Die steigende Verwendung von Plastik stellt weltweit eine Bedrohung für die ?kosysteme dar. Eine der gro?en Sorgen ist die Pr?senz von Kunststoffen in Form von kleinen Partikeln, die auch Mikroplastik und Nanoplastik genannt werden. Diese Teilchen werden im Trinkwasser, in Lebensmitteln und sogar in der Luft analytisch nachgewiesen. Nanoplastik kann von Menschen und Tieren durch Nahrung sowie Wasser aufgenommen werden. Es besteht die Sorge, dass sich Mikroplastik im Laufe der Zeit im K?rper anreichern k?nnte. Die vollst?ndigen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit sind jedoch nicht bekannt und Ziel wissenschaftlicher Untersuchungen, wie in der aktuellen Studie der Universit?t Leipzig.
Polyethylenterephthalat, bekannt als PET, ist ein sehr h?ufig verwendetes Kunststoffmaterial. Es wird für die Herstellung praktischer Beh?lter für Lebensmittel und Getr?nke oder für Plastiktüten genutzt. ?ber die sch?digende Wirkung von PET-Nanoplastik ist bislang wenig bekannt. In ihrem aktuellen Forschungsprojekt haben sich die Wissenschaftler:innen der Universit?t Leipzig mit den Auswirkungen von PET-Nanoplastik auf Embryonen von Zebrafischen konzentriert.
Dabei fanden sie heraus, dass sich die winzigen Plastikteilchen in mehreren Organen der Modelltiere, wie Leber, Darm, Niere und Gehirn, anreicherten. Zudem führte die PET-Nanoplastik zu Verhaltensst?rungen der Embryonen, da weniger Bewegungen beobachtet wurden. ?Unsere Studie gibt zum ersten Mal einen Einblick in die durch PET-Nanokunststoffe induzierten Toxizit?tswege und die zugrundeliegenden sch?digenden Mechanismen in intakten Zebrafisch-Larven. Wir konnten sehen, dass die Leberfunktion erheblich beeintr?chtigt und oxidativer Stress erzeugt wird. PET-Nanoplastik beeinflusst zudem die Zellmembran und die Energetik der Lebewesen“, sagt Korrespondenzautorin Dr. Alia Matysik, Wissenschaftlerin am Institut für Medizinische Physik und Biophysik der Medizinischen Fakult?t.
PET-Anreicherung ver?ndert Biochemie des Organismus
Mit Hilfe der High-Resolution Magic-Angle Spinning (HR-MAS)-Methode, einer nicht-invasiven Analyse-Methode, bei der Kernspin-Resonanz (NMR) auf Feststoffe und weiche Materie angewendet wird, wurden die Embryos der Zebrafische untersucht. Diese wissenschaftliche Methode hat den Vorzug, von au?en in Materie hineinschauen zu k?nnen, ohne zum Beispiel ein Gewebe verletzen oder Instrumente in den K?rper einführen zu müssen. Die Erforschung des Stoffwechsels der Zellen und Gewebe der Zebrafische wurde in dieser Studie mit zellul?ren Assays und Verhaltenstests kombiniert. ?Wir haben modernste analytische NMR-Methoden verwendet, um ein umfassendes Systemverst?ndnis der von PET-Nanoplastik betroffenen Stoffwechselwege zu erhalten. Wir konnten beobachten, wie die PET-Anreicherung die Biochemie eines Organismus ver?ndert“, sagt Dr. Alia Matysik.
?Dieses Forschungsergebnis zeigt die nachteiligen Auswirkungen von PET-Nanokunststoffen, die bei Zebrafisch-Embryos beobachtet wurden und auch bei S?ugetieren und Menschen eine Rolle spielen k?nnten. Eine klare Antwort darauf haben wir noch nicht, aber man muss nun davon ausgehen, dass PET-Nanoplastik in unsere ?kosysteme eingreift. In jedem Fall sollte der Eintrag von Kunststoffen in die Umwelt verhindert werden. Man muss vermuten, dass die Vermeidung dieser Form von Müll die gro?e Herausausforderung der nahen Zukunft wird“, sagt Prof. J?rg Matysik vom Institut für Analytische Chemie, der an der Studie seiner Frau beteiligt war.
Die Wissenschaftler:innen der Universit?t Leipzig wollen die Forschung zu dem Thema fortführen, um auch die Auswirkungen von Nanokunststoffen auf die Gehirnfunktion zu untersuchen. ?Wir sehen bereits, dass sich PET-Nanoplastik im Gehirn anreichert. Wir wollen nun herausfinden, ob es Auswirkungen auf die Gehirnfunktion und neurodegenerative Erkrankungen hat“, sagt Dr. Alia Matysik.
Originalpublikation in Scientific Reports: A mechanistic understanding of the effects of polyethylene terephthalate nanoparticles in the zebrafish (Danio rerio) embryo”.
DOI: 10.1038/s41598-023-28712-y
