Mikromuovit: tutkimus paljastaa uusia riskejä tuotantoeläinten terveydelle ja elintarvikkeiden turvallisuudelle

Mikromuovit ovat vuorovaikutuksessa nautojen ensimmäisen mahan eli pötsin mikrobiston kanssa ja häiritsevät sitä.

– Tutkimuksemme on ensimmäinen askel kohti mikromuovialtistuksen biologisten vaikutusten ymmärtämistä tuotantoeläimissä, sanoo tutkimusta johtanut lemmikkieläinten ja yksimahaisten tuotantoeläinten ravitsemuksen apulaisprofessori (toinen kausi) Daniel Brugger Helsingin yliopistosta.

– Elävillä eläimillä tehtävät tutkimukset ovat kiireesti tarpeen, jotta voidaan paremmin ymmärtää vaikutusta eläinten terveyteen ja elintarvikkeiden turvallisuuteen, etenkin kun muovintuotanto jatkaa kasvuaan maailmanlaajuisesti.

Helsingin, Zürichin ja Hohenheimin yliopistojen sekä Münchenin teknillisen yliopiston yhteisen tutkimuksen tulokset kertovat siitä, miten tuotantoeläinten ruoansulatusjärjestelmä muokkaa mikromuoveja, ja tuovat esiin mahdollisia riskejä eläinten terveydelle, tuottavuudelle ja elintarvikkeiden turvallisuudelle.

Tutkijat loivat laboratorio-oloissa pötsikäymisolosuhteet. Lehmiltä kerättiin pötsinestettä, johon lisättiin heinää tai ohraa ja viittä maatalousympäristöistä yleisesti löytyvää mikromuovityyppiä: polymaitohappoa, polyhydroksibutyraattia, suurtiheyspolyeteeniä, polyvinyylikloridia ja polypropeenia. Mikromuovien vaikutusta pötsikäymiseen ja mikrobien toimintaan tutkittiin testaamalla muoveja eri kokoisina hiukkasina ja annoksina.

Tutkimuksessa tehtiin seuraavat keskeiset havainnot: 

• Testatut mikromuovit eivät olleet pötsissä passiivisia, vaan ne olivat vuorovaikutuksessa mikrobiston kanssa muuttaen pötsikäymistä ja mikrobien toimintaa.
• Muovin läsnäolo vähensi johdonmukaisesti kumulatiivista kaasunmuodostusta, joka on käymistoiminnan olennainen mittari muovityypistä, hiukkaskoosta tai annoksesta riippumatta.
• Kuiva-aineen kokonaispitoisuuden pieneneminen mikromuovia lisättäessä viittaa siihen, että rehun lisäksi myös osa muovista hajosi käymisen aikana. Samalla mikromuovihiukkasten koko saattoi edelleen pienentyä lisäten mikromuovien kykyä läpäistä kudoksia.
• Ohrapohjaisessa käymisessä mikrobitoiminta muuttui: stressivasteisiin liittyviä proteiineja tuotettiin enemmän, kun taas hiilihydraatti- ja aminohappoaineenvaihduntaan liittyvien proteiinien määrä väheni. Tämä mukailee mikrobeille tyypillistä stressireaktiota.

Tulosten perusteella mikromuovit häiritsevät mikrobien normaalia aineenvaihduntaa, minkä lisäksi pötsin mikrobit todennäköisesti hajottavat muoveja ainakin osittain pienemmiksi hiukkasiksi.

Vaikutukset maatalouteen ja elintarviketurvallisuuteen

Tutkimus tarjoaa merkittävää uutta tietoa siitä, miten mikromuovit käyttäytyvät tuotantoeläinten ruoansulatusjärjestelmässä. Aiemmissa tutkimuksissa on osoitettu, että eläimet altistuvat mikromuoveille saastuneen maaperän ja rehun kautta, mutta on jäänyt epäselväksi, säilyvätkö muovihiukkaset muuttumattomina vai ovatko ne vuorovaikutuksessa mikrobiston kanssa.

– Tutkimuksemme osoittaa ensimmäistä kertaa, että mikromuovit eivät vain kulje tuotantoeläinten ruoansulatuskanavan läpi. Sen sijaan ne ovat vuorovaikutuksessa suolistomikrobiomin kanssa, muuttavat käymisprosesseja ja hajoavat osittain, sanoo kotieläinten toiminnallisen mikrobiologian professori Jana Seifert Hohenheimin yliopistosta. 

– Toisin sanoen tuotantoeläimet eivät ole muovijätteen passiivisia vastaanottajia, vaan niiden ruoansulatusjärjestelmä saattaa toimia bioreaktorina, joka muuttaa mikromuoveja ja levittää niitä edelleen maatalousjärjestelmissä.

Tuloksista nousee esiin myös merkittäviä huolenaiheita. Rasittunut ja heikosti toimiva mikrobisto vaikuttaa kielteisesti eläinten terveyteen ja tuottavuuteen. Lisäksi ruoansulatuksen aikana muodostuneet aiempaa pienemmät muovinpalaset saattavat imeytyä helpommin kudoksiin ja päätyä ihmisen ravintoketjuun. Riski voi oilla erityisen suuri nuorilla tai rasittuneilla eläimillä, joiden suoliston läpäisevyys on tavallista suurempi.

Miten estetään muovin päätyminen ihmisen ravintoketjuun?

Tutkijat korostavat tarvetta vähentää eläinten rehussa esiintyvää mikromuovin määrää parantamalla maatalouden muovinkäytön hallintaa esimerkiksi säilörehupaalien käärintämuovien, pakkausmateriaalien ja pelloille laskettavan jätevesilietteen osalta.

– Muovisaaste ei ole ”jossakin muualla” esiintyvä ympäristöongelma. Sillä on suoria biologisia vaikutuksia tuotantoeläimiin ja mahdollisesti ihmisiinkin ravintoketjun kautta, sanoo biopohjaisten polymeerien professori Cordt Zollfrank Münchenin teknillisestä yliopistosta.

Tutkimus tarjoaa myös tieteellisen pohjan tulevalle riskinarvioinnille ja seurannalle. Lainsäätäjillä, eläinlääkäreillä ja rehuteollisuudella on nyt kokeellista näyttöä siitä, että mikromuovit ovat vuorovaikutuksessa pötsin mikrobiston kanssa ja että niiden koostumus muuttuu pötsissä osittain. Tämä on otettava huomioon, kun määritellään hyväksyttäviä saastumistasoja ja kehitetään keinoja havaita muovia rehussa, lannassa ja eläintuotteissa.

– Tuloksemme voivat myös edesauttaa tulevaa tutkimusta mikromuovien ja mikrobistojen välisestä vuorovaikutuksesta sioissa ja muissa yksimahaisissa lajeissa, joskin ilmiötä on ensin testattava mainituilla eläimillä, Brugger toteaa. 

Alkuperäinen artikkeli:

The interaction of microplastics with the ruminal ecosystem in vitro
lJ. Eichinger, J. Seifert, J.S. Sáenz , N. Amin, S. Lorenz , F. Eckel, C. Zollfrank, W. Windisch, D. Brugger,