Kimchi-Bakterium bindet Nanoplastik im Darm

Forschende haben entdeckt, dass ein aus Kimchi isoliertes Bakterium Nanoplastik im Darm binden und aus dem Körper transportieren kann.

Der Befund rückt Mikroorganismen aus fermentierten Lebensmitteln als mögliche Mittel in den Fokus, um die Menge an Kunststoff zu begrenzen, die im menschlichen Körper verbleibt.

Ein Test im Darmmodell

In einer Flüssigkeit, die den menschlichen Darm nachbilden sollte, hielt das Kimchi-Bakterium die Partikel weiterhin fest, während andere Bakterien sie grösstenteils wieder freigaben.

Dr. Se Hee Lee und ihr Team vom World Institute of Kimchi (WiKim) zeigten, dass der Stamm unter diesen simulierten Darmbedingungen mehr als die Hälfte der Partikel festhielt.

Schon vor der simulierten Verdauung hatte das gleiche Bakterium eine stärkere Bindung gezeigt: Es übertraf einen Vergleichsstamm, der beinahe seine gesamte Haftung verlor.

Dass die Bindung trotz wechselnder Bedingungen bestehen blieb, deutet auf einen Mechanismus hin, der auch in lebenden Organismen funktionieren könnte. Wie weitreichend dieser Effekt ist, muss jedoch noch untersucht werden.

Warum Kunststoff an Kimchi haftet

Leuconostoc mesenteroides, ein Bakterium, das häufig in fermentierten Lebensmitteln wie Kimchi vorkommt, nutzte Biosorption. Bei diesem oberflächlichen Bindungsprozess werden Schadstoffe eingefangen, bevor sie tiefer in Gewebe gelangen.

Chemische Gruppen an den äusseren Schichten des Bakteriums schienen die Anhaftung des Kunststoffs zu unterstützen und den Kontakt stabil zu halten.

Noch vor der simulierten Verdauung hatte das aus Kimchi gewonnene Bakterium 87% der Partikel gebunden und damit einen Vergleichsstamm mit 85% knapp übertroffen.

Die Leistung bei unterschiedlichen Temperaturen, Säuregraden und Partikelmengen sprach dafür, dass der Effekt robust genug für Untersuchungen an Tieren war.

Nanoplastik und Kimchi bei Mäusen

Das Team setzte keimfreie Mäuse ein, also Tiere, die ohne ihre üblichen Darmmikroben aufgezogen werden, um den Stamm ohne Einflüsse anderer Darmmikroorganismen zu prüfen.

Männliche und weibliche Mäuse, die das aus Kimchi stammende Bakterium erhielten, schieden über ihren Kot mehr als doppelt so viele Nanoplastikpartikel aus wie unbehandelte Kontrolltiere.

Dass mehr Partikel über die Ausscheidungen den Körper verliessen, deutete darauf hin, dass im Darm mehr Kunststoff abgefangen wurde, bevor er in den Körper übertreten konnte. Die Daten aus Mäusen belegten keinen Effekt beim Menschen, zeigten aber, dass das Konzept bei lebenden Tieren funktionieren kann.

Warum die Grösse entscheidend ist

Weil Nanoplastik – Kunststofffragmente, die kleiner als etwa 0,00004 Zoll sind – biologische Barrieren teilweise überwinden kann, befürchten Forschende, dass es im Körper verbleiben könnte.

Untersuchungen von menschlichem Autopsiematerial ergaben in Hirnproben deutlich höhere Kunststoffkonzentrationen als in Proben aus Leber oder Niere.

Erhöhte Kunststoffwerte im Hirngewebe allein bewiesen jedoch keine Schädlichkeit und liessen wesentliche Fragen zu Dosis, Zeitpunkt und Risiko offen.

Gerade die unklare gesundheitliche Bedeutung macht jede sichere Möglichkeit, Partikel im Darm zurückzuhalten, besonders relevant.

Wie die Belastung entsteht

Menschen müssen Kunststoff nicht unmittelbar essen, denn winzige Fragmente finden sich bereits in Lebensmitteln, Wasser und Luft.

Sonnenlicht, Reibung, Hitze und Zeit zersetzen grössere Kunststoffreste fortlaufend in kleinere Teile und erhöhen damit stetig die Zahl der Partikel, die Menschen aufnehmen können.

Der Darm ist zuerst entscheidend, weil die Partikel dort auf die Verdauung, Schleim und die Zellen treffen, die den Körper auskleiden.

Essbare Mikroorganismen erschienen für einen Einsatz im Darm vielversprechend, weil sie Schadstoffe bereits am Eintrittspunkt abfangen könnten, statt erst nach einer weiteren Verbreitung.

Warum Kimchi wichtig ist

Kimchi enthält Milchsäurebakterien, die die Fermentation und den säuerlichen Geschmack prägen. Dadurch steht Forschenden ein grosser Pool lebensmittelsicherer Kandidaten zur Verfügung.

Im Gegensatz zu vielen Umweltbakterien stammen Kimchi-Mikroben aus einem Lebensmittel, das Menschen seit Generationen essen, was die praktische Bedeutung verändert.

Die lange Tradition des Verzehrs von Mikroorganismen aus fermentierten Lebensmitteln half den Forschenden dabei, keine Darmstrategie auf Stämme zu stützen, die eigene Risiken mitbringen könnten.

Das Ergebnis legt nahe, dass vertraute fermentierte Lebensmittel nützliche Mikroben enthalten können, deren Aufgaben über Geschmack und Haltbarmachung hinausgehen.

Grenzen dieses Ergebnisses

Als Testkunststoff diente Polystyrol. Daher ist bislang unbekannt, ob derselbe Stamm auch jeden verbreiteten Kunststofftyp binden würde.

Die menschliche Verdauung ist zudem komplexer als Laborflüssigkeit: Gemischte Mahlzeiten, Enzyme, Galle und unzählige ansässige Mikroben spielen dort zusammen.

Längerfristige Studien müssen echte mikrobielle Gemeinschaften untersuchen und klären, ob die Bindung Aufnahme, Entzündungen oder die normale Darmökologie verändert.

Ohne Studien am Menschen und längere Nachbeobachtungen bleibt die Arbeit vielversprechend, aber vorläufig – und keine unmittelbare Antwort auf die Belastung durch Kunststoff.

Kimchi und Kunststoff

Kunststoffverschmutzung betrifft inzwischen zugleich die Lebensmittelwissenschaft und die Darmbiologie, weshalb dieser Befund über ein einzelnes fermentiertes Gericht hinaus Bedeutung hat.

„Kunststoffverschmutzung wird zunehmend nicht nur als Umweltproblem, sondern auch als Problem der öffentlichen Gesundheit erkannt. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Mikroorganismen aus traditionellen fermentierten Lebensmitteln einen neuen biologischen Ansatz zur Bewältigung dieser neu entstehenden Herausforderung darstellen könnten“, sagte Lee.

Diese Deutung passt zu den Ergebnissen, weil die Partikel im Darm eingefangen wurden, bevor sie sich durch den Körper bewegen konnten.

Wie geht es weiter?

Niemand sollte eine Portion Kimchi als Beleg für die Entfernung von Kunststoff verstehen, denn der hier getestete Stamm wurde isoliert und sorgfältig gemessen.

Kontrollierte Dosen in einer Labor- oder Mausstudie entsprechen nicht der Menge, die in einer gewöhnlichen Mahlzeit enthalten sein könnte.

Als nächster praktikabler Schritt erscheint nun die Suche nach stärkeren Bindern in fermentierten Lebensmitteln, gefolgt von sorgfältig geplanten Studien am Menschen.

Ein solches Screening könnte vertraute Mikroben zu gezielten Werkzeugen gegen Schadstoffe machen, die Menschen im Alltag bereits aufnehmen.

Der Schwerpunkt der Kunststoffforschung lag bislang meist auf Verschmutzung, nachdem sie Ozeane, Böden oder Organe erreicht hatte; diese Arbeit konzentrierte sich dagegen auf den Darm.

Indem die Studie zeigt, dass eine Lebensmittelmikrobe Nanoplastik dort festhalten kann, wo die Belastung beginnt, liefert sie eine bescheidene, konkrete Form der Prävention.