Mikroplastik könnte zur Entwicklung einer Fettleber beitragen

Ein Team um Prof. Dr. Adi Joshi von der Texas A&M University hat in einer Mausstudie gezeigt, dass Mikroplastik (MP) aus Polyethylen (PE) das Risiko einer Fettlebererkrankung erhöht und sich die Leberschäden in Kombination mit einer ungesunden Ernährung verschlimmern.

Die Erkenntnis, dass Polyethylen – einer der weltweit am häufigsten verwendeten Kunststoffe – zu Lebererkrankungen beiträgt, war besonders überraschend, weil es lange Zeit als einer der biologisch eher inerten Mikroplastikarten galt.

Die Leber, als zentrales Organ für die metabolische Homöostase und Entgiftung, reagiert besonders empfindlich auf anhaltende MP-Belastung. Die Mechanismen, die den Leberreaktionen auf Polyethylen zugrunde liegen, sind den Wissenschaftlern zufolge jedoch noch unzureichend verstanden.

Da sich frühere Studien weitgehend auf andere Arten von Mikroplastik konzentriert hatten, weiß man relativ wenig darüber, wie Polyethylen die Lebergesundheit beeinflusst. Joshis Team untersuchte nun anhand von Mäusen, ob die Exposition gegenüber dem Kunststoff zu einer Fettlebererkrankung beitragen könnte – einer Erkrankung, bei der sich überschüssiges Fett in den Leberzellen ansammelt und von der laut der American Liver Foundation weltweit etwa 25 Prozent der Menschen betroffen sind.

Mithilfe der Spatial Transcriptomics – einer neuen hochauflösenden Technologie, die die Genexpression in intaktem Gewebe untersucht und dabei die genaue physische Position jeder einzelnen Zelle erfasst – identifizierten die Forscher spezifische Bereiche mit Leberschäden. Sie entdeckten, dass Polyethylen PPAR-alpha – ein Protein, von dem bereits bekannt ist, dass es die Fettproduktion in der Leber reguliert – als wichtiger Schalter im Fettstoffwechsel fungiert und direkt auf die Belastung durch Polyethylen reagiert.

Außerdem identifizierten sie ANXA2, ein Gen, das an der Gewebereparatur beteiligt ist, als weiteren potenziellen Akteur im Krankheitsprozess. Laut Joshi erklärt dieser Signalweg, wie Polyethylen die Lebergesundheit beeinflusst und könnte auch neue therapeutische Strategien aufzeigen.

Die Untersuchung an Mäusen zeigte, dass Polyethylen Leberschäden durch den Verlust von festen Fresszellen (Kupffer-Zellen) und der Aktivierung von PPAR-alpha intensiviert. Dabei belegen die Ergebnisse, dass Polyethylen die Entwicklung einer metabolischen Dysfunktion-assoziierten Steatohepatitis (MASH) in Kombination mit der Ernährung massiv beschleunigt.

„Bislang hat sich noch keine Studie mit den Auswirkungen von Polyethylen auf die Lebergesundheit befasst, obwohl es der am häufigsten produzierte Kunststoff ist“, erläutert Joshi. „Was wir nun wissen, ist, dass diese Mikroplastikpartikel, insbesondere Polyethylen, die natürlichen Abwehr- und Reparaturmechanismen unserer Leber beeinträchtigen.“

Die Forscher stellten insgesamt fest, dass Polyethylen bereits für sich genommen die Anzeichen einer Fettlebererkrankung verstärkte und der Zustand sich in Kombination mit einer fett-, fruktose- und cholesterinreichen Ernährung noch weiter verschlimmerte. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Umweltbelastungen und Ernährungsgewohnheiten zusammenwirken und so die Leberschädigung beschleunigen können.

„Menschen, die sich eher nach westlichem Vorbild ernähren, also beispielsweise mit Burgern und Limonaden, haben möglicherweise ein höheres Risiko, eine Fettlebererkrankung zu entwickeln, wenn sie zudem Polyethylen ausgesetzt sind."

Dr. Adi Joshi, außerordentlicher Professor am Texas A & M College of Veterinary Medicine & Biomedical Sciences

Das Team will als Nächstes untersuchen, ob Polyethylen zu späteren Stadien von Lebererkrankungen, einschließlich Fibrose, beiträgt, und weitere molekulare Signalwege erforschen, die an der Reaktion des Körpers auf die Belastung durch Mikroplastik beteiligt sind. Außerdem wollen die Forschenden herausfinden, ob eine Beeinflussung des PPAR-alpha-Signalwegs die schädlichen Auswirkungen von Polyethylen auf die Leber verringern kann.