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pte20210730021 Forschung/Entwicklung, Medizin/Wellness

Mikroplastik kann Zellmembranen schädigen

Hülle roter Blutkörperchen gedehnt, was zu einer starken mechanischen Destabilisierung führt


Zersetzendes Plastik: schädigt Zellen (Foto: unsplash.com, Nariman Mesharrafa)
Zersetzendes Plastik: schädigt Zellen (Foto: unsplash.com, Nariman Mesharrafa)

Saarbrücken/Tarragona (pte021/30.07.2021/10:30) - Das in Unmengen zum Beispiel in den Ozeanen vorkommende Mikroplastik dehnt die Membranen menschlicher roter Blutkörperchen und verringert dadurch deren mechanische Stabilität stark. Zu dem Schluss kommen Forscher der Universität des Saarlandes und der Universität Tarragona in ihrer neuesten in "PNAS" veröffentlichten Studie.

Membranfläche verbraucht

"Wir haben beobachtet, dass sich die Membranen von künstlichen Zellen und roten Blutkörperchen in Gegenwart von Mikroplastik dehnen. Anscheinend entzündet sich die Membran der roten Blutkörperchen des Menschen spontan", erklärt Jean-Baptiste Fleury von der Saarbrücker Universität die massive Wirkung dieses Mikroplastiks auf die Zellmembranen.

Fleurys Kollege, der theoretische Physiker Vladimir Baulin von der Universität Rovira i Virgili in Tarragona, hat ein mathematisches Modell entwickelt, wie Plastikpartikel auf Zellmembranen wirken. "Vereinfacht gesagt, hat das Modell vorhergesagt, dass jedes Partikel einen Teil der Membranfläche verbraucht, was dazu führt, dass sich die Membran um ein Partikel zusammenzieht. Dieser Effekt führt dann zwangsläufig zu einer mechanischen Dehnung der Zellmembran", so Fleury."Wir konnten überdies experimentell nachweisen, dass das theoretische Modell sogar den Anstieg der Zellmembranspannung quantitativ vorhersagen kann."

Mikrofluidik-Technologie genutzt

Der Saarbrücker Forscher hat mithilfe der Mikrofluidik-Technologie ein Modell einer menschlichen Zellmembran und roter Blutkörperchen hergestellt und maß die Spannung dieser Membranen in Kontakt mit Mikroplastik. Die Physiker machten dabei eine weitere Entdeckung: Die Kunststoffpartikel blieben auf der Zellmembran nie an einer Stelle, sondern wurden durch kontinuierliche Diffusion bewegt. Die Experten vermuten, dass diese Diffusion die Ursache für die anhaltende Spannung auf der Zelloberfläche ist und die mechanische Relaxation der Zelle entgegen der ursprünglichen Annahme damit verhindert wird.

(Ende)
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