Mikroplastik powoli zabija nas od środka!

Zanieczyszczenie tworzywami sztucznymi to szybko pogłębiająca się katastrofa ekologiczna [1], a co za tym idzie – ogromne zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt. W przedstawionym artykule skupimy uwagę na wpływie tworzyw sztucznych na organizm człowieka. Wpływ mikroplastiku na organizm ludzki zależy od drogi narażenia, które może nastąpić poprzez wdychanie, kontakt ze skórą i błoną śluzową pokrywającą powierzchnię oczu lub spożycie skażonej żywności [2].

Mikroplastik w żywności

Tworzywa sztuczne są nadal na szeroką skalę wykorzystywane do pakowania artykułów spożywczych i napojów, zarówno bezalkoholowych, jak i alkoholowych. W przypadku bezpośredniego kontaktu opakowanego towaru z tworzywem sztucznym prawdopodobne jest przeniesienie z tworzywa sztucznego do tego towaru dodatków polimerowych, przypadkowych zanieczyszczeń, takich jak monomery, pozostałości katalizatora i pozostałości rozpuszczalników po polimeryzacji, a także frakcji polimerów o niskiej masie cząsteczkowej [3].  W wyniku tego istnieje ryzyko toksycznego zagrożenia dla konsumenta.

Mikroplastiki (MPs) stanowią potencjalne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego ze względu na ich powszechną obecność w spożywanej przez nas żywności. Najczęściej spotykane w żywności cząsteczki tworzyw sztucznych mają kształt włókien i są koloru niebieskiego [4].

Źródłem zagrożenia mikroplastikami dla ludzi mogą być napoje i żywność, taka jak woda, herbata (najczęściej w torebkach), piwo, białe wino, napoje energetyczne, produkty pochodzenia zwierzęcego, w tym ryby i skorupiaki, przyprawy: w tym sól oraz cukier, a także miód, mleko, mięso drobiowe, owoce i warzywa: jabłka, gruszki, brokuły, marchewka i sałata [5].

Uważa się, że najczęstszą drogą narażenia na mikro i nanoplastik jest przewód pokarmowy. Można je połknąć mimowolnie. Oszacowano, że ludzie na całym świecie mogą spożywać 0,1–5 g tych cząstek tygodniowo [6]. Po doustnym narażeniu na mikroplastik w przewodzie pokarmowym mogą pojawić się substancje niebezpieczne (np. wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne – WWA i polichlorowany bifenyl – PCB) [7]. Mikroplastiki mogą być wprowadzane do łańcucha pokarmowego podczas przygotowywania, gotowania i przetwarzania żywności. Szacuje się, że podczas przygotowywania żywności na plastikowej desce do krojenia powstaje 100–300 MPs/mm [8]. Cząsteczki tworzyw sztucznych mogą być również uwalniane z powierzchni pojemników na żywność pod wpływem ogrzewania w kuchence mikrofalowej lub piekarniku [Marazuela i in. 2022].

Przykładem wzrostu narażenia człowieka na mikro i nanoplastik jest woda mineralna
w butelkach PET (Tereftalan polietylenu). Stwierdzono, że jednorazowe butelki PET charakteryzowały się stężeniami tych substancji w zakresie od 0,1 do 1,8 μg/dm³, natomiast dla butelek wielokrotnego użytku wartości te wzrosły kilkukrotnie, aż do 0,6–7,3 μg/dm³ [10]. Różnica wynikała głównie z tego, że znaczne ilości cząstek tworzyw sztucznych uwalniały się z pojemników na żywność i napoje w wyniku łuszczenia się ich wewnętrznej powierzchni podczas mycia (zarówno gorącą wodą – 95 °C, jak i zimną wodą – z dodatkiem lodu).

Część mikroplastików jest wydalana z organizmu ludzkiego z kałem [11]. Badania kału potwierdziły, że stężenie PET w kale niemowląt było 10-krotnie wyższe niż w próbkach dorosłych. Szczególnie niepokojąca jest informacja, że mikroplastik wykryto także w próbkach smółki (pierwsze stolce w życiu noworodka) [12]. Ponieważ mikroplastik wykryto w ludzkich odchodach, uważa się, że może on bezpośrednio wpływać na mikroflorę [13].

Mikroplastik w kosmetykach

Problem dotyczy również kosmetyków. Firmy kosmetyczne używają plastikowych mikrogranulek (zwanych też mikroplastikami pierwotnymi; w odróżnieniu od mikroplastików wtórych, które pochodzą z rozkładu tworzyw sztucznych), przede wszystkim, jako zamiennika naturalnych substancji złuszczających, ale nie tylko – może on pełnić również rolę substancji filmotwórczych oraz zagęstników [14].

Najwięcej mikroplastiku znajduje się w produktach kosmetycznych, takich jak: pasty do zębów, peelingi, płyny pod prysznic, szampony, dezodoranty, mydła, produkty suche oraz mokre do makijażu, kremy do twarzy, lakiery do paznokci, kremy do golenia oraz w produktach do opalania. W każdym z tych produktów można znaleźć frakcję mikroplastiku — w zależności od typu danego kosmetyku jest to od 1% do nawet 90% [15].

W Polsce producenci nie mają obowiązku dodatkowego oznakowania produktów kosmetycznych zawierających mikroplastik. Z tego powodu konsumenci mają problem z rozpoznaniem, czy używany przez nich produkt zawiera ten niebezpieczny dla człowieka i środowiska składnik. W tabeli poniżej przedstawiono składniki wg nomenklatury INCI (International Nomenclature Cosmetic Ingredients) oraz rodzaje kosmetyków, do produkcji których producenci wykorzystują polimery syntetyczne [14].

Nazwa INCI	Nazwa popularna	Kosmetyki
Polyethylene, PE	Polietylen	Peelingi, pasty do zębów, odżywki do włosów, żele pod prysznic
Polypropylene, PP	Polipropylen	Peelingi, pasty do zębów, odżywki do włosów, żele pod prysznic
Polyethylene Terephthalate	Politereftalan etylenu	Lakiery do paznokci, opakowania do kosmetyków
Polyester, Polyester-1, Polyester-11	Poliester	Odżywki do włosów i paznokci, emulsje, kosmetyki do układania włosów, kosmetyki kolorowe
Nylon-12, Nylon-6,  Nylon-66, Polyamid	Poliamid	Pomadki, baza pod cienie, 3 Nylon-66, Polyamid kremy BB, podkłady do make-up
Polyurethane, Polyurethane 2, Polyurethane-14, Polyurethane-35	Poliuretan	Kosmetyki do układania włosów
Polyimide, Polyimid-1	Poliimid	Kosmetyki do układania włosów
Acrylates Copolymer, Acrylates Crosspolymer, Allyl Methacrylates, Crosspolymer,Acrylates/C10-30Alkyl, Acrylate Crosspolymer	Kopolimery akrylowe	Żele do włosów, odżywki, maski na bazie hydrożelu, tusze do rzęs, lakiery do paznokci, kremy BB
Polyquaternium-7	Kopolimer chlorku [N,N dimetylo-N-(2-propenylo]-2 propen-2-amoniowego z 2 propenamidem	Szampony, odżywki do włosów, mydła, żele do kąpieli, pianki oraz kremy do golenia, lakiery do włosów

Z kosmetyków po ich spłukaniu z naszego ciała mikroplastiki trafiają do systemu kanalizacyjnego, a następnie do rzek, jezior i oceanów. W środowisku wodnym te drobne cząsteczki mogą być połykane przez organizmy wodne. Konsumując ryby i owoce morza, które z kolei pochłonęły mikroplastiki, narażamy się na powtórne ryzyko ich gromadzenia w naszych organizmach.

W ciągu ostatnich dziesięciu lat przekonująco udokumentowano powszechną obecność nano- i mikroplastiku w ciele człowieka – może on swobodnie przekraczać u człowieka różne bariery biologiczne, przez co obecny jest w ośrodkowym układzie nerwowym, w płucach, komórkach krwi, mleku kobiet, zaś co najbardziej niepokojące, badacze z Włoch znaleźli go także w łożysku ciężarnych kobiet – od tego momentu potencjalne zagrożenia zdrowotne stąd płynące nie mogą już być ignorowane [16,17].

W ostatnim czasie pojawiło się wiele artykułów w wiodących medycznych czasopismach naukowych opisujących m.in. dewastujący wpływ mikroplastiku na krążenie tętnicze. Przytoczyć należy tu badanie przeprowadzone na ponad 200 osobach poddawanych zabiegom chirurgicznym, które wykazało, że prawie 60% z nich miało mikroplastik lub nawet mniejsze cząsteczki nanoplastiku w tętnicy głównej; osoby te, najprawdopodobniej na skutek następczego procesu mikrozapalenia w śródbłonku naczyń, były 4,5 razy bardziej narażone na zawał serca, udar mózgu lub śmierć w ciągu około 34 miesięcy po operacji aniżeli ci, których tętnice były wolne od plastiku [18]. Inne badania wiążą obecność tych cząstek z różnymi postaciami nieswoistych zapaleń jelit, bowiem chorzy wydalają z kałem znacznie większe ilości mikro i nanoplastiku w porównaniu z osobami zdrowymi [19], spekuluje się też o roli tych cząstek w nowotworach jelita grubego u osób młodych.

Przenikając przez skórę mikroplastiki powodują reakcje alergiczne i stany zapalne. Ponadto badania wykazały, że cząsteczki mikroplastiku uszkadzają nasze komórki układu odpornościowego. Co więcej: cukrzyca u dorosłych, wczesne dojrzewanie, a nawet otyłość, zostały powiązane z wpływem niektórych rodzajów tworzyw sztucznych [20].

Aby spełnić standardy bezpieczeństwa przeciwpożarowego, producenci produktów ochrony zdrowia dodają ognioodporne chemikalia, zwane „środkami zmniejszającymi palność”, w celu spowolnienia lub zapobiegania pożarom. Podgrupa tych środków zmniejszających palność, zwana „bromowanymi środkami zmniejszającymi palność” (BFR), jest obecnie przedmiotem intensywnej analizy ze względu na coraz większą liczbę dowodów na ich bioakumulację w łańcuchu pokarmowym i w organizmie oraz powodowanie niekorzystnych skutków u dzieci. Mleko amerykańskich kobiet zawiera najwyższy poziom BFR spośród wszystkich na świecie występujących w mleku ludzkim [21]. Narażenie na te dodatki do tworzyw sztucznych może prowadzić do zmiany aktywności hormonalnej poprzez mechanizmy ukierunkowane na różne poziomy osi podwzgórze-przysadka-gonady/tarczyca [22].

Pracownicy w branżach związanych z tworzywami sztucznymi zapadają na wiele rodzajów nowotworów z powodu przewlekłego narażenia na wysoki poziom mikrodrobin plastiku unoszących się w powietrzu. Cytotoksyczność indukowana przez mikroplastiki i/lub nanoplastiki stymuluje stres oksydacyjny poprzez wytwarzanie wolnych rodników pochodzących z reaktywnych form tlenu (ROS) [23].

Trudno wyobrazić sobie życie bez tworzyw sztucznych, jednak rosnąca świadomość zagrożeń dla zdrowia skłania do poszukiwania alternatyw. Przykładami niech będą chociażby:

1. Zwiększenie wykorzystania materiałów szklanych
2. Ograniczanie podgrzewania tworzyw sztucznych w mikrofalach
3. Stosowanie biotworzyw
4. Poszukiwanie i prace badawcze nad nowymi i łatwiejszymi do recyklingu formami użytkowymi, w odniesieniu do opakowań, zabawek, artykułów gospodarczych i przemysłowych itp.

Literatura:

1. Balanda, O., Inwazja plastiku, Blog Zielony WSIiZ (20.06.2024) Link: https://zielonyblog.wsiz.edu.pl/inwazja-plastiku/
2. Yang, X., Y. B. Man, M. H. Wong, R. B. Owen, and K. L. Chow. 2022. Environmental health impacts of microplastics exposure on structural organization levels in the human body. The Science of the Total Environment 825:154025. doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.154025.
3. Crompton, T. R. (2013). Additive migration from plastics into food. Elsevier.
4. Bai, C.-L., L.-Y. Liu, Y.-B. Hu, E. Y. Zeng, and Y. Guo. 2022. Microplastics: A review of analytical methods, occurrence and characteristics in food, and potential toxicities to biota. The Science of the Total Environment 806 (Pt 1):150263. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.150263.
5. Kadac-Czapska, K., Knez, E., & Grembecka, M. (2022). Food and human safety: the impact of microplastics. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 64(11), 3502–3521. https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2132212
6. Senathirajah, K., A. Simon, B. Geetika, M. Carbery, S. Wilson, and T. Palanisami. 2021. Estimation of the mass of microplastics ingested – A pivotal first step towards human health risk assessment. Journal of Hazardous Materials 404 (Pt B):124004. doi: 10.1016/j.jhazmat.2020.124004.
7. Kumar, R., C. Manna, S. Padha, A. Verma, P. Sharma, A. Dhar, A. Ghosh, and P. Bhattacharya. 2022. Micro(nano)plastics pollution and human health: How plastics can induce carcinogenesis to humans? Chemosphere 298:134267. doi: 10.1016/j.chemosphere.2022.134267.
8. Luo, Y., C. Chuah, A. Amin, A. Khoshyan, C. T. Gibson, Y. Tang, R. Naidu, and C. Fang. 2022. Assessment of microplastics and nanoplastics released from a chopping board using raman imaging in combination with three algorithms. Journal of Hazardous Materials 431:128636. doi: 10.1016/j.jhazmat.2022.128636.
9. Marazuela, M. D., M. Klaiber, E. Moreno-Gordaliza, A. Barata, and M. M. Gómez-Gómez. 2022. Safety assessment of commercial antimicrobial food packaging: Triclosan and microplastics, a closer look. Food Packaging and Shelf Life 31:100780. doi: 10.1016/j.fpsl.2021.100780.
10. Schymanski, D., C. Goldbeck, H. U. Humpf, and P. Fürst. 2018. Analysis of microplastics in water by micro-raman spectroscopy: Release of plastic particles from different packaging into mineral water. Water Research 129:154–62. doi: 10.1016/j.watres.2017.11.011.
11. Luqman, A., H. Nugrahapraja, R. A. Wahyuono, I. Islami, M. H. Haekal, Y. Fardiansyah, B. Q. Putri, F. I. Amalludin, E. A. Rofiqa, F. Götz, et al. 2021. Microplastic contamination in human stools, foods, and drinking water associated with indonesian coastal population. Environments 8 (12):138. doi: 10.3390/environments8120138.
12. Zhang, J., L. Wang, L. Trasande, and K. Kannan. 2021. Occurrence of polyethylene terephthalate and polycarbonate microplastics in infant and adult feces. Environmental Science & Technology Letters 8 (11):989–94. doi: 10.1021/acs.estlett.1c00559.
13. Lu, L., T. Luo, Y. Zhao, C. Cai, Z. Fu, and Y. Jin. 2019. Interaction between microplastics and microorganism as well as gut microbiota: A consideration on environmental animal and human health. The Science of the Total Environment 667:94–100. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.02.380.
14. Grobelna B., Mikroplastiki w kosmetykach – surowce zastępcze. Pracownia Chemii i Analityki Kosmetyków, Wydział Chemii, Uniwersytet Gdański. 1-9, 2017
15. Leslie, H. A. (2014). Review of microplastics in cosmetics. IVM Institute for Environmental Studies, 476, 1-33.
16. Weingrill, R. B., Lee, M. J., Benny, P., Riel, J., Saiki, K., Garcia, J., … & Urschitz, J. (2023). Temporal trends in microplastic accumulation in placentas from pregnancies in Hawaiʻi. Environment international, 180, 108220
17. Qian, N., Gao, X., Lang, X., Deng, H., Bratu, T. M., Chen, Q., … & Min, W. (2024). Rapid single-particle chemical imaging of nanoplastics by SRS microscopy. Proceedings of the National[NG1] [UB2]  Academy of Sciences, 121(3), e2300582121.
18. Marfella, R., Prattichizzo, F., Sardu, C., Fulgenzi, G., Graciotti, L., Spadoni, T., … & Paolisso, G. (2024). Microplastics and nanoplastics in atheromas and cardiovascular events. New England Journal of Medicine, 390(10), 900-910.
19. Yan, Z., Liu, Y., Zhang, T., Zhang, F., Ren, H., & Zhang, Y. (2021). Analysis of microplastics in human feces reveals a correlation between fecal microplastics and inflammatory bowel disease status. Environmental science & technology, 56(1), 414-421.
20. Sjödin, A., Wong, L. Y., Jones, R. S., Park, A., Zhang, Y., Hodge, C., … & Patterson Jr, D. G. (2008). Serum concentrations of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and polybrominated biphenyl (PBB) in the United States population: 2003–2004. Environmental science & technology, 42(4), 1377-1384.
21. She J, Holden A, Sharp M, Tanner M, Williams-Derry C, Hooper K. Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and polychlorinated biphenyls (PCBs) in breast milk from the Pacific Northwest. Chemosphere. 2007;67:S307–17
22.  Boas M, Feldt-Rasmussen U, Skakkebaek NE, Main KM. Environmental chemicals and thyroid function. Eur J Endocrinol. 2006;154:599–611.
23. Liu, Z.; Yu, P.; Cai, M.; Wu, D.; Zhang, M.; Huang, Y.; Zhao, Y. Polystyrene nanoplastic exposure induces immobilization, reproduction, and stress defense in the freshwater cladoceran Daphnia pulex. Chemosphere 2019, 215, 74–81.