Mikroplastik bildet Biobeschichtungen und dringt in lebende Zellen ein

Mikroplastik taucht überall auf, vom Mount Everest über Meereis in der Antarktis bis hin zu Organen und Geweben des menschlichen Körpers. Jedes Jahr landen rund acht Millionen Tonnen Plastikmüll in den Weltmeeren. Um besser zu verstehen, wie diese winzigen Plastikstücke von Organismen in Gewässern absorbiert werden, haben Wissenschaftler eine Studie durchgeführt, die zeigt, dass eine Beschichtung aus Biomolekülen wie ein Trojanisches Pferd wirken und in lebende Zellen eindringen kann.

Die Forscher beginnen zu beleuchten, wie weit verbreitet die Kontamination mit Mikroplastik ist und wie sie lebende Organismen beeinflussen kann. Diese winzigen Plastikstücke sind weniger als 5 mm groß, was es sehr schwierig macht, sie in der Umwelt zu verfolgen, obwohl neuere Studien sie bei Meeresschildkröten, Wolfsbarschen und Krebstieren gefunden haben.

Ein Team von Wissenschaftlern der Universität Bayreuth in Deutschland beschloss zu untersuchen, wie Mikroplastik nach einem längeren Aufenthalt in der Meeresumwelt in lebende Organismen eindringen kann, wo ein großer Teil des Plastikmülls anfällt. Das Team arbeitete mit Mikroplastik mit einer Größe von etwa drei Mikrometern, von denen sie sagten, dass sie denen ähneln, die häufig in der Umwelt vorkommen, und führte mehrere Experimente durch, um ihr Verhalten zu untersuchen.

Einige Partikel wurden in frisches Wasser aus einem künstlichen Teich gegeben, während andere in Salzwasser aus einem Aquarium gegeben wurden. Innerhalb von zwei Wochen bildeten beide Gruppen von Mikroplastikpartikeln Beschichtungen aus Biomolekülen.

"Spektroskopische Studien zeigen, dass diese Biomoleküle Kohlenhydrate, Aminosäuren, Nukleinsäuren und Proteine ​​sind", erklärt die Erstautorin der Studie, Anya Ramsperger. "Wir sprechen über die 'ökologische Krone', die sich auf Mikroplastikpartikeln in der natürlichen Umwelt bildet."

Als nächstes wollten die Wissenschaftler herausfinden, ob lebende Zellen diese beschichteten Partikel absorbiert hatten oder ob sie einfach an der Außenseite der Zellen hafteten. Dazu färbten sie Schlüsselkomponenten von Zellen, die als Aktinfilamente bezeichnet werden, und untersuchten sie dann unter einem Mikroskop, wobei die internalisierten Partikel als dunkle Löcher auftraten.

"Durch die Fluoreszenzmarkierung der Aktinfilamente konnten wir genau sehen, welche Partikel von den Zellen internalisiert wurden", sagen die Forscher. "Basierend auf spektroskopischen Methoden haben wir bestätigt, dass diese Partikel tatsächlich Mikroplastik sind, oder vielmehr: Polystyrolpartikel und keine zufälligen Verunreinigungen."

Im Rahmen der Experimente verwendete das Team eine Kontrollgruppe von Mikroplastikpartikeln, die stattdessen in hochreinem Wasser inkubiert wurden, das die Biomoleküle nicht beschichtete. Diese Partikel wurden manchmal von lebenden Zellen absorbiert, jedoch viel seltener als in unreinem Wasser inkubierte Partikel.

"Unsere Forschung stützt die Hypothese, dass Mikroplastik, das der Umwelt ausgesetzt und daher mit Biomolekülen beschichtet wurde, nicht nur den Verdauungstrakt passiert, wenn es mit der Nahrung aufgenommen wird, sondern auch in Gewebe gelangen kann", sagt Dr. Christian Lafors ...

Die Beschichtung von Biomolekülen kann als eine Art Trojanisches Pferd wirken, das es Kunststoffen ermöglicht, in lebende Zellen einzudringen. Der genaue Schaden, den Partikel anrichten können, ist nicht genau bekannt. Es ist auch noch weitgehend unklar, welche der Eigenschaften von Mikroplastik tatsächlich für negative Auswirkungen verantwortlich sind.

Dies ist das „große Unbekannte“ in Bezug auf Plastikverschmutzung. Obwohl Experten begonnen haben, die Auswirkungen auf verschiedene lebende Organismen zu untersuchen, müssen die Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit noch angemessen untersucht werden.

Die Weltgesundheitsorganisation startete 2018 eine Gesundheitsumfrage, nachdem sie in 93 Prozent des abgefüllten Wassers Kunststoffpartikel gefunden hatte. Andere Forschungsgruppen konzentrieren sich verstärkt auf die gesundheitlichen Auswirkungen der Kunststoffverschmutzung, sodass dieser Forschungsbereich immer aktiver wird.

Die Studie wurde in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.