Nanopartikel: Segen und Fluch |
Welche schädigenden Wirkungen Nanopartikel beispielsweise auf Nervengewebe haben können, ist eine der zentralen Fragen bei einer Tagung des Leibniz-Forschungsverbunds «Nanosicherheit» zum Thema Nanosafety ab 11. Oktober in Saarbrücken. In den vergangenen Jahren hätten sich die Hinweise gemehrt, dass bestimmte Nanopartikel, beispielsweise aus Dieselabgasen oder Schweißruß, das zentrale Nervengewebe schädigen könnten, heißt es bei der Nachrichtenagentur dpa. Ein Team um den Partikeltoxikologen Roel Schins vom Leibniz-Institut für umweltmedizinische Forschung in Düsseldorf habe nachgewiesen, dass allerkleinste Partikel bei Mäusen mit Alzheimer verbundene Effekte auslösen können.
Nanopartikel können im menschlichen Körper große Wirkungen entfalten – positive zum Beispiel als Medikamententransporter, aber auch negative, indem einige Lungen- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen mitverursachen oder verstärken können. Seit einigen Jahren mehren sich laut dpa zudem Hinweise, dass bestimmte Nanopartikel Nervengewebe schädigen können. «Verallgemeinern lässt sich dies jedoch nicht. Befunde, die für verbrennungsgenerierte, luftgetragene Nanopartikel gelten, sind nicht unbedingt auf Nanopartikel übertragbar, die gezielt eingesetzt werden. Letztere sind in der Regel nicht in der Atemluft enthalten», erklärt Annette Kraegeloh, Koordinatorin des Leibniz-Forschungsverbundes Nanosicherheit.
Schins ist sich sicher, dass Nanopartikel, etwa aus Dieselruß, Effekte auf das zentrale Nervensystem haben können. Sein Team habe in Zusammenarbeit mit Kollegen vom Niederländischen Institut für Volksgesundheit und Umwelt sowie der Universitätsmedizin in Göttingen zeigen können, dass diese Partikel aus Abgasen bei Mäusen die Bildung der mit Alzheimer verbundenen sogenannten Amyloid-Plaques beschleunigen und die motorischen Defizite verstärken. Auch Demenzformen werden mit Nanopartikeln aus der Verbrennung in Verbindung gebracht.
Wie Kraegeloh betont laut dpa auch Schins: «Für andere, technisch hergestellte Nanopartikel wissen wir das noch nicht.» Tatsächlich gebe es eine unglaubliche Vielzahl von Nanopartikeln, der Begriff beschreibe alle Objekte mit einer Größe zwischen 1 und 100 Nanometer. So machten beispielsweise winzige Keramikpartikel Lacke kratzfest. Zinkoxid-Nanoteilchen verleihten Sonnencreme eine höhere Schutzwirkung und Salz riesele dank Siliziumdioxid-Zwergen besser. Nanopartikel könnten komplett harmlos sein, oder eben nicht. Und ständig würden neue geschaffen. «Deswegen ist es generell schwierig, vorherzusagen, wie sie sich verhalten», sagt Kraegeloh. Schon in der Entwicklung von neuen Nanomaterialien solle nun sichergestellt werden, dass die Teilchen sicher sind. Eine Möglichkeit sei, die Partikel so in Materialien einzubinden, dass sie nicht in die Luft gelangen.
Sind Teilchen nanoklein, sind sie wirksamer, weil sich die Oberfläche verändert, die mit dem Körper in Kontakt kommt. In den Körper gelangen können sie entweder direkt über die Nase oder über Lunge oder Magen-Darm-Trakt ins Blut. Schins: «Aus der Nasenschleimhaut können sie über die Nerven ins Hirn transportiert werden. Das ist für bestimmte Nanopartikel schon lange bekannt, denn Viren können das auch – sie sind von der Größe her biologische Nanopartikel.»
Andere Partikel können durch die Lunge zum Teil ins Blut und dann vereinzelt durch die Blut-Hirn-Schranke ins Gehirn gelangen. Der Neurotoxikologe Christoph van Thriel vom Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund erklärt, dass viele Nanopartikel eine hohe Ladungsdichte haben. Deswegen reagierten sie mit Membranen und Proteinen, die dann ihre normalen Eigenschaften verlören. «Das Problem ist: Wir wissen nicht, ob die Konzentrationen im Gehirn erreicht werden, die für den Menschen relevant sind.» Denn es gebe nur sehr wenige Datenbanken mit Gehirnen von Organspendern, die auf Schadstoffe hin untersucht werden könnten.
Eine indirekte Wirkungsweise von Nanopartikeln erforscht laut dpa Michelle Block aus Indianapolis in den USA. Eine Entzündung in der Lunge könnte demnach möglicherweise auch Effekte im Gehirn auslösen. Die Immunsignale könnten sogenannte Mikroglia, die Immunzellen des Gehirns, aktivieren oder über Rezeptoren auf den Neuronen Prozesse der Informationsverarbeitung direkt beeinflussen.
Ob die neurotoxischen und neurodegenerativen Effekte durch die Partikel selbst oder die indirekten Wirkungen zustande kommen, sei derzeit die «Millionen-Dollar-Frage», sagt Schins. Für viele Verbraucher stellt sich auch die Frage, wo überall Nanopartikel enthalten sind. Das Umweltbundesamt forderte schon 2009 ein Register für Produkte mit Nanomaterialien, doch bis heute gibt es so etwas weder national noch auf EU-Ebene.
Allerdings hat die Naturschutzorganisation BUND eine Datenbank aufgebaut. 1100 Nano-Produkte befinden sich darin. Dunkelziffer: unbekannt. «Es gibt keine Registrierungspflicht für Nanoprodukte», sagt Rolf Buschmann vom technischen Umweltschutz des BUND. Einige Produkte sind nach einer Verordnung des Europäischen Parlaments immerhin gekennzeichnet, aber nur, wenn es sich um Lebensmittel, Kosmetika oder Schädlingsbekämpfungsmittel handelt.
Laut Buschmann kommt noch hinzu, dass es eine Lücke in der Regulierung gibt. «Die Lebensmittelüberwachungsämter können Nanopartikel bisher nicht detektieren. Dazu fehlt ihnen die adäquate Analytik.» Er wolle nicht suggerieren, dass die neuen Nanopartikel gefährlich seien, sagt Buschmann. Aber für die Entscheidungsfindung sei es wichtig zu wissen, was wo enthalten ist. «Das gehört sich so.»
09.10.2017 l PZ/dpa
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