Nanoplastics beïnvloeden de samenstelling en diversiteit van het menselijke darmmicrobioom

We leven in een wereld die wordt overspoeld door plastic. Zijn rol als chemisch stabiel, veelzijdig, en multifunctioneel bevorderde het massale gebruik ervan, wat zich uiteindelijk heeft vertaald in onze huidige situatie van planetaire vervuiling.

Bovendien, wanneer plastic degradeert, breekt het in kleinere micro- en nanodeeltjes, aanwezig worden in het water dat we drinken, de lucht die we inademen, en bijna alles wat we aanraken. Zo dringen nanoplastics het organisme binnen en veroorzaken ze bijwerkingen.

Een herziene studie onder leiding van de Universitat Autónoma de Barcelona (UAB), de CREAF en het Centrum voor Milieu- en Mariene Studies (CESAM) aan de Universiteit van Avero, Portugal, en gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschapsbulletin , gaat na of de nanoplastics de samenstelling en diversiteit van ons darmmicrobioom aantasten en dat dit schade aan onze gezondheid kan veroorzaken.

Dit effect is te zien bij zowel gewervelde als ongewervelde dieren en is bewezen in situaties waarin de blootstelling wijdverbreid en langdurig is.

Aanvullend, met verandering van het darmmicrobioom komen veranderingen in het immuunsysteem, endocrien, en zenuwstelsel, en daarom, hoewel er onvoldoende bekend is over de specifieke fysiologische mechanismen, de studie waarschuwt dat stress voor het darmmicrobioom de gezondheid van mensen kan veranderen.

De gezondheidseffecten van blootstelling aan nanoplastics werden traditioneel beoordeeld bij waterdieren zoals weekdieren, schaaldieren en vissen. recente in vitro analyses, met behulp van celculturen van vissen en zoogdieren, heeft wetenschappers in staat gesteld om de veranderingen in genexpressie geassocieerd met de aanwezigheid van nanoplastics vanuit toxicologisch oogpunt te analyseren.

De meeste neurologische, endocriene en immunologische traktaten in deze gewervelde dieren lijken erg op die van mensen, en daarom waarschuwen auteurs dat sommige van de effecten die in deze modellen zijn 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, net als het precies bepalen van de hoeveelheid en de typologie van nanoplastics die het milieu vervuilen.

Om deze reden, onderzoekers benadrukken niet alleen de noodzaak om de specifieke mechanismen en effecten op menselijke celmodellen verder te bestuderen, maar ook om analysemethodologieën te verenigen om correcte metingen uit te voeren van de hoeveelheid nanoplastics die in verschillende ecosystemen aanwezig is.

Mariana Teles, een 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 het wil wel waarschuwen voor het feit dat plastic in bijna alles om ons heen te vinden is, het valt niet uiteen en we worden er constant aan blootgesteld. Momenteel, we kunnen alleen maar speculeren over de langetermijneffecten die dit kan hebben op de menselijke gezondheid, hoewel we al bewijs hebben in verschillende onderzoeken die hormonale en immuunveranderingen beschrijven bij vissen die worden blootgesteld aan nanoplastics, en die kunnen worden toegepast op de mens".

Invasief en giftig

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

Als ze eenmaal zijn ingenomen, tot 90% van de plastic fragmenten die de darm bereiken, worden uitgescheiden. Echter, een deel is gefragmenteerd in nanoplastics die in staat zijn, vanwege hun kleine formaat en moleculaire eigenschappen, om de cellen binnen te dringen en schadelijke effecten te veroorzaken.

De studie stelt vast dat veranderingen in de 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 tenslotte, veranderingen in immuunreacties.

Het artikel waarschuwt voor de mogelijkheid van langdurige blootstelling aan plastic, geaccumuleerd door de generaties heen, kan plaats maken voor onvoorspelbare veranderingen, zelfs in het genoom zelf, zoals is waargenomen in sommige diermodellen.

Het team waarin Mariana Teles (Evolutive Immunology Group, IBB-UAB) is lid en publiceerde onlangs ook een tweede artikel waarin de effecten van nanoplastics in vissen worden geanalyseerd.

De studie, wat het resultaat is van Irene Brandts' Ph.D. proefschrift onder leiding van Nerea Roher, werd gepubliceerd in Milieukunde:Nano en analyseert de gevolgen van blootstelling aan nanoplastics voor 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, bovendien veranderingen veroorzaken in de niveaus van genen die relevant zijn voor het correct functioneren van het immuunsysteem van het dier. Ondanks dit feit, het vermogen van zebravisembryo's om een ​​bacteriële infectie te overleven werd niet aangetast door de blootstelling aan nanoplastics.

Het team van onderzoekers tart 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 antwoorden nodig heeft om te begrijpen hoe verstrekkend eventuele gevolgen kunnen zijn.

Verantwoord gebruik

De reviewstudie 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, ze zijn beperkt tot het behandelen van grotere deeltjes plastic, en daarom is er tot op heden geen effectieve oplossing gevonden voor de verwijdering van nanoplastics uit het milieu.

Om dit probleem van plasticvervuiling op te lossen, menselijke routines moeten veranderen en het beleid moet gebaseerd zijn op geïnformeerde 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, Onderzoeker, Universitat Autónoma de Barcelona

"De autoriteiten kunnen deze milieuvriendelijke acties bevorderen door middel van economische stimulansen, zoals belastingvoordelen voor hergebruik van plastic als industriële grondstof, evenals statiegeldregelingen voor consumenten", onderzoekers aanbevelen.

• Onderzoek toont aan hoe colaanzuur de levensduur verlengt in C. elegans
• De zwakke plek van darmkankerstamcellen