Nanoplastics veranderen het darmmicrobioom en bedreigen de menselijke gezondheid

We leven in een wereld die is binnengevallen door plastic. Zijn rol als chemisch stabiel, veelzijdig en multifunctioneel middel bevorderde het massale gebruik ervan, wat zich eindelijk heeft vertaald in onze huidige situatie van planetaire vervuiling. Bovendien breekt plastic wanneer het wordt afgebroken in kleinere micro- en nanodeeltjes, waardoor het aanwezig wordt in het water dat we drinken, de lucht die we inademen en bijna alles wat we aanraken. Dat is hoe nanoplastics het organisme binnendringen en bijwerkingen veroorzaken.

Een herziene studie onder leiding van de Universitat Autónoma de Barcelona (UAB), de CREAF en het Center for Environmental and Marine Studies (CESAM) aan de Universiteit van Aviero, Portugal, en gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschapsbulletin, verifieert dat de nanoplastics de samenstelling en diversiteit van ons darmmicrobioom beïnvloeden en dat dit schade kan toebrengen aan onze gezondheid. Dit effect is te zien bij zowel gewervelde dieren als ongewervelde dieren, en is bewezen in situaties waarin de blootstelling wijdverspreid en langdurig is. Bovendien komen veranderingen in het darmmicrobioom met zich mee in het immuunsysteem, het endocriene systeem en het zenuwstelsel en daarom, hoewel er niet genoeg bekend is over de specifieke fysiologische mechanismen, waarschuwt de studie dat stress voor het darmmicrobioom de gezondheid van mensen kan veranderen.

De gezondheidseffecten van blootstelling aan nanoplastics werden traditioneel geëvalueerd bij waterdieren zoals weekdieren, kreeftachtigen en vissen. Recente in vitro analyses, waarbij gebruik werd gemaakt van celculturen van vissen en zoogdieren, hebben het wetenschappers mogelijk gemaakt om de veranderingen in genexpressie geassocieerd met de aanwezigheid van nanoplastics vanuit een toxicologisch oogpunt te analyseren. De meeste neurologische, endocriene en immunologische kanalen bij deze gewervelde dieren lijken sterk op die van mensen, en daarom waarschuwen auteurs dat sommige van de effecten die in deze modellen worden waargenomen, ook op mensen kunnen worden toegepast. Het begrijpen en analyseren van het proces waardoor deze plastic fragmenten het organisme binnendringen en schade toebrengen, is van fundamenteel belang, evenals het precies bepalen van de hoeveelheid en typologie van nanoplastics die het milieu vervuilen. Om deze reden benadrukken onderzoekers niet alleen de noodzaak om de specifieke mechanismen en effecten op menselijke celmodellen verder te bestuderen, maar ook om analysemethoden te verenigen om correcte metingen uit te voeren van de hoeveelheid nanoplastics die aanwezig zijn in verschillende ecosystemen.

Mariana Teles, onderzoeker aan de UAB, in samenwerking met andere onderzoekers zoals Josep Peñuelas, CSIC-docent bij de CREAF, merkt op dat “dit artikel niet bedoeld is om alarm te slaan, maar wel om te waarschuwen voor het feit dat plastic gevonden in bijna alles om ons heen, het valt niet uiteen en we worden er constant aan blootgesteld. Op dit moment kunnen we alleen speculeren over de langetermijneffecten die dit op de menselijke gezondheid kan hebben, hoewel we al bewijs hebben in verschillende onderzoeken die hormonale en immuunveranderingen bij vissen die zijn blootgesteld aan nanoplastics, en die op mensen kunnen worden toegepast. “

Invasief en giftig

De studie presenteert de belangrijkste omgevingsbronnen waardoor nanoplastics het menselijk lichaam binnendringen en vat samen hoe ze het lichaam kunnen binnendringen: door ze in te nemen, af en toe in te ademen, en zeer zelden door in contact te komen met de menselijke huid.

Zodra ze zijn ingenomen, worden tot 90% van de plastic fragmenten die de darm bereiken, uitgescheiden. Een deel is echter gefragmenteerd in nanoplastics die vanwege hun kleine omvang en moleculaire eigenschappen in staat zijn om de cellen binnen te dringen en schadelijke effecten te veroorzaken. De studie stelt vast dat veranderingen in voedselopname zijn beschreven, evenals ontstekingsreacties in de darmwanden, veranderingen in de samenstelling en werking van het darmmicrobioom, effecten op het metabolisme en het vermogen van het lichaam om te produceren, en ten slotte, veranderingen in immuunresponsen. . Het artikel waarschuwt voor de mogelijkheid van langdurige blootstelling aan plastic, dat zich generaties lang heeft opgehoopt, zou kunnen leiden tot onvoorspelbare veranderingen, zelfs in het genoom, zoals is waargenomen in sommige diermodellen.

Het team waarin Mariana Teles (Evolutive Immunology Group, IBB-UAB) lid is, publiceerde onlangs ook een tweede artikel waarin de effecten van nanoplastics in vissen worden geanalyseerd. De studie, die het resultaat is van Irene Brandts ‘Ph.D. proefschrift geregisseerd door Nerea Roher, werd gepubliceerd in Milieuwetenschappen: Nano en analyseert de gevolgen van blootstelling aan nanoplastics aan het immuunsysteem van een zebravis (een kleine tropische vis die veel wordt gebruikt als modelorganisme voor onderzoek). De wetenschappers concluderen dat de nanoplastics zich zowel in de cellen als in de embryo’s van de zebravis kunnen ophopen, en bovendien veranderingen in de niveaus van genen veroorzaken die relevant zijn voor het correct functioneren van het immuunsysteem van het dier. Ondanks dit feit werd het vermogen van zebravisembryo’s om een ​​bacteriële infectie te overleven niet beïnvloed door de blootstelling aan nanoplastics. Het team van onderzoekers verdedigt niettemin de noodzaak om het onderzoek op dit gebied voort te zetten, aangezien de aanwezigheid van microplastics en nanoplastics in onze ecosystemen een uiterst cruciaal milieuprobleem is dat beantwoord moet worden om te begrijpen hoe verreikend de mogelijke gevolgen kunnen zijn.

Verantwoord gebruik

Het overzichtsonderzoek erkent dat verschillende technieken worden getest om nanoplastics uit het water te verwijderen, zoals filtratie, centrifugatie en flocculatie van afvalwater en de behandeling van regenwater. Hoewel de resultaten veelbelovend zijn, beperken ze zich tot het behandelen van grotere deeltjes plastic, en daarom is er tot op heden geen effectieve oplossing gevonden om nanoplastics uit het milieu te verwijderen.

“Om dit probleem van plasticvervuiling op te lossen, moeten menselijke routines veranderen en moet het beleid gebaseerd zijn op weloverwogen beslissingen over de bekende risico’s en beschikbare alternatieven. Individuele acties zoals het gebruik van milieuvriendelijkere producten en een verhoging van de recyclingindexen zijn belangrijk, “Mariana Teles opmerkingen.

“De autoriteiten kunnen deze milieuvriendelijke maatregelen bevorderen door middel van economische stimuli, zoals belastingvoordelen voor het hergebruik van plastic als industriële grondstof, en statiegeldregelingen voor consumenten”, bevelen onderzoekers aan.