Wie gelangen die Teilchen in den Körper?
Allgemein ist davon auszugehen, dass von Nanopartikeln nur dann Risiken ausgehen, wenn sie in ungebundener Form, d. h. frei verfügbar in der Luft oder in Flüssigkeiten vorliegen und aufgenommen werden können. Nanomaterialien, die fest in einem Werkstoff, wie z. B. in einem Tennisschläger, eingebunden sind, stellen keine direkte Gefahr für den Menschen dar.
Es gibt für nanoskalige Partikel im Prinzip drei verschiedene Aufnahmewege:
Inhalativ (über die Lunge), oral (durch Verschlucken) und dermal (durch die Haut).
Inhalative Aufnahme
Die inhalative Aufnahme ist wohl der bedeutendste Aufnahmeweg für Nanopartikel in den menschlichen Organismus. Je kleiner die aufgenommenen Partikel, desto tiefer können sie in die Lunge gelangen. Partikel in Nanogröße gelangen besonders tief in die Lunge, sie können bis in die Lungenbläschen (Alveolen) vordringen. Die Atemwege haben allerdings ein Flimmerepithel mit einer Schleimschicht, durch das Partikel herausbefördert werden können (mukoziliäre Clearance). In den Alveolen übernehmen Makrophagen (Fresszellen) die Zerstörung der Partikel. Allerdings werden Nanopartikel aufgrund ihrer geringen Größe von Makrophagen oft nicht erkannt und können so in den Lungenbläschen verbleiben. Hier können sie Entzündungsreaktionen (Inflammationen) hervorrufen und auch in die Blutbahn gelangen. So können bei Exposition gegenüber Nanopartikeln, die beim Schweißen erzeugt werden, auch Lungenfibrosen entstehen. Bereits bestehende Lungenkrankheiten wie Asthma oder chronische Bronchitis können sich verschlimmern.
Inhalation und Reinigung von Partikeln in der Lunge
Ob Nanopartikel Krebs beim Menschen auslösen oder fördern können, kann bisher nicht endgültig beantwortet werden. Aus Tierversuchen gibt es Hinweise auf eine Kanzerogenität von Partikeln in Nanogröße, jedoch sind diese Basisdaten zur Toxizität nur sehr eingeschränkt auf den Menschen übertragbar, da in den Experimenten vor allem hohe Dosen verwendet und Expositionswege gewählt wurden, die nicht auf die Exposition bei normalem Umgang mit Nanoprodukten übertragbar sind.
Nach Inhalation von Partikeln: Entzündungsreaktionen und Übertritt in die Blutbahn
Orale Aufnahme
Die orale Aufnahme erfolgt über Medikamente und Lebensmittel oder indirekt durch das Verschlucken von Partikeln, die aus den unteren Atemwegen nach oben befördert wurden. Die wenigen Tierversuchs-Studien, die es zur oralen Aufnahme von Nanopartikel gibt, geben Hinweise, dass diese in den Gastrointestinaltrakt aufgenommen und meist relativ rasch wieder ausgeschieden werden. Jedoch zeigt sich in Einzelfällen auch eine Anreicherung von Partikeln in verschiedenen Organen wie Leber und Nieren. Das Verhalten der Partikel ist aber abhängig von der Größe, chemischen Zusammensetzung und Oberflächenzusammensetzung.
Dermale Aufnahme
Das Projekt NANODERM hat die Effekte von Titandioxid, das vor allem in Sonnenschutzmitteln eingesetzt wird, auf gesunder Haut untersucht. Zur Zeit gibt es keine Hinweise darauf, dass Partikel kleiner als 1 Mikrometer durch gesunde Haut in den Körper eindringen können. Partikel können sich in Haarfollikel in tieferen Schichten der Haut anreichern, aber nicht in Hautgewebe eindringen. Bei verletzter oder durch Sonnenbrand geschädigter Haut gibt es noch keine Hinweise, dass Nanopartikel in tiefere Schichten dringen können. Jedoch ist die Anwendung von Kosmetika auf verletzter Haut ohnehin nicht zu empfehlen.
