Wie schädigt Mikroplastik die Nieren?

Eine Studie vom Februar dieses Jahres zeigte, dass Mikroplastik (MP) im menschlichen Körper weit verbreitet ist, nicht nur in Lunge, Darm, Leber, Blut, Urin und Nieren, sondern auch in der Plazenta. Darüber hinaus haben Studien gezeigt, dass MP nach und nach zu einem globalen Problem geworden ist, das in Wasser, Luft, Nahrung und Boden weit verbreitet ist, und dass der MP-Gehalt mit negativen biologischen Auswirkungen verbunden ist. Menschen können durch MP durch Ernährung, Inhalation oder Hautkontakt „befallen“ werden, was zu Stoffwechselveränderungen führen kann. Einige frühere Erkenntnisse zeigen, dass MP Entzündungen, Funktionsstörungen von Organen durch oxidativen Stress und Stoffwechselstörungen fördert, und es gibt ein dosisabhängiges Phänomen.

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Allerdings ist derzeit nicht ganz klar, wie sich MP auf die menschlichen Nieren auswirkt und welchen Zusammenhang es mit Nierenerkrankungen hat. Aus diesem Grund veröffentlichte Kidney International eine Rezension von Wissenschaftlern aus vielen Ländern2, in der die Definition und Quelle von MP, bestehende Nachweismethoden, die wichtigste biologische Toxizität und, was noch wichtiger ist, einige klassische präklinische und klinische Studien zu MP bei Nierenerkrankungen beschrieben wurden. Wissenschaftler hoffen, dass diese Informationen die Aufmerksamkeit aller auf sich ziehen und Klinikern bei der Durchführung relevanter Forschungsarbeiten helfen können.

Definition und Ursprung von MP

MP stammt aus Kunststoff, der 1909 vom belgischen Chemiker Leo Hendrik Baekeland erfunden wurde und eine 100-jährige Geschichte hat. Kunststoff ist in unserer Arbeit und unserem Leben weit verbreitet. Im medizinischen Bereich ist Kunststoff weit verbreitet. Reagenzgläser, OP-Abdecktücher, Katheter, Sonden und venöse/arterielle Zugänge enthalten alle Kunststoff oder bestehen überwiegend aus Kunststoff. Gerade weil Plastik in unserem Leben weit verbreitet ist, sind auch kunststoffbedingte Abfälle und Umweltverschmutzung auf der ganzen Welt weit verbreitet. Beispielsweise haben sich im Meer mehr als 250.000 Tonnen Plastikmüll angesammelt.

Durch Zersetzung oder mechanische Einwirkung kann Kunststoff in kleine Partikel zerlegt werden, bei denen es sich um MP oder Nanoplastik handelt. MP ist ein organischer Polymerpartikel mit einer Größe von weniger als 5 mm und verschiedenen Formen, während Nanoplastik (immer noch umstritten) Polymere mit einer Größe von weniger als 1 Mikrometer sind. Aufgrund der langen Zeit bis zum vollständigen Abbau von Kunststoff und der großen täglichen Produktion ist unser Leben voller Kunststoff und MP.

Biotoxizität von MP

Vor vielen Jahren haben In-vitro- und In-vivo-Studien gezeigt, dass MP mit entzündlichen Molekülstörungen (wie Interleukinen, Tumornekrosefaktoren, Chemokinen, Transkriptions- und Wachstumsfaktoren usw.) und oxidativem Stress verbunden ist. Darüber hinaus können MP und Nanoplastik Schwermetalle und andere organische Verbindungen in den menschlichen Körper transportieren/einkapseln (wie ein Trojanisches Pferd), was das Krebsrisiko erhöht. Phthalate und andere Zusatzstoffe, die im Herstellungsprozess von Kunststoffen verwendet werden, können zusätzliche Toxizität verursachen. Kurz gesagt, verschiedene MP und Nanoplastik haben je nach Prozess unterschiedliche Toxizität für Menschen und Organismen. Unabhängig vom Verfahren zur Herstellung von Kunststoffen sind deren MP und Nanoplastik jedoch giftig für Organismen.

Studien haben bestätigt, dass sich MP in mehreren Organen ansammeln kann. Im Jahr 2022 entdeckten Wissenschaftler erstmals MP im menschlichen Blut und stellten fest, dass sich MP in menschlichen Blutgefäßen ansammeln und dadurch das Herz-Kreislauf-System gefährden kann. Andere Studien haben ergeben, dass MP das endokrine System von Säugetieren beeinflussen kann, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Schilddrüse, die Hoden, die Eierstöcke, die Hypophyse und die Nebennieren. Daher hat MP das Potenzial, das Fortschreiten chronischer Krankheiten wie Fettleibigkeit, Diabetes und Krebs zu fördern. Darüber hinaus legen Studien an Mausmodellen nahe, dass MP die Selbsterneuerungsfähigkeit hämatopoetischer Stammzellen verringern kann.

MP-Erkennungsmethoden

Derzeit ist die Messung von MP in vivo eine anspruchsvolle Aufgabe. Denn es gibt derzeit keine Messmethode, die verschiedene MP-Typen vollständig qualitativ oder quantitativ untersuchen kann. Verschiedene Arten von Mikroskopen können MP physikalisch von Nicht-MP-Geweben unterscheiden, sind jedoch schwieriger für die Quantifizierung und Identifizierung verschiedener MP-Typen zu verwenden. Analysetechniken wie die Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) und die Raman-Spektroskopie können verschiedene MPs basierend auf der Art des Kunststoffs und/oder des Zusatzstoffs unterscheiden. Massenspektrometrie und Gaschromatographie können MP nachweisen, ihre Probenvorbereitung kann jedoch umständlich sein.

Darüber hinaus erfordern unterschiedliche biologische Proben möglicherweise unterschiedliche Messmethoden, wie z. B. Pyrolyse-Gaschromatographie-Massenspektrometrie für Blutproben, Raman-Spektroskopie für Urin, Infrarotspektroskopie für Fäkalien und Mikroskopie (einschließlich Färbung und Fluoreszenzlicht) für die MP-Anreicherung in festen Geweben (wie Leber und Niere). Daher sollte den Untersuchungsmethoden in tierexperimentellen und klinischen Studien im Zusammenhang mit MP besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden.

Auswirkungen von MP auf die Niere

1 Forschungsergebnisse

Derzeit basieren die Beweise für die Wirkung von MP auf die Niere hauptsächlich auf Tiermodellen, und es gibt weniger klinische Beweise. Einige Schlussfolgerungen aus Tiermodellen können jedoch als Referenz für die klinische Forschung dienen. Allerdings kommt MP sowohl in den Nieren als auch im Urin von Menschen und Tiermodellen vor.

Eine Studie an einem männlichen Mausmodell zeigte, dass MP möglicherweise über den Urin ausgeschieden wird. Mäuse wurden fluoreszierenden Polystyrol-Mikropartikeln (100 nm und 3 μm) durch Injektion in die Schwanzvene, orale Sondenernährung oder Lungenperfusion ausgesetzt. Die Ergebnisse zeigten, dass MP in den glomerulären Büscheln vorkam und die intakte glomeruläre Barriere nicht passieren konnte. Nachdem MP den Glomerulus durch die abführende Arterie verlassen und in die Kapillaren der Nierentubuli gelangt war, wurde es von den Epithelzellen der proximalen Tubuli aufgenommen, über das renale tubuläre Sekretionssystem in das Lumen der Nierentubuli ausgeschieden und mit dem Urin ausgeschieden .

Eine andere Studie bestätigte jedoch, dass die MP-Exposition durch die Zellmembran aufgenommen wurde und diese Partikel auch im Zytoplasma vorhanden waren, was zu einer erhöhten mitochondrialen Aktivität, einer Überexpression proapoptotischer Zytokine und letztendlich einer verstärkten Entzündung führen könnte.

Eine weitere Beweislinie zeigte, dass sich Polystyrol-Mikropartikel in den Nieren von Mäusen ansammeln konnten und die Hauptursache für Nierenversagen waren, wenn MP nicht einmal, sondern in mehreren Dosen ({{0}},2 oder 0,4 mg/Tag injiziert wurde und Multiorganschäden bei Mäusen. Wenn 1 μm Polystyrol in einer Dosis von 2 mg/kg über 28 Tage verabreicht wurde, zeigten die Nieren von Mäusen erheblichen oxidativen Stress, Entzündungen und endoplasmatischen Retikulumstress. Wenn MP oral eingenommen wird, ist es auch für junge Mäuse nephrotoxisch, was sich in Gewichtsverlust, verminderter Nieren- und Herzfunktion äußert und möglicherweise auch mit Hämaturie und einem signifikanten Anstieg des Serumkreatinins einhergeht.

Die oben genannten Beweise sind in Abbildung 1 zusammengefasst. Abbildung 2 fasst die Auswirkungen von MP auf biologische Gewebe zusammen, insbesondere die Stellen, Gewebe oder Körperflüssigkeiten, an denen sich MP ansammelt.

Leider gibt es jedoch keine Studien zu MP beim Menschen.

2 Zukünftige Forschungsrichtungen für MP und CKD

Obwohl wir derzeit festgestellt haben, dass menschliche Nieren und Urin eine große Menge MP enthalten, wurden keine klinischen Studien zum regelmäßigen menschlichen Verzehr bzw. zur MP-Exposition durchgeführt. Daher ist nicht klar, welche langfristigen Auswirkungen die MP-Exposition auf die menschlichen Nieren hat und wie hoch der Mindestschwellenwert der MP-Exposition ist.

Wir können die folgenden drei Fragen untersuchen:

① Können menschliche Glomeruli MP filtern? Wie viel kann gefiltert werden?

② Verschlimmert die Akkumulation von MP die CKD?

③ Die Ansammlung urämischer Toxine kann die Darmbarriere schädigen. Hilft dieser Schaden also, dass der Körper MP absorbiert?

Anhand von Tiermodellen können wir jedoch erkennen, dass MP Veränderungen der Nierenfunktion und -morphologie hervorrufen und Schäden an mehreren Organen verursachen kann. Zweitens hängt die Anreicherung von MP mit der Partikelgröße von MP zusammen. Schließlich wurde noch keine Studie untersucht, ob MP mit dem Fortschreiten der CKD zusammenhängt. Wissenschaftler glauben, dass dies in Zukunft eingehend untersucht werden sollte.

Darüber hinaus müssen wir mehr Analysen bei Patienten durchführen, die sich einer Hämodialyse und einer Peritonealdialyse unterziehen. Peritonealdialyse- und Hämodialysepatienten sind täglich einer großen Menge Plastik ausgesetzt, etwa bei Kathetern, Dialysatoren und Dialysatverpackungen, die alle mit Plastik in Zusammenhang stehen. Das Blut fließt durch kunststoffhaltige Katheter und Dialysatoren, und das Peritoneum steht in direktem Kontakt mit dem Dialysat (das sich in der letzten Sekunde möglicherweise in einem Kunststoffbehälter befand), und auch der Peritonealkatheter besteht aus Kunststoff. Daher sollten wir uns auf die Untersuchung dieser Personengruppe konzentrieren.

Derzeit läuft nur eine klinische Studie zu PM und Nierenerkrankungen (NCT05155267), die darauf abzielt, festzustellen, ob PM in den Körperflüssigkeiten (einschließlich Blut, Lymphe usw.) von Hämodialysepatienten genetische Toxizität, Immunschäden und Nierenschäden verursachen .

Darüber hinaus sollten wir mehr klinische Studien zur Entfernung und/oder zum Abbau von PM im menschlichen Körper durchführen, da vorhandene Beweise zeigen, dass PM für Organismen toxisch ist. Tiermodellstudien zufolge wird PM über die Nieren ausgeschieden, daher sollten auch Medikamente oder Behandlungen, die auf die Nieren abzielen, für unsere Kollegen von Belang sein.

Wie behandelt Cistanche Nierenerkrankungen?

Cistancheist eine traditionelle chinesische Kräutermedizin, die seit Jahrhunderten zur Behandlung verschiedener Gesundheitszustände eingesetzt wird, darunterNiereKrankheit. Es wird aus den getrockneten Stängeln gewonnenCistancheDeserticola, eine Pflanze, die in den Wüsten Chinas und der Mongolei heimisch ist. Die Hauptwirkstoffe von Cistanche sindPhenylethanoidGlykoside, Echinacosid, UndAkteosid, von denen festgestellt wurde, dass sie positive Auswirkungen habenNiereGesundheit.

Unter einer Nierenerkrankung, auch Nierenerkrankung genannt, versteht man eine Erkrankung, bei der die Nieren nicht richtig funktionieren. Dies kann zu einer Ansammlung von Abfallprodukten und Giftstoffen im Körper führen, was zu verschiedenen Symptomen und Komplikationen führen kann. Cistanche kann durch verschiedene Mechanismen bei der Behandlung von Nierenerkrankungen helfen.

Erstens wurde festgestellt, dass Cistanche harntreibende Eigenschaften hat, was bedeutet, dass es die Urinproduktion steigern und dabei helfen kann, Abfallprodukte aus dem Körper auszuscheiden. Dies kann dazu beitragen, die Nieren zu entlasten und die Ansammlung von Giftstoffen zu verhindern. Durch die Förderung der Diurese kann Cistanche auch dazu beitragen, Bluthochdruck zu senken, eine häufige Komplikation einer Nierenerkrankung.

Darüber hinaus hat Cistanche nachweislich eine antioxidative Wirkung. Oxidativer Stress, der durch ein Ungleichgewicht zwischen der Produktion freier Radikale und der antioxidativen Abwehr des Körpers verursacht wird, spielt eine Schlüsselrolle beim Fortschreiten einer Nierenerkrankung. Sie tragen dazu bei, freie Radikale zu neutralisieren, oxidativen Stress zu reduzieren und so die Nieren vor Schäden zu schützen. Die in Cistanche enthaltenen Phenylethanoidglykoside erwiesen sich als besonders wirksam beim Abfangen freier Radikale und bei der Hemmung der Lipidperoxidation.

Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Cistanche eine entzündungshemmende Wirkung hat. Entzündungen sind ein weiterer Schlüsselfaktor für die Entstehung und das Fortschreiten einer Nierenerkrankung. Die entzündungshemmenden Eigenschaften von Cistanche tragen dazu bei, die Produktion entzündungsfördernder Zytokine zu reduzieren und die Aktivierung entzündungsrelevanter Signalwege zu hemmen, wodurch Entzündungen in den Nieren gelindert werden.

Darüber hinaus wurde gezeigt, dass Cistanche immunmodulatorische Wirkungen hat. Bei einer Nierenerkrankung kann das Immunsystem fehlreguliert sein, was zu übermäßigen Entzündungen und Gewebeschäden führt. Cistanche hilft bei der Regulierung der Immunantwort, indem es die Produktion und Aktivität von Immunzellen wie T-Zellen und Makrophagen moduliert. Diese Immunregulation trägt dazu bei, Entzündungen zu reduzieren und weiteren Nierenschäden vorzubeugen.

Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Cistanche die Nierenfunktion verbessert, indem es die Regeneration der Nierenschläuche mit Zellen fördert. Nierentubuläre Epithelzellen spielen eine entscheidende Rolle bei der Filtration und Rückresorption von Abfallprodukten und Elektrolyten. Bei einer Nierenerkrankung können diese Zellen geschädigt werden, was zu einer Beeinträchtigung der Nierenfunktion führt. Die Fähigkeit von Cistanche, die Regeneration dieser Zellen zu fördern, trägt dazu bei, die ordnungsgemäße Nierenfunktion wiederherzustellen und die allgemeine Nierengesundheit zu verbessern.

Zusätzlich zu diesen direkten Auswirkungen auf die Nieren wurde festgestellt, dass Cistanche positive Auswirkungen auf andere Organe und Systeme im Körper hat. Dieser ganzheitliche Gesundheitsansatz ist besonders wichtig bei Nierenerkrankungen, da die Erkrankung oft mehrere Organe und Systeme betrifft. Es hat sich gezeigt, dass es eine schützende Wirkung auf Leber, Herz und Blutgefäße hat, die häufig von Nierenerkrankungen betroffen sind. Durch die Förderung der Gesundheit dieser Organe trägt Cistanche dazu bei, die allgemeine Nierenfunktion zu verbessern und weiteren Komplikationen vorzubeugen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Cistanche ein traditionelles chinesisches Kräuterheilmittel ist, das seit Jahrhunderten zur Behandlung von Nierenerkrankungen eingesetzt wird. Seine aktiven Bestandteile haben harntreibende, antioxidative, entzündungshemmende, immunmodulatorische und regenerierende Wirkungen, die zur Verbesserung der Nierenfunktion beitragen und die Nieren vor weiteren Schäden schützen. Cistanche hat positive Auswirkungen auf andere Organe und Systeme und ist somit ein ganzheitlicher Ansatz zur Behandlung von Nierenerkrankungen.