Die Produktion von Plastik und die damit einhergehende Freisetzung von Mikroplastik steigt jährlich an. Der Mensch ist der Aufnahme von Mikroplastik unweigerlich ausgesetzt, die Auswirkungen dieser Exposition sind weitgehend ungeklärt und daher im Fokus der jüngsten Forschung. Obwohl die Form des MP entscheidenden Einfluss nimmt, wird in Studien derzeit meist auf sphärisches Mikroplastik zurückgegriffen, da realitätsnähere fragment- oder faserförmige Partikel kommerziell kaum verfügbar sind.
Im Rahmen dieser Arbeit sollte daher realitätsnahes, detektierbares Mikroplastik hergestellt werden. Darüber hinaus sollte die Toxikokinetik (Aufnahme, Verteilung und Exkretion) nach oraler Applikation und die Auswirkungen von Mikroplastik auf die Niere geklärt werden.
Es gelang eine Produktion von realitätsnahen MP-Fragmenten und -Fasern, die sowohl mit einem fluoreszenten (DPA) als auch einem quantitativ nachweisbaren Label (UCNPs) beladen werden konnten und sich somit für eine Vielzahl an Forschungsfragen eignen.
Die toxikokinetischen Auswertungen zeigten, dass sich nach oraler Aufnahme in jedem untersuchten Organ MP-Fragmente ablagerten, wobei Organe mit fenestriertem oder diskontinuierlichem Endothel besonders betroffen waren. Die Exkretion des Mikroplastiks erfolgte zum überwiegenden Teil mit den Fäzes, allerdings wurde auch eine Ausscheidung von Partikeln mit dem Urin beobachtet, was ein Überwinden der GFB implizierte. Als möglichen Aufnahmeweg etablierte sich anhand der Daten die intestinale Persorption.
In der Niere wurden nach oraler Applikation ausschließlich MP-Fragmente gefunden, was den Einfluss der Form auf die Verteilung im Organismus belegte. Die Partikel fanden sich in Gefäßen, Glomeruli sowie in kortikalen Tubuli und lockten Immunzellen an. Funktionelle Untersuchungen mithilfe der isoliert perfundierten Niere (ipN) zeigten eine Hyperfiltration von Albumin mit verstärkter Endozytose im proximalen Tubulus und belegten so eine Beeinträchtigung der glomerulären Filtrationsbarriere, die zusammen mit der beobachteten Immunreaktion langfristig Nierenschädigungen begünstigt.
Die Ergebnisse dieser Arbeit unterstreichen die hohe Relevanz der Forschung zu Mikroplastik, das sich im Körper verteilt und dort zu erheblichen Schäden führen kann.

The annual production of plastic and the concomitant release of microplastics are increasing. It is an unavoidable fact that humans are exposed to microplastics. The effects of this exposure are not yet fully understood, and as a result, they have become the focus of recent research. The morphology of microplastics has been identified as a primary factor influencing their behavior; however, extant research has focused predominantly on spherical microplastics, as more realistic fragmentary or fibrous particles are not readily available for commercial purposes.
The objective of this study was to produce microplastics that are both realistic and detectable. Furthermore, the toxicokinetics (uptake, distribution, and excretion) subsequent to oral application, in addition to the effects of microplastics on the kidneys, were to be elucidated.
The production of realistic MP fragments and fibers that could be loaded with both a fluorescent (DPA) and a quantitatively detectable label (UCNPs) was achieved, rendering them suitable for a variety of research inquiries.
The toxicokinetic evaluations demonstrated that MP fragments were deposited in every organ examined following oral intake, with organs possessing fenestrated or discontinuous endothelium exhibiting particularly pronounced effects. The excretion of microplastics primarily occurred via feces; however, excretion of particles through urine was also observed, suggesting potential penetration of the GFB. According to the data, intestinal persorption has been identified as a potential pathway for uptake.
Following oral administration, the presence of only MP fragments in the kidney was observed, thereby substantiating the impact of the form on the distribution within the organism. The particles were found in various anatomical structures, including vessels, glomeruli, and cortical tubules, and attracted immune cells. Functional studies employing the isolated perfused kidney (MIPK) model revealed the occurrence of hyperfiltration of albumin, accompanied by augmented endocytosis within the proximal tubule. This observation indicated an impairment of the glomerular filtration barrier. Concurrent with the observed immune reaction, this impairment contributes to the promotion of long-term kidney damage.
The findings of this study underscore the paramount importance of research endeavors concerning microplastics, which are distributed throughout the body and have the potential to inflict substantial harm.