Krediet: Unsplash / CC0 Public Domain
Plasticvervuiling van land, water en lucht is een wereldwijd probleem. Zelfs als plastic zakken of waterflessen zo kapot gaan dat ze niet langer een doorn in het oog zijn, kunnen kleine fragmenten het milieu nog steeds besmetten. Dieren en mensen kunnen de deeltjes opnemen, met onzekere gevolgen voor de gezondheid. Nu melden wetenschappers dat ze tot de eersten behoren die micro- en nanoplastics in menselijke organen en weefsels onderzoeken.
De onderzoekers presenteren hun resultaten vandaag op de American Chemical Society (ACS) Fall 2020 Virtual Meeting & Expo.
“Op vrijwel elke locatie ter wereld kun je plastic vinden dat het milieu vervuilt, en in een paar decennia zijn we van het zien van plastic als een geweldig voordeel naar het als een bedreiging gaan beschouwen”, zegt Charles Rolsky, die het werk presenteert. op de vergadering. “Er zijn aanwijzingen dat plastic zijn weg naar ons lichaam vindt, maar er zijn maar heel weinig onderzoeken die daar naar hebben gezocht. En op dit moment weten we niet of dit plastic alleen hinderlijk is of een gevaar voor de menselijke gezondheid vormt.”
Wetenschappers definiëren microplastics als plastic fragmenten met een diameter kleiner dan 5 mm of ongeveer 0,2 inch. Nanoplastics zijn zelfs nog kleiner, met diameters van minder dan 0,001 mm. Onderzoek naar dieren in het wild en diermodellen heeft micro- en nanoplastische blootstelling aan onvruchtbaarheid, ontstekingen en kanker in verband gebracht, maar de gezondheidsresultaten bij mensen zijn momenteel onbekend. Eerdere studies hebben aangetoond dat plastic het menselijke maagdarmkanaal kan passeren, maar Rolsky en Varun Kelkar, die ook het onderzoek op de bijeenkomst presenteert, vroegen zich af of de kleine deeltjes zich ophopen in menselijke organen. Rolsky en Kelkar zijn afgestudeerde studenten in het laboratorium van Rolf Halden, Ph.D., aan de Arizona State University.
Om dit te achterhalen, werkten de onderzoekers samen met Diego Mastroeni, Ph.D., om monsters te verkrijgen uit een grote opslagplaats van hersen- en lichaamsweefsels die was opgezet om neurodegeneratieve ziekten, zoals de ziekte van Alzheimer, te bestuderen. De 47 monsters werden genomen uit longen, lever, milt en nieren – vier organen die waarschijnlijk worden blootgesteld aan microplastics, filteren of verzamelen. Het team ontwikkelde een procedure om kunststoffen uit de monsters te extraheren en ze te analyseren met μ-Raman-spectrometrie. De onderzoekers maakten ook een computerprogramma dat informatie over het aantal plastic deeltjes omzet in eenheden van massa en oppervlak. Ze zijn van plan de tool online te delen, zodat andere onderzoekers hun resultaten op een gestandaardiseerde manier kunnen rapporteren. “Deze gedeelde bron zal helpen bij het opbouwen van een databank voor blootstelling aan plastic, zodat we blootstellingen in organen en groepen mensen in tijd en geografische ruimte kunnen vergelijken”, zegt Halden.
Met deze methode kunnen de onderzoekers tientallen soorten plastic componenten in menselijke weefsels detecteren, waaronder polycarbonaat (PC), polyethyleentereftalaat (PET) en polyethyleen (PE). In combinatie met een eerder ontwikkelde massaspectrometrie-assay werd in elk monster plasticverontreiniging gedetecteerd. Bisfenol A (BPA), dat ondanks gezondheidsproblemen nog steeds in veel voedselcontainers wordt gebruikt, werd in alle 47 menselijke monsters aangetroffen.
Voor zover de onderzoekers weten, is hun studie de eerste die het voorkomen van micro- en nanoplastic in menselijke organen van individuen met een bekende geschiedenis van blootstelling aan het milieu onderzocht. “De weefseldonoren hebben gedetailleerde informatie verstrekt over hun levensstijl, voeding en beroepsmatige blootstelling”, zegt Halden. “Omdat deze donoren zo’n goed gedefinieerde geschiedenis hebben, geeft onze studie de eerste aanwijzingen over mogelijke micro- en nanoplastische blootstellingsbronnen en routes.”
Moeten mensen zich zorgen maken over de hoge detectiefrequentie van plastic componenten in menselijke weefsels? “We willen nooit ongerust zijn, maar het is zorgwekkend dat deze niet-biologisch afbreekbare materialen die overal aanwezig zijn, kunnen binnendringen in en zich ophopen in menselijke weefsels, en we kennen de mogelijke gezondheidseffecten niet”, zegt Kelkar. “Zodra we een beter idee hebben van wat er in de weefsels zit, kunnen we epidemiologische studies uitvoeren om de resultaten voor de menselijke gezondheid te beoordelen. Op die manier kunnen we de mogelijke gezondheidsrisico’s gaan begrijpen, als die er zijn.”
Methoden om microplastics en nanoplastics in menselijk weefsel te detecteren:
Abstract
Er zijn meerdere routes vastgesteld voor blootstelling van mensen aan microplastics en nanoplastics, maar gegevens over de belasting van plastic in menselijke weefsels zijn nog steeds schaars. Blootstelling van muizen aan microplastics werd gedocumenteerd en resulteerde in accumulatie van deze polymeren in verschillende weefsels en nadelige effecten op de vruchtbaarheid en de ontwikkeling van kanker. Vergelijkbare studies over menselijke weefsels en organen ontbreken echter nog. Het doel van deze studie is om een robuuste methodologie vast te stellen om micro- en nanoplastics uit menselijke weefsels te extraheren en te kwantificeren. Menselijke weefsels van lever, long, milt en nier werden verkregen uit een hersen- en lichaamsbank, samen met metagegevens over de medische, beroepsmatige en recreatieve geschiedenis van de orgaandonoren. Na het onderwerpen van weefselmonsters aan vertering, filtratie, concentratie en kleuring, werd de aanwezigheid en overvloed van vervuilende kunststoffen gekwantificeerd met behulp van flowcytometrie en Raman-spectroscopie. De prestaties van de methode werden geëvalueerd in termen van herstelpercentages en detectielimieten als functie van de afmeting van de plastische deeltjes en het weefseltype. De studie is een van de eersten die de omgevingsachtergrond van blootstelling aan plastic vaststelt als een orgaan- en weefselspecifieke lichaamsbelasting bij volwassen mensen. De methodologie kan toekomstige toepassingen vinden in de routinematige analyse van menselijke biopsie- en autopsiemonsters voor de bepaling van blootstelling aan nanoplastic en microplastic.
Geleverd door American Chemical Society
