Mikro- und Nanoplastik auf die „äußere Schicht“. So wollten sie feststellen, welche Partikel die Zellen durchquerten und wie sie die Hormonproduktion der Zellen beeinflussten.

Kunststoffpartikel passieren die Zellbarriere

Innerhalb von 72 Stunden hatten die meisten Polymere sämtliche Membranschichten durchdrungen, wobei einige dies stärker taten als andere. Lediglich Polyamid ließ sich auf der anderen Seite der Membran nicht in messbaren Mengen nachweisen.

Fluoreszenzmikroskopische Aufnahmen zeigten, dass sich mehr dieser Kunststoffpartikel in den ersten beiden Zellschichten eingelagert hatten, nicht jedoch in den H295R-Zellen.

Noch bevor Kunststoffe hinzugefügt wurden, wiesen die Forschenden in ihrem Drei-Zell-Modell 19 unterschiedliche Steroidhormone nach. Obwohl sich einige absolute Hormonspiegel von denen schwangerer Menschen in vivo unterschieden, waren in der Dreifachkultur dieser Studie ähnliche zentrale steroidogene Stoffwechselwege aktiv.

Nach Zugabe der Kunststoffe konnten die Forschenden dann erkennen, welche Veränderungen eintraten.

Die Exposition gegenüber Polymeren führte zu Veränderungen in den Zellen, welche die Außenseite der Modellplazenta darstellen. Mehrere Kunststoffarten senkten die Konzentration von Etiocholanolon, während eine Exposition gegenüber Polystyrol die Östrogenspiegel beeinflusste.

Angesichts der großen Bedeutung von Steroidhormonen für die Schwangerschaft erklären die Forschenden, dass weitere Untersuchungen erforderlich seien, um die Mechanismen hinter diesen Ergebnissen zu verstehen.

„Unsere Studie zeigt, dass mehrere Arten von Mikro- und Nanoplastik ein menschliches Plazentamodell passieren und die Hormonproduktion beeinflussen können“, sagt van Boxel.

„Das bedeutet zwar nicht unmittelbar, dass sie während der Schwangerschaft Schäden verursachen, unterstreicht jedoch den dringenden Bedarf, besser zu verstehen, wie diese Partikel die fetale Entwicklung beeinflussen könnten.“

Die Studie wurde in Molecular and Cellular Endocrinology veröffentlicht.

Dieser Artikel wurde von Rachel Garner auf Fakten geprüft und von Peter Dockrill redigiert. Wir sind stolz auf unseren Prozess, aber auch wir sind nur Menschen. Falls Sie einen Fehler entdecken, teilen Sie ihn uns bitte mit.