Mikroplastik a zdrowie człowieka: co mówią badania naukowe

Mikroplastik przez długi czas uznawano za problem ograniczony do ekologii mórz i oceanów. Dziś postrzegany jest jako potencjalne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego o globalnym znaczeniu. W ciągu ostatniej dekady naukowcy wykryli cząstki mikroplastiku we krwi człowieka, tkance płucnej, łożyskach i próbkach stolca. Wraz z przyrostem dowodów środowisko naukowe i medyczne pilnie stara się zrozumieć, co te cząstki robią po przedostaniu się do ludzkiego organizmu.

Mikroplastik wykryty w całym organizmie człowieka

Podstawowym warunkiem wystąpienia jakiegokolwiek skutku zdrowotnego jest to, aby dana substancja dotarła do organizmu. Wiele niezależnych zespołów badawczych potwierdziło, że mikroplastik właśnie to robi — jest wchłaniany z pożywienia, wody i powietrza oraz rozprowadzany do różnych tkanek.

Kluczowe badania obejmują:

• Krew (2022): Przełomowe badanie opublikowane w Environment International przez naukowców z Vrije Universiteit Amsterdam wykazało obecność mikroplastiku we krwi 77 na 100 zdrowych, dorosłych dawców. Najczęściej wykrywanym polimerem był politereftalan etylenu (PET), a następnie polistyren i polietylen. Było to pierwsze recenzowane dowody na to, że mikroplastik krąży w ludzkim krwiobiegu.
• Tkanka płucna (2022): Badanie opublikowane w Science of the Total Environment wykazało obecność cząstek mikroplastiku we wszystkich 11 zbadanych próbkach ludzkiej tkanki płucnej, w tym w głębokich płatach dolnych — co dowodzi, że wdychany mikroplastik wnika w najgłębsze rejony układu oddechowego. Wśród zidentyfikowanych polimerów znalazły się polipropylen, PET i żywice.
• Łożysko (2020): Włoscy badacze opublikowali w Environment International pracę informującą o obecności mikroplastiku (0,003% całkowitej masy) w łożyskach pobranych po prawidłowych porodach. Badanie wzbudziło poważne obawy dotyczące ekspozycji płodu w okresie ciąży.
• Stolec (2018): Pierwsze opublikowane dowody na to, że ludzie wydalają mikroplastik, pochodzą z pilotażowego badania koordynowanego przez Uniwersytet Medyczny w Wiedniu, które wykazało obecność mikroplastiku w 100% próbek stolca pobranych od ochotników z ośmiu krajów na trzech kontynentach.
• Polipy okrężnicy i tkanka jelita grubego (2023): Zaczęto znajdować mikroplastik bezpośrednio w tkance ludzkiego przewodu pokarmowego, co rodzi możliwość miejscowych skutków zapalnych na poziomie jelitowym.

Stan zapalny i stres oksydacyjny

Najbardziej konsekwentnie udokumentowaną reakcją biologiczną na ekspozycję na mikroplastik w modelach laboratoryjnych jest stan zapalny. Gdy komórki układu odpornościowego napotykają obce cząstki, których nie potrafią rozłożyć, inicjują odpowiedź zapalną w celu odgrodzenia lub zniszczenia intruza. W przypadku mikroplastiku — który jest chemicznie obojętny i nie podlega metabolizmowi — reakcja ta może przechodzić w stan przewlekły.

Badania in vitro (na hodowlach komórek ludzkich) wykazały, że cząstki mikroplastiku aktywują makrofagi (komórki odpornościowe) i wywołują uwalnianie cytokin prozapalnych, w tym interleukiny 6 (IL-6) oraz czynnika martwicy nowotworu alfa (TNF-α). Te same cytokiny, utrzymywane przewlekle na podwyższonym poziomie, wiązane są z szerokim spektrum chorób przewlekłych, w tym z chorobami układu krążenia, cukrzycą typu 2 oraz niektórymi nowotworami.

Stres oksydacyjny — zaburzenie równowagi pomiędzy wolnymi rodnikami a antyoksydantami w komórkach — to kolejny udokumentowany efekt. Badania na rybach oraz na liniach komórkowych ssaków pokazują, że ekspozycja na mikroplastik zwiększa produkcję reaktywnych form tlenu (ROS) i wyczerpuje komórkowe mechanizmy antyoksydacyjne. Stres oksydacyjny odgrywa centralną rolę w procesach starzenia się i rozwoju chorób przewlekłych.

Zaburzenia hormonalne wywoływane przez dodatki do tworzyw

Polimery tworzywowe rzadko stosowane są w czystej postaci. Zawierają złożony koktajl dodatków chemicznych, w tym plastyfikatorów, stabilizatorów, uniepalniaczy, barwników i antyoksydantów. Wiele z tych dodatków nie jest związane chemicznie z polimerem i może z czasem migrować — zwłaszcza gdy tworzywo jest podgrzewane, starzone lub mechanicznie rozdrabniane do mikrocząstek o wyższym stosunku powierzchni do objętości.

Kilka dobrze zbadanych dodatków do tworzyw to znane lub podejrzewane substancje zaburzające gospodarkę hormonalną — związki chemiczne ingerujące w przekazywanie sygnałów hormonalnych w organizmie:

• Bisfenol A (BPA) — stosowany w poliwęglanach i żywicach epoksydowych; uznany mimetyk estrogenu, który może zaburzać hormony rozrodcze. Choć UE ograniczyła BPA w materiałach do kontaktu z żywnością, jego zamienniki (BPS, BPF) również wykazują właściwości zaburzające gospodarkę hormonalną.
• Ftalany — plastyfikatory dodawane do PCW i innych polimerów w celu zwiększenia elastyczności; wiązane są ze spadkiem poziomu testosteronu u mężczyzn, zaburzeniami rozwoju płodu w badaniach na zwierzętach oraz potencjalnym wpływem na zdrowie rozrodcze kobiet.
• Polibromowane etery difenylowe (PBDE) — uniepalniacze akumulujące się w ludzkiej tkance tłuszczowej; wiązane z toksycznością neurorozwojową i zaburzeniami funkcji tarczycy.
• Nonylofenol i inne alkilofenole — stosowane jako stabilizatory; działają jako mimetyki estrogenu i są bardzo trwałe w środowisku.

Ponieważ cząstki mikroplastiku mają znacznie większą powierzchnię w stosunku do swojej masy niż nieuszkodzone wyroby z tworzyw, są efektywnymi nośnikami tych dodatków i uwalniają je do tkanek biologicznych.

Ryzyko sercowo-naczyniowe: przełomowe badanie z 2024 roku

Najbardziej przekonujących dotąd dowodów łączących obciążenie organizmu mikroplastikiem z klinicznie istotnymi skutkami zdrowotnymi dostarczyła publikacja z marca 2024 roku w New England Journal of Medicine. Badanie, prowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Kampanii we Włoszech, objęło 257 pacjentów poddanych endarterektomii tętnicy szyjnej — zabiegowi chirurgicznego usunięcia blaszki miażdżycowej z tętnic szyjnych.

Badacze wykryli mikroplastik — głównie polietylen i polichlorek winylu — w usuniętych blaszkach miażdżycowych u 58,4% pacjentów. Pacjenci ci byli następnie obserwowani przez trzy lata. Wyniki były uderzające:

• Pacjenci z wykrytym mikroplastikiem w blaszce miażdżycowej mieli 4,5-krotnie wyższe ryzyko wystąpienia poważnego zdarzenia sercowo-naczyniowego (zawału serca, udaru lub zgonu z jakiejkolwiek przyczyny) w okresie obserwacji w porównaniu z pacjentami bez wykrywalnego mikroplastiku.
• Blaszki zawierające mikroplastik wykazywały histologiczne cechy silniejszego stanu zapalnego — większą infiltrację przez makrofagi — zgodnie z zapalnym mechanizmem postulowanym w badaniach laboratoryjnych.

Badanie to nie ustala związku przyczynowego — możliwe, że osoby z bardziej zaawansowaną lub zapalną miażdżycą są po prostu bardziej skłonne do akumulacji mikroplastiku w tkance tętniczej. Niemniej siła tej korelacji jest niezwykła i znacząco podniosła pilność badań nad wpływem mikroplastiku na zdrowie.

Nanoplastik: niewidzialne zagrożenie

Nanoplastik — cząstki mniejsze niż 1 mikrometr (1000 nanometrów) — stanowi odrębną kategorię obaw. W przeciwieństwie do mikroplastiku, który jest zbyt duży, aby przekroczyć większość błon komórkowych, nanoplastik może:

• przekraczać nabłonek jelitowy i dostawać się do krwiobiegu;
• przenikać barierę krew–mózg i akumulować się w tkance mózgowej (wykazane u myszy);
• przekraczać barierę łożyskową i wnikać do krwiobiegu płodu;
• dostawać się do pojedynczych komórek i potencjalnie wchodzić w interakcje z organellami, w tym mitochondriami i jądrem komórkowym.

Dziedzina nanotoksykologii jest wciąż młoda, a solidne dane dotyczące wpływu nanoplastiku na zdrowie człowieka są nieliczne. Badania na zwierzętach wzbudziły jednak obawy dotyczące neurotoksyczności, toksyczności rozrodczej i wpływu na rozwój. Szczególnie niepokojąca z punktu widzenia toksykologii jest zdolność nanoplastiku do wprowadzania zaadsorbowanych zanieczyszczeń chemicznych bezpośrednio do wnętrza komórek.

Wykrywanie nanoplastiku w złożonych matrycach biologicznych pozostaje technicznie bardzo wymagające, dlatego jest on mniej przebadany niż mikroplastik. Szybki postęp w chemii analitycznej — zwłaszcza w spektroskopii Ramana i spektrometrii mas — zaczyna jednak umożliwiać pomiar nanoplastiku.

Zdrowie układu oddechowego

Wdychanie jest coraz wyraźniej rozpoznawaną drogą ekspozycji na mikroplastik, co ma konsekwencje dla zdrowia układu oddechowego. Pracownicy przemysłu tekstylnego narażeni na wysokie stężenia pyłu z włókien syntetycznych od dekad wykazują podwyższoną częstość występowania zwłóknienia płuc i innych chorób układu oddechowego. Pytanie, czy niższe stężenia spotykane w środowisku ogólnej populacji są wystarczające do wywołania wymiernych szkód, jest przedmiotem badań.

Badania jakości powietrza wewnątrz pomieszczeń wykazały, że syntetyczne wykładziny, tapicerki i materiały izolacyjne nieustannie uwalniają włókna. Osoby spędzające większość czasu w pomieszczeniach — czyli większość mieszkańców krajów rozwiniętych — mogą codziennie wdychać setki lub tysiące cząstek mikroplastiku. Wykrycie cząstek polipropylenu, PET i żywic w tkance płucnej we wspomnianym badaniu z 2022 roku sugeruje, że część wdychanych cząstek jest zatrzymywana, a nie usuwana przez aparat śluzowo-rzęskowy.

Co zalecają instytucje zdrowia publicznego

Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) opublikowała w 2019 roku raport dotyczący mikroplastiku w wodzie pitnej, w którym stwierdzono, że przy obecnych poziomach ekspozycji ryzyko dla zdrowia człowieka nie jest jednoznacznie ustalone, ale wezwano do pilnego kontynuowania badań i działań ograniczających zanieczyszczenie tworzywami. Raport wyraźnie zaznaczył, że jest to obszar szybko rozwijającej się nauki.

Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) w 2016 roku opublikował opinię naukową na temat mikroplastiku i nanoplastiku w żywności, a w 2023 roku przeprowadził kompleksowy przegląd, w którym zwrócił uwagę na znaczące niepewności w charakterystyce ekspozycji i zagrożenia, ale wskazał na potencjalne obawy, szczególnie w odniesieniu do nanoplastiku.

Żaden z głównych urzędów zdrowia nie wydał dotąd konkretnych wytycznych klinicznych dotyczących zarządzania indywidualną ekspozycją na mikroplastik, poza ogólnymi zaleceniami ograniczania stosowania tworzyw jednorazowych i zbędnych opakowań z tworzyw w kontakcie z żywnością. Większość organów podkreśla potrzebę dalszych badań przed wyznaczeniem ostatecznych progów ryzyka.

Pełne omówienie źródeł mikroplastiku, jego dystrybucji i kontekstu politycznego znajdziesz w naszym kompletnym przewodniku po mikroplastiku.

Najczęściej zadawane pytania

Czy mikroplastik jest rakotwórczy?

Obecnie nie ma wystarczających dowodów, aby zaklasyfikować mikroplastik jako rakotwórczy u ludzi. Niektóre dodatki do tworzyw (np. określone WWA adsorbowane na powierzchni mikroplastiku) są uznanymi kancerogenami, a badania laboratoryjne pokazują, że mikroplastik może wywoływać stres oksydacyjny i uszkodzenia genotoksyczne w hodowlach komórkowych. Jednak wykazanie rakotwórczości w populacjach ludzkich przy środowiskowych poziomach ekspozycji wymaga dużych badań epidemiologicznych z długim okresem obserwacji — takie prace są w toku. Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (IARC) nie wydała dotychczas klasyfikacji specjalnie dla mikroplastiku.

Czy organizm potrafi wydalić mikroplastik?

Organizm potrafi usuwać część mikroplastiku poprzez wydalanie — badania potwierdzają, że mikroplastik spożyty z pokarmem przechodzi przez przewód pokarmowy i jest wydalany ze stolcem. Część cząstek, zwłaszcza mniejszych, jest jednak wchłaniana przez ścianę jelita i rozprowadzana w krwi oraz tkankach. Nanoplastiku, który wnika do wnętrza komórek, praktycznie nie da się usunąć obecnymi metodami medycznymi. Nie istnieją ugruntowane interwencje kliniczne ograniczające obciążenie organizmu mikroplastikiem.

Czy dzieci są bardziej narażone na skutki zdrowotne mikroplastiku?

Dzieci mogą być względnie bardziej narażone ze względu na częstsze wkładanie rąk do ust, wyższy współczynnik oddychania w stosunku do masy ciała oraz więcej czasu spędzanego na podłodze, gdzie stężenia cząstek mikroplastiku bywają wyższe. Pod względem rozwojowym dzieci są też bardziej wrażliwe na substancje zaburzające gospodarkę hormonalną, ponieważ ich układ hormonalny jest w fazie aktywnego rozwoju. Wykrycie mikroplastiku w ludzkich łożyskach wskazuje, że ekspozycja płodu rozpoczyna się już przed narodzinami. Badacze zajmujący się zdrowiem dzieci wskazują populację pediatryczną jako szczególnie istotną dla dalszych badań.