Plastic eilandjes in ons lichaam

Meer en meer wordt bekend hoe belangrijk goede darmflora is voor onze gezondheid. En nu blijkt dat microplastics deze danig kunnen verstoren en ons afweersysteem aantasten.

^{(Op 27 februari 2021 schreven we ‘Meer onderzoek naar microplastics en gezondheid nodig‘. Dat lijkt nu volop aan de gang.)}

Ons lichaam als vuilnisvat

In de oceanen drijft, overwegend verzameld in het midden van vijf zgn. gyres (circulerende golfstromen), inmiddels zo’n vier miljoen vierkante kilometer [1] aan plastic afval. Dat valt uiteen in zogenaamde microplastics die zich overal verspreiden. De industrie loost ook microplastics. Microscopisch kleine stukjes plastic, vooral polyethyleen, dat wordt gebruikt voor medische, cosmetische en industriële toepassingen. En, niet te vergeten, voor verpakking van ons dagelijkse voedsel [2]. De microplastics (MP) verstoren maritieme ecosystemen, van de kleinste micro-organismen tot aan de grootste dieren in de voedselketen. Met als gevolg dat wij, mensen, op verschillende wijzen, 0,1 tot wel vijf gram MP’s per week binnen krijgen[3]. Daardoor wordt ons eigen lichaam een vuilnisvat voor microplastics [4]. Onderzoekers ontdekten microplastics die door het menselijk bloed stromen [5] en ze vonden ‘eilandjes’ van microplastics in verschillende organen, waaronder de lever, nieren, milt, longen en placenta [6-10]. Mensen poepen en plassen ook microplastics uit [11].  Dat dan weer wel.

Het maag-darmkanaal is de meest gangbare entree voor de microplastics in ons lichaam. Langs die weg kunnen ze overal in ons lijf stoornissen veroorzaken. In een recent onderzoek, gepubliceerd in The Journal of Hazardous Materials, gebruikten onderzoekers een kunstmatig model van de menselijke dikke darm plus darmcelculturen om te zien hoe blootstelling aan MP’s de darmmicrobiota (darmflora) en het afweersysteem beïnvloedt [12].
“Klinische studies kennen ethische beperkingen. In vitro modellen van menselijke dikke darmen zijn daarom handiger. Hiermee kan de complexe menselijke stofwisseling met behulp van  microbiota (groepen microben) gedurende verscheidene weken onder de juiste omstandigheden in stand worden gehouden,” aldus Muriel Mercier-Bonin, onderzoeksdirecteur bij het Franse nationale instituut voor landbouw, voedsel en milieu (INRAE) en mede-hoofdonderzoeker van de studie.

Namaakdarm

Mercier-Bonin en haar team gebruikten een colonmodel van een volwassen mens om te zien hoe herhaaldelijke blootstelling aan polyethyleen microsporen de microbiële populatie en hun bijdrage aan de spijsverteringsactiviteit beïnvloedt. Monsters van microbiota (groepen microben) van de poep van gezonde volwassen donoren werden in dit proefsysteem gefermenteerd en gedurende twee weken dagelijks blootgesteld aan microplastics. De wetenschappers onderzochten hoe de diversiteit en activiteit van deze microbiële gemeenschappen veranderde. Ze gebruikten ook celstructuren van gezonde donoren om te bestuderen of de darmbarrière (dat is het natuurlijk afweermechanisme tegen ziekten) door blootstelling aan MP’s verstoord raakt.

Minder goede darmbacteriën

Men zag dat bij voortdurende blootstelling aan microplastics de hoeveelheid goede darmbacteriën afnam en de ziekteverwekkende soorten toenamen, net als de aanmaak van potentieel schadelijke stofwisselingsproducten (metabolieten) die in verband worden gebracht met darmstoornissen. Deze metabolieten verstoorden het gekweekte darmslijmvlies niet noemenswaardig. Dat is anders voor mensen die lijden aan aangeboren darmaandoeningen of voor hen die kwetsbaarder zijn voor blootstelling aan microplastics, zoals zuigelingen [13] [14]. Andere onderzoekers hebben bijvoorbeeld een verband gevonden tussen de ernst van ontstekingen aan de darm en concentraties van mircoplastics in de ontlasting.[15]

Terwijl onderzoekers de eb en vloed van microbiële gemeenschappen in onze darmen blijven volgen, nestelt het plastic afval uit de zeeën zich verder in alle hoeken en gaten van ons milieu en daarmee ook in de voedselketen.

Er is hoop

Op 10 mei staat in The Guardian het bericht “Microbes discovered that can digest plastics at low temperatures” – oftewel er zijn dus bacteriën of iets grotere onzichtbare diertjes die op lage temperatuur plastic consumeren. Dat ‘piepschuim’ door larven wordt gegeten was al bekend. Biologische verwerking van plastics kon al, maar dat vereiste hogere temperaturen. Deze microben doen het bij 15^o C.

Bron:
The Scientist van 13 maart 2023: Garbage to Guts: The Slow-Churn of Plastic Waste

Literatuur:

1. S.R. Mir Salimi et al., “The five ocean garbage patches,” StoryMaps, 2021
2. G. Erni-Cassola et al., “Distribution of plastic polymer types in the marine environment: A meta-analysis,” J Hazard Mater, 369:691-98, 2019.
3. K. Senathirajah et al., “Estimation of the mass of microplastics ingested–A pivotal first step towards human health risk assessment,” J Hazard Mater, 404:124004, 2021.
4. P. Wu et al., “Absorption, distribution, metabolism, excretion and toxicity of microplastics in the human body and health implications,” J Hazar Mater, 437:129361, 2022.
5. H.A. Leslie et al., “Discovery and quantification of plastic particle pollution in human blood,” Environ Int, 163: 107199, 2022.
6. L.C. Jenner et al., “Detection of microplastics in human lung tissue using μFTIR spectroscopy,” Sci Total Environ, 831:154907, 2022.
7. T. Horvatits et al., “Microplastics detected in cirrhotic liver tissue,” EBioMedicine, 82:104147, 2022.
8. A. Ragusa et al., “Plasticenta: First evidence of microplastics in human placenta,” Environ Int, 146:106274, 2021.
9. S. Liu et al., “The association between microplastics and microbiota in placentas and meconium: The first evidence in humans,” Environ Sci Technol, doi: 10.1021/acs.est.2c04706, Epub ahead of print, 2022.
10. American Chemical Society, “Micro- and nanoplastics detectable in human tissues,” Science Daily, 2020
11. P. Schwabl et al., “Detection of various microplastics in human stool: a prospective case series,” Ann Intern Med, 171(7):453-57, 2019.
12. E. Fournier et al., “Microplastics: What happens in the human digestive tract? First evidences in adults using in vitro gut models,” J Hazard Mater, 442:130010, 2023.
13. S. Quaglia, “More microplastics in babies’ faeces than in adults’ – study,” The Guardian, 2021, https://www.theguardian.com/science/2021/sep/22/more-microplastics-in-babies-faeces-than-in-adults-study , Accessed 22 February 2023.
14. S. Liu et al., “Detection of various microplastics in placentas, meconium, infant feces, breastmilk and infant formula: A pilot prospective study,” Sci Total Environ, 854:158699, 2022.
15. Z. Yan et al., “Analysis of microplastics in human feces reveals a correlation between fecal microplastics and inflammatory bowel disease status,” Environ Sci Technol, 56(1):414-21, 2022.