Hoe kleiner plastic deeltjes zijn, hoe gemakkelijker ze door cellen kunnen worden opgenomen. Daarnaast spelen de vorm, het oppervlak en de chemische eigenschappen een belangrijke rol bij het beantwoorden van de vraag hoe de deeltjes menselijk weefsel kunnen aantasten. Deze conclusie is het resultaat van een onderzoek door onderzoekers van het Duitse Federale Instituut voor Risicobeoordeling (BfR), gepubliceerd in het tijdschrift Microplastics and Nanoplastics .

"Met dit onderzoek willen we helpen de nog vrij grote kennislacunes op het gebied van gezondheidseffecten van nanoplastics te dichten", zegt dr. Holger Sieg, hoofd van het onderzoeksproject. "Dit zijn echter laboratoriumexperimenten met celculturen die niet zomaar op de mens kunnen worden overgedragen."

Plastic deeltjes komen in het milieu terecht door verwering en rottende polymeermaterialen, autobanden of slijtage van kleding en vele andere bronnen. Hierdoor kunnen verschillende soorten microplastic deeltjes worden ingeademd of ingeslikt met drank en voedsel.

Volgens de huidige kennis worden microplastics beschouwd als een relatief laag risico voor de menselijke gezondheid. Ze zijn tussen één micrometer en vijf millimeter groot en dus te "volumineus" om in enige significante mate door menselijke cellen te worden geabsorbeerd en in het lichaam te worden verdeeld. Ze zijn onverteerbaar en worden grotendeels weer uitgescheiden.

Nanoplastics kunnen de cellen binnendringen

Bij kleinere deeltjes, submicro- en nanoplastics is de situatie anders. Deze deeltjes zijn tussen de één nanometer en 1000 nanometer groot. Het is nog niet zeker of en in welke hoeveelheden ze het menselijk lichaam kunnen binnendringen.

Holger Sieg en zijn team werkten aan submicrometer- en nanoplastische deeltjes en hun effecten op menselijke dunne darm- en levercellen. Omdat deze deeltjes zo klein en moeilijk te bestuderen zijn, is het niet eenvoudig om betrouwbaar inzicht te krijgen in hun effecten op menselijk weefsel. Het BfR-team gebruikte hiervoor verschillende microscopie- en testmethoden. De cellen werden blootgesteld aan verschillende soorten plastic die worden gebruikt in plastic servies en bestek of in voedselverpakkingen.

Darmslijmvlies absorbeert slechts enkele microdeeltjes

Het bleek dat hoe kleiner de deeltjes, hoe meer ze werden opgenomen. Ook het type deeltjes speelde een belangrijke rol. De cellen van de dunne darm, als natuurlijke barrière tussen de darminhoud en het organisme, bleken nogal resistent. Microplastics 'sijpelden' slechts in beperkte mate de cellen in. De nog kleinere deeltjes in het submicrometerbereik zouden daarentegen in grotere hoeveelheden kunnen worden gemeten in darm- en levercellen. De deeltjes hechtten zich ofwel rechtstreeks aan de celmembranen of werden gevangen in kleine belletjes van het celmembraan, een proces dat endocytose wordt genoemd.

Het is nog niet duidelijk of dergelijke kunstmatige insluitsels de normale stofwisseling van de cel kunnen verstoren. Plastic deeltjes kunnen ook potentieel schadelijke stoffen aan zichzelf binden en als een 'Trojaans paard' in de cel brengen. Mogelijke effecten van submicrometer en nanoplastics worden besproken, bijvoorbeeld ontstekingseffecten.

"Hoewel we in het laboratorium hebben gewerkt met een modelsysteem dat de werkelijkheid alleen op een zeer vereenvoudigde manier kan weergeven, kunnen onze bevindingen helpen om hiaten in onze kennis over het gedrag van de kleinste plastic deeltjes te dichten", vat BfR-expert Holger Sieg samen. "Het is echter nog niet te zeggen of de resultaten ook geldig zijn voor mensen. Hiervoor moeten de laboratoriumresultaten worden geverifieerd in vervolgexperimenten."