Mikroplaster i mänskliga vävnader och samband med skador

Credit: *TrAC Trends in Analytical Chemistry* (2024)

Ny forskning har påvisat att mikro- och nanoplastpartiklar (MNPs) ackumuleras i flera mänskliga organ och vävnader, med korrelation till inflammatoriska förändringar, vävnadsskador och potentiell ökning av sjukdomsrisk1 3 5. Studier indikerar att plastpartiklar kan tränga in i blodomloppet via mat, vatten eller inandning, varefter de transporteras till organ som lever, njurar, lungor och till och med hjärnan10 13. En metastudie från Zhejiang Agriculture and Forestry University visar att högre koncentrationer av MNPs i skadad vävnad är kopplade till cancer, leversjukdomar och cirkulationsproblem1 3. Oxidativ stress och kronisk inflammation framstår som centrala mekanismer bakom dessa effekter7 15. Trots ökad kunskap kvarstår utmaningar att kvantifiera exponering och fastställa långtidseffekter, vilket kräver akuta åtgärder för att minska plastutsläpp och utveckla reningsmetoder.

Förekomst och spridning av mikro- och nanoplast i mänskliga vävnader

Global ökning och exponeringsvägar

Plastproduktionen har ökat exponentiellt sedan 1950-talet, från 1,5 miljoner till nära 390 miljoner ton år 20211. Nedbrytning av dessa material genererar mikroskopiska partiklar som sprids via luft, vatten och livsmedelskedjor. Människor exponeras dagligen genom intag av förorenad mat, inandning av luftburna partiklar eller direkt kontakt med plastprodukter5 12. En studie publicerad i Environmental Health Perspectives uppskattar att människor konsumerar cirka 5 gram mikroplaster per vecka, motsvarande ett kreditkorts vikt10.

Ackumulation i organ och vävnader

Metastudier har dokumenterat plastpartiklar i överraskande många vävnader, inklusive matspjälkningssystemet (saliv, fekalier, lever), andningsorganen (lungvävnad, bronkier), reproduktiva organ (testiklar, placenta) och cirkulationssystemet (artärer, blodproppar)1 3. Särskilt uppmärksammats fynd av MNPs i hjärnan, där högre halter observerats hos individer med demens jämfört med kontroller13. Pyrolys gaschromatografi-masspektrometri har bekräftat att nanopartiklar kan korsa blod-hjärnbarriären och ackumuleras i hjärnparenkymet13.

Storlek och materialets betydelse

Partikelstorlek och plasttyp verkar påverka ackumulationen. Mindre partiklar (<1 μm) har större förmåga att penetrera cellmembran och orsaka cellulära skador8 16. Polyeten och polypropen dominerar bland de identifierade plasttyperna, troligen på grund av deras utbredda användning i förpackningar och textilier12 13.

Samband mellan plastpartiklar och vävnadsskador

Inflammatoriska och neoplastiska förändringar

Korrelationer mellan MNP-nivåer och inflammatoriska markörer som CRP och fibrinogen har dokumenterats12. I levern har plastpartiklar kopplats till steatos och fibros, medan lungstudier visar samband med kroniskt obstruktiv lungsjukdom (KOL)5 10. En experimentell studie på möss visade att 28 dagars exponering ledde till ökad genuttryckning för apoptos och nedsatt immunförsvar i tarmslemhinnan10.

Oxidativ stress som nyckelmekanism

MNPs inducerar bildning av reaktiva syrearter (ROS), vilka skadar lipider, proteiner och DNA7 15. I en studie på humana gingivala fibroblaster aktiverades NLRP3-inflammasomen och NF-κB-signaleringen vid exponering för havsisolerade mikroplaster, vilket förvärrar parodontala sjukdomar14. Dessa processer kan initiera mutagena förändringar, vilket stöds av fynd där högre MNP-halter korrelerar med förekomst av cervixcancer och kolorektala tumörer3 5.

Blodets roll i spridning och koagulopati

Mikroplaster i blodomloppet påverkar koagulationsparametrar. En tvärsnittsstudie rapporterade förlängd aktiverad partiell tromboplastintid (aPTT) och högre fibrinogennivåer hos individer med ≥3 partiklar/mL blod12. Plastpartiklars ytinteraktion med trombocyter kan öka risken för trombosbildning, särskilt i kombination med underliggande inflammatoriska tillstånd1 12.

Effekter på specifika organsystem

Matspjälkningssystemet

MNPs påträffas i hela gastrointestinalkanalen, med högsta koncentrationer i tjocktarmen. Djurstudier visar att partiklar translokeras via Peyers plack till lymfsystemet och lever, vilket utlöser makrofagaktivitet och kronisk inflammation10. En meta-analys av 28 djurstudier konstaterade att exponering leder till förändrad tarmpermeabilitet, nedsatt näringsupptag och kolonförändringar som liknar inflammatorisk tarmsjukdom (IBD)5.

Andningssystemet

Inandning av mikroplaster är en betydande exponeringsväg. Partiklar <10 μm når lungalveolerna, där de associeras med interstitiell fibros och ökad känslighet för respiratoriska infektioner5 16. Post mortem-analyser av lungvävnad har påvisat polypropylenfibrer inbäddade i epitelceller, åtföljda av förhöjda nivåer av interleukin-6 (IL-6) och TNF-α3 5.

Nervsystemet

Hjärnans mottaglighet för nanoplast är särskilt oroande. En obduktionsstudie av 36 individer upptäckte polyetenpartiklar i hippocampus och prefrontala cortex, med 23% högre koncentrationer hos demenspatienter13. Experimentella modeller tyder på att MNPs kan störa axontransport och öka amyloid-beta-ackumulation, vilket potentiellt accelererar neurodegenerativa processer13 16.

Reproduktiva organ och fosterutveckling

Plastpartiklar i testiklar och äggstockar korrelerar med nedsatt spermaquality och hormonell obalans5 11. En studie på råttor visade att exponering under graviditet ledde till intrauterin tillväxthämning och förändrad expression av steroidogenesrelaterade gener hos avkomman5. I människor har MNPs påträffats i placentavävnad, vilket väcker frågor om transgenerationella effekter3.

Metodologiska utmaningar och forskningsbehov

Detektionsteknikers begränsningar

Traditionell optisk mikroskopi missar ofta partiklar <10 μm, vilket lett till underskattning av faktiska halter13. Avancerade tekniker som Raman-spektroskopi och pyrolys-GC/MS har ökat känsligheten, men standardiserade protokoll saknas fortfarande1 12. Stor variation i rapporterade koncentrationer mellan studier indikerar behov av harmoniserade provtagnings- och analysmetoder.

Brist på longitudinella humanstudier

Majoriteten av bevisen kommer från djurförsök och in vitro-modeller. De få tillgängliga humanstudierna är tvärsnittsdesignade och kan inte fastställa kausalitet5 16. Storskaliga kohortstudier med upprepade mätningar över tid behövs för att klarlägga tidsmässiga samband mellan exponering och sjukdomsincidens.

Partikelegenskaperns inverkan

Forskning har fokuserat på sfäriska partiklar av polystyren och polyeten, medan fibrer och oregelbundna fragment – vanliga i miljön – är understuderade16. Ytterligare aspekter som ytladdning, biofilmformation och kemiska tillsatsers inverkan på toxicitet kräver djupare analys.

Folkhälsomässiga implikationer och framtida strategier

Exponeringsminskning som primärprevention

Åtgärder för att begränsa plastanvändning i livsmedelsförpackningar och kosmetika är avgörande. En studie noterade att individer som undvek plastmatlådor hade 42% lägre MNP-nivåer i blod12. Policyförslag inkluderar striktare reglering av enskildanvändningsplaster och incitament för biobaserade alternativ.

Medicinska riktlinjer och övervakning

Klinisk implementering av MNP-screeningsprotokoll för riskgrupper (t.ex. arbetsplatser med plastdustexponering) bör övervägas. Utveckling av chelatorer eller andra farmaka för att främja utsöndring av MNPs är ett växande forskningsfält16.

Framtida forskningsinriktningar

Prioriterade områden inkluderar:

Langtidseffekter av lågdosexposition
Interaktion mellan MNPs och andra miljögifter (t.ex. tunga metaller)
Epigenetiska påverkan och transgenerationella effekter
Skillnader i susceptibilitet baserat på ålder, kön och genetisk bakgrund

Sammanfattningsvis visar den ackumulerade forskningen att mikroplaster utgör en multiorganrisk med komplexa patofysiologiska mekanismer. Trots kunskapsluckor kräver de preliminära fynden en försiktighetsbaserad approach för att minimera exponering och stimulera innovativa lösningar mot plastföroreningar.

Citations:

Answer from Perplexity: pplx.ai/share

Related Stories

Innovativ metod för att skapa hydrogeler som kan fungera i extrema temperaturer

Artificiell fotosyntes: Forskare knäcker naturens kod för ren energi

Forskare upptäcker att vattenmolekyler vänder sig innan de splittras