Warum Nanoplastik ausgerechnet im Gehirn die höchste Konzentration erreicht

Bei Menschen im Alter von etwa 45 bis 50 Jahren fanden Forscher Matthew Campen und sein Team an der Universität von New Mexico durchschnittlich 4.900 Mikrogramm Plastikpartikel pro Gramm Hirngewebe - rund 0,5 Prozent der Gewebemasse. Auf das gesamte Gehirn hochgerechnet entspricht diese Konzentration ungefähr der Masse eines ganzen Standard-Plastiklöffels.

Dieser Befund ist ein Teil eines 2026 veröffentlichten Berichts des ALLATRA Global Research Center mit dem Titel "Nanoplastics. A Systematic Risk Analysis for Human Health, Ecosystems, and the Environment". Sieben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, darunter Doktor John Ahn, Doktor Karolína Hronová und Doktor Anastasiya Pashigreva, haben dafür die internationale Forschungsliteratur systematisch ausgewertet.

Das Ergebnis ihrer Analyse ist eindeutig: Die Konzentration von Mikro- und Nanoplastik im Gehirn ist 7 bis 30 Mal höher als in der Leber oder in den Nieren. Und sie steigt: Die Hirnproben aus dem Jahr 2024 enthielten 50 Prozent mehr Plastik als vergleichbare Proben aus dem Jahr 2016.

Warum das Gehirn mehr Plastik anzieht als alle anderen Organe

Das Gehirn ist, was viele nicht wissen, zu etwa 60 Prozent aus Lipiden, also fettartigen Bausteinen, aufgebaut. Diese Lipiden sind unter anderem Bestandteile der Zellmembranen und der schützenden Hüllen vieler Nervenfasern. Genau diese Eigenschaft macht das Gehirn zum bevorzugten Ziel für Nanoplastik.

Der Grund liegt in der Chemie der Partikel. Nanoplastik ist hydrophob, also wasserabweisend. Solche Substanzen meiden Wasser und suchen stattdessen fettreiche Umgebungen. Im Körper bedeutet das: Die winzigen Partikel wandern bevorzugt in Gewebe mit hohem Fettanteil. Das Gehirn wird dadurch zu einem bevorzugten Ziel der Anreicherung von Nanoplastikpartikeln.

Laut dem Bericht ist dieser Prozess kumulativ. Die Aufnahmerate der Partikel ist hoch, die Ausscheidungsrate dagegen äußerst niedrig. Was einmal im Gehirn landet, bleibt dort weitgehend. Im Laufe eines Lebens steigt die Konzentration deshalb kontinuierlich an. Ein mathematisches Modell, das die Autoren zitieren, zeigt zudem, dass diese Anreicherung in verschiedenen biologischen Spezies nach demselben Muster verläuft, was die Verlässlichkeit der Prognose für den Menschen erhöhe.

Wie Nanoplastik die Schutzbarriere des Gehirns überwindet

Das Gehirn schützt sich mit einer biologischen Absperrung: der Blut-Hirn-Schranke. Man kann sie sich vorstellen wie eine sehr dichte Mauer aus spezialisierten Zellen, die die inneren Wände der Gehirngefäße auskleiden. Diese Zellen sind so eng aneinandergepresst, dass kaum etwas zwischen ihnen hindurchkommt. Was das Gehirn braucht, wird aktiv durchgeschleust. Was unerwünscht ist, bleibt draußen. Diese Schranke schützt das Gehirn vor Krankheitserregern, Giftstoffen und anderen Eindringlingen.

Experimentelle Studien zeigen laut dem Bericht, dass Polystyrol-Nanopartikel diese Schutzschicht beschädigen können. Sie greifen die Verbindungsproteine zwischen den Zellen an, konkret die Eiweiße ZO-1, Occludin und Claudin-5. Sind diese Eiweiße beschädigt, werden die Lücken zwischen den Zellen größer. Die Barriere wird durchlässiger.

Was danach geschieht, ist eine Kettenreaktion. Die Nanopartikel hemmen die Autophagie, den zellulären Selbstreinigungsprozess, mit dem eine Zelle beschädigte Teile abbaut und entsorgt. Fällt diese Reinigung aus, sammelt sich Eisen in den Gefäßwandzellen an. Zu viel Eisen schädigt die Zellen durch einen oxidativen Stress, bei dem aggressive Sauerstoffverbindungen Zellbestandteile angreifen. Im schlimmsten Fall könnte dies zur Ferroptose führen: einer Form des programmierten Zelltods, die mit zu viel Eisen und einem gestörten Fettstoffwechsel verbunden ist.

Ein zweiter Weg funktioniert über die roten Blutkörperchen. Nanopartikel schädigen diese Zellen im Blutkreislauf. Die Gefäßwandzellen des Gehirns reagieren darauf, indem sie die beschädigten Blutkörperchen verschlingen, ein Vorgang, der Erythrophagozytose heißt. Dabei gelangt erneut Eisen in die Zelle, was den Schaden weiter verschlimmert. Nanoplastik kann die Blut-Hirn-Schranke demnach auf zwei Wegen angreifen: von innen, indem es die Barrierezellen direkt schädigt, und von außen, indem es die vorbeiströmenden Blutzellen verändert.

Wie Plastikpartikel die Blut-Hirn-Schranke einfach umgehen könnten

Doch es gibt noch einen anderen Weg ins Gehirn, einen, der keine Schranke überwinden muss.

Bei der Untersuchung der Riechkolben von 15 verstorbenen Personen fanden Forscher in 8 von ihnen Mikroplastikpartikel. Der Riechkolben ist jener Teil des Gehirns, der direkt hinter der Nasenwurzel sitzt und Geruchsreize verarbeitet. Er ist über Nervenfasern direkt mit der Nasenhöhle verbunden. Diese Verbindung verläuft durch eine dünne, siebartige Knochenplatte an der Schädelbasis, die sogenannte Siebplatte.

Eingeatmete Plastikpartikel könnten diesen Nervenkanal nutzen und so direkt von der Nase ins Gehirn wandern, ohne dafür die Blut-Hirn-Schranke passieren zu müssen. Ob und in welchem Ausmaß dies beim lebenden Menschen geschieht, müsse laut den Autoren noch weiter untersucht werden. Die Funde in den Riechkolben deuten jedoch darauf hin, dass dieser Weg anatomisch möglich sei.

Was Nanoplastik im Gehirn anrichten könnte

Einmal im Hirngewebe reichern sich die Partikel laut dem Bericht sowohl in Nervenzellen als auch in Gliazellen an. Gliazellen sind die Unterstützungszellen des Nervensystems. Sie versorgen Nervenzellen mit Nährstoffen, helfen beim Aufbau von Verbindungen zwischen Nervenzellen und regulieren Entzündungsreaktionen. Gliazellen sind zahlreicher als Nervenzellen: Sie übertreffen diese um das 1,5- bis 10-Fache. Werden sie geschädigt, leiden die Nervenzellen unmittelbar mit.

Die Plastikpartikel lösen in beiden Zelltypen oxidativen Stress aus. Dieser Schaden könnte potenziell eine bestimmte Art von Gliazellen, die Mikroglia, aktivieren. Das sind die Immunzellen des Gehirns. Normalerweise patrouillieren sie durch das Hirngewebe, beseitigen Abfälle und bekämpfen Eindringlinge. Stoßen sie dabei auf einen Schaden, schalten sie in einen Alarmzustand.

Solange der Auslöser verschwindet, beruhigen sich die Mikroglia wieder. Doch Nanoplastik bleibt. Bei fortgesetzter Belastung könnten ständig neue Partikel nachkommen. Dadurch könnten die Mikroglia über längere Zeit aktiviert bleiben. Aus der schützenden Reaktion könnte allmählich eine chronische Neuroinflammation werden - eine anhaltende Entzündung des Nervengewebes. Diese Entzündung schädigt die umliegenden Nervenzellen, was den oxidativen Stress wieder erhöht, was wiederum die Mikroglia weiter aktiviert. Ein Kreislauf, der sich selbst erhält und laut dem Bericht zu einem fortschreitenden Abbau des Nervengewebes führen könnte.

Welche Krankheiten in diesem Zusammenhang beforscht werden

Dieser Kreislauf aus Entzündung, oxidativem Stress und Zellabbau ist aus einem anderen Kontext bekannt: aus der Forschung zu neurodegenerativen Erkrankungen. Das sind Krankheiten, bei denen Nervenzellen fortschreitend absterben.

Der Bericht nennt konkret die Alzheimer-Krankheit, die Parkinson-Krankheit, die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) und die Multiple Sklerose (MS). Bei ALS gehen nach und nach jene Nervenzellen verloren, die die Muskeln steuern. Dadurch werden Bewegungen sowie später auch Sprechen, Schlucken und Atmen zunehmend beeinträchtigt. Bei Alzheimer nehmen die kognitiven Funktionen fortschreitend ab. Besonders betroffen sind das Gedächtnis und die Fähigkeit, den Alltag selbstständig zu bewältigen. Viele dieser Krankheiten schreiten über längere Zeit fort. Eine Heilung ist bislang oft nicht möglich.

Laut dem Bericht löst Nanoplastik Prozesse aus, die auch bei neurologischen Erkrankungen eine Rolle spielen: oxidativen Stress, Störungen der Mitochondrien - der Energieversorgung der Zellen - und Neuroinflammation. Das macht die Partikel zu einem möglichen Risikofaktor, aber noch nicht zu einer bewiesenen Ursache. Der Bericht nennt zudem Epilepsie und Schlaganfälle. Bei Epilepsie können geschädigte Nervenzellen die elektrische Aktivität des Gehirns stören. Beim Schlaganfall wird untersucht, ob Plastikpartikel Blockaden im Blutstrom fördern und dadurch die Blutversorgung des Gehirns stören können.

Was eine US-Bevölkerungsstudie in 218 Küstenbezirken zeigt

Ob diese Mechanismen, die im Labor und im Tierversuch beschrieben werden, sich auch in der menschlichen Bevölkerung abzeichnen, untersuchte eine Studie unter der Leitung von Doktor Sarju Ganatra, die an der American Academy of Neurology vorgestellt wurde.

Das Team analysierte Gesundheitsdaten der US-Gesundheitsbehörde CDC aus 218 Küstenbezirken der USA und glich sie mit den jeweiligen regionalen Mikroplastikbelastungen ab. Das Ergebnis: In Bezirken mit hoher Plastikbelastung litten die Bewohner deutlich häufiger an neurologischen Beeinträchtigungen. Gedächtnis- und Denkstörungen traten 9 Prozent häufiger auf. Bewegungsstörungen kamen 6 Prozent häufiger vor. Schwierigkeiten bei der Selbstversorgung traten 16 Prozent häufiger auf. Und die Unfähigkeit, den eigenen Alltag selbstständig zu bewältigen, lag 8 Prozent höher als in weniger belasteten Gebieten.

Gleichzeitig waren in denselben Gebieten Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Schlaganfälle und Stoffwechselstörungen häufiger. Die Autoren des Berichts betonen: Das ist eine Korrelation, kein Beweis für eine direkte Ursache-Wirkungs-Beziehung. Weitere Faktoren könnten ebenfalls eine Rolle spielen. Gleichwohl sei die Gleichzeitigkeit dieser Befunde statistisch signifikant und begründe weiteren Forschungsbedarf.

Was die Zahlen bedeuten und was noch offen bleibt

Neurologische Erkrankungen sind bereits heute die häufigste Ursache körperlicher und geistiger Behinderung weltweit. Laut dem Bericht sind schätzungsweise 3,4 Milliarden Menschen betroffen. In den vergangenen drei Jahrzehnten ist ihre Häufigkeit deutlich gestiegen, und Prognosen deuten darauf hin, dass sich die Zahl der Betroffenen in den nächsten 20 Jahren verdoppeln könnte.

Parallel zur wachsenden Plastikverschmutzung zeigen die untersuchten Hirnproben einen deutlichen Anstieg: Die Proben von 2024 enthielten 50 Prozent mehr Plastik als jene von 2016. Ob und in welchem Ausmaß diese beiden Trends zusammenhängen, ist laut den Autoren noch nicht abschließend beantwortet. Was die Forschung bisher zeigen konnte: Nanoplastik erreicht das Gehirn, es reichert sich dort an, und auf zellulärer Ebene aktiviert es Prozesse, die in der Neurodegeneration eine bekannte Rolle spielen. Die kausale Kette vom Partikel zur Krankheit beim Menschen muss noch untersucht werden.

Quelle: Ahn, J., Hronová, K., Pashigreva, A., Kárová, T., Kotlyar, A., Masny, A., Kára, J. Nanoplastics. A Systematic Risk Analysis for Human Health, Ecosystems, and the Environment. ALLATRA Global Research Center, 2026. DOI: https://doi.org/10.65849/agrc.report.mnp.2026.04001. Lizenz: CC BY 4.0.