Sobald man Lauge in das kleine Glasfläschchen gibt, beginnt sich das Stück menschliche Gehirn darin zu zersetzen. In den nächsten Tagen wird die ätzende Chemikalie die Nervenzellen und Blutgefäße auflösen und eine unansehnliche Masse zurücklassen, die tausende winzige Plastikpartikel enthält.

Mit dieser Methode hat der Toxikologe Matthew Campen Mikroplastik – sowie die noch winzigere Version davon, das Nanoplastik – aus Nieren, Lebern und insbesondere Gehirnen von Menschen isoliert. Campen, der an der University of New Mexico in Albuquerque in den USA forscht, schätzt, dass sich rund zehn Gramm Kunststoff aus einem toten Gehirn gewinnen lassen. Das entspricht ungefähr dem Gewicht eines unbenutzten Bleistifts.

Fast überall, wo Wissenschaftler suchten, fanden sie Mikroplastik: auf abgelegenen Inseln, im frischen Schnee in der Antarktis, auf dem Grund des Marianengrabens im Westpazifik, in Lebensmitteln, im Wasser und in der Luft, die wir atmen. Und eben auch im gesamten menschlichen Körper.

Der Nachweis, dass die Kunststoffteilchen vorhanden sind, ist jedoch nur der erste Schritt. Viel schwieriger ist es, genau zu bestimmen, was sie im Körper anrichten und ob sie schädlich sind. Das liegt daran, dass es nicht »das eine Mikroplastik« gibt. Stattdessen existieren die Partikel in einer Vielzahl an Größen, Formen und chemischen Zusammensetzungen – und jede Variante kann Zellen und Gewebe unterschiedlich beeinflussen. Hinzu kommt, dass es trotz der Allgegenwart von Mikrokunststoffen schwierig ist, herauszufinden, welchen davon wir ausgesetzt sind, wo wir sie antreffen und welche der Teilchen schließlich in die verschiedenen Regionen unseres Körpers gelangen.

Dringend benötigte Daten

Hier kommt Campens beigefarbene Pampe ins Spiel. Anhand der Proben der menschlichen Leichen versucht er herauszufinden, wie lebendes Gewebe auf die verschiedenen Arten von Plastik reagiert, die wir in uns herumtragen. Der Bedarf an aussagekräftigen Informationen über Mikroplastik ist groß. In Deutschland bewerteten die Verbraucherinnen und Verbraucher im Jahr 2023 Mikroplastik in Lebensmitteln als ihr größtes Umwelt- und Gesundheitsproblem. Unterdessen laufen Verhandlungen über ein globales Abkommen, das die Kunststoffproduktion begrenzen könnte. Neue Erkenntnisse über Mikroplastik kommen aber nur langsam ans Licht, was unter anderem an unzureichenden Analysemethoden, Kontaminationsrisiken und fehlender Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern verschiedener Fachrichtungen liegt. »Es gibt derzeit kein Handbuch. Es gibt keine Anleitung mit standardisierten Arbeitsanweisungen«, sagt Kathleen Egan, Krebsforscherin am Moffitt Cancer Center in Tampa, Florida. »Wir müssen diese nach und nach selbst erstellen, und das dauert.«

Viel Zeit bleibt allerdings nicht mehr. Die Kunststoffproduktion, die vor weniger als einem Jahrhundert begann, erreicht jedes Jahr ein neues Allzeithoch. Es dauert Hunderte, wenn nicht Tausende von Jahren, bis sich das Material zersetzt. »Mikrokunststoffe sind überall«, sagt der Umweltchemiker Bart Koelmans von der Universität Wageningen in den Niederlanden. »Wir können nicht vor ihnen davonlaufen.«

»Mikrokunststoffe sind überall. Wir können nicht vor ihnen davonlaufen«Bart Koelmans, Umweltchemiker

Der Begriff Mikroplastik wurde bereits im Jahr 2004 geprägt; aber erst zehn Jahre später begann das zugehörige Forschungsfeld Fortschritte zu machen: »Man hat die Partikel in der Umwelt und in Tieren untersucht, um herauszufinden, wie sie sich auf die menschliche Gesundheit auswirken«, sagt Martin Wagner, Biologe an der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie in Trondheim. »Es ist ein junges Forschungsgebiet«, fügt er hinzu. Nichtsdestoweniger hat Campens Team bereits düstere Resultate zu Tage gefördert: Mit der stark gestiegenen Menge an Kunststoffen hat sich auch die Konzentration von Mikroplastik in Gehirn, Leber und Nieren erhöht, so das Ergebnis, das die Gruppe im Februar 2025 in »Nature Medicine« veröffentlicht hat. Im Durchschnitt war der Mikroplastikgehalt in Hirnproben aus dem Jahr 2024 rund 50 Prozent höher als in solchen aus dem Jahr 2016. Und das Hirngewebe enthielt bis zu 30-mal mehr Mikroplastik als die Proben aus Leber und Niere.

Eine weitere, im Januar 2025 veröffentlichte Studie könnte Hinweise darauf geben, wie sich die Teilchen im Organismus anreichern. Forscher ließen Mäuse Wasser trinken, das mit Mikroplastik versetzt war. Im Anschluss verfolgten sie die Partikel in den Tierkörpern und konnten zeigen, dass Immunzellen diese aufnahmen. Die Fragmente sammelten sich schließlich in kleinen Blutgefäßen im Gehirn an und verstopften sie.

Was Mikroplastik in menschlichen Organen anstellt, wird derzeit intensiv erforscht. Im Labor gaben Fachleute winzige Kunststoffpartikel zu menschlichen Gewebeproben und beobachteten, was passierte. Dabei sahen sie Immunreaktionen, Gewebeschäden und sogar Fälle von Zelltod. In Hunderten von Studien hat man Tiere – hauptsächlich Wasserbewohner – solchen Stoffen ausgesetzt. Dabei zeigte sich, dass die Fragmente den Darm verschließen oder die Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigen können. Experten vermuten, die Plastikpartikel könnten auch beim Menschen an der Entstehung von Krebs, Herz- und Nierenerkrankungen, Alzheimer oder Fruchtbarkeitsstörungen beteiligt sein.

Noch gibt es allerdings keine Beweise dafür, dass sich Mikroplastik unmittelbar negativ auf die Gesundheit des Menschen auswirkt – wobei die Daten einen Zusammenhang erahnen lassen. Wie eine Studie von 2024 zeigte, befand sich bei fast 60 Prozent von zirka 250 Menschen, die sich einer Herzoperation unterzogen, Mikro- oder Nanoplastik in einer Hauptarterie. Bei den Betroffenen war die Wahrscheinlichkeit, in den drei Jahren nach der Operation einen Herzinfarkt oder einen Schlaganfall zu erleiden oder zu sterben, 4,5-mal höher als bei denjenigen, deren Arterien plastikfrei waren. Jedoch räumen die Autoren der Studie ein, dass das Vorhandensein von Plastik mit anderen Faktoren korrelieren könnte, die die Gesundheit beeinflussen. Dazu zählen beispielsweise die Ernährung oder der sozioökonomische Status.

Fehlende Standards

Wie sehr das Forschungsfeld gewachsen ist, zeigt sich etwa in der Scopus-Datenbank des Wissenschaftsverlags Elsevier: Dort wurden im Jahr 2014 20 Artikel veröffentlicht, die das Schlagwort »Mikroplastik« enthalten, im Jahr 2024 waren es hingegen fast 6000. Die National Institutes of Health (NIH), eine Behörde des US-amerikanischen Gesundheitsministeriums, haben erst im Jahr 2018 das erste Forschungsvorhaben gefördert, das mit Mikroplastik zu tun hatte. Seitdem haben die NIH mehr als 45 solcher Projekte finanziert.

»Dieser Innovationsschub ist aufregend«, sagt Phoebe Stapleton, Toxikologin an der Rutgers University in Piscataway, New Jersey. Sie untersucht die gesundheitlichen Auswirkungen von Kunststoffen während der Schwangerschaft. Allerdings scheint jedes Forschungsteam eigene analytische Ansätze zu entwickeln und zu nutzen, um Mikroplastik zu finden und zu charakterisieren. Es gibt nicht viele Studien, die die Zuverlässigkeit oder Gültigkeit der einzelnen Methoden analysieren. Der Mangel an Standardisierung mache es schwer, die Untersuchungen verschiedener Teams direkt zu vergleichen, sagt Eliseo Castillo, Immunologe an der University of New Mexico in Albuquerque, USA. Castillo untersucht die Auswirkungen von Mikroplastik auf das Verdauungs- und Immunsystem.

Zahlreiche Gruppen verwenden zum Beispiel einheitlich geformte Plastikpartikel, etwa winzige Kügelchen. Diese sind aber nicht repräsentativ für die Vielfalt der in der Umwelt vorkommenden Partikel. Sie seien die am leichtesten verfügbare und standardisierte Gruppe von Mikroplastik, argumentieren einige Fachleute. Andere hingegen behaupten, die Untersuchungen mit derartigem Material seien Geldverschwendung, weil die Teilchen kaum etwas mit jenen zu tun haben, denen der Mensch ausgesetzt ist. »Wir verteidigen unsere jeweiligen Bereiche wie verrückt«, sagt Campen – und das kann letztlich die Suche nach aussagekräftigen Daten behindern.

Kunststoffe unterscheiden sich in unzähligen Variablen wie Größe, Form und Zusammensetzung. Und viele sind mit einem von mehr als 10 000 möglichen chemischen Zusatzstoffen versehen, die sie beispielsweise flexibler oder schwer entflammbar machen. Darüber hinaus können Kunststoffe jeden Organ- oder Zelltyp unterschiedlich beeinflussen. Ein scharfkantiges Mikroplastikfragment etwa kann am empfindlichen Lungengewebe mehr Schaden anrichten als im Rachen.

Auch die Dosis spiele eine Rolle, ebenso der Weg, auf dem die Partikel in den Körper gelangen, sagt die Toxikologin Alison Elder vom University of Rochester Medical Center in New York. Die Inhalation sei ein großes Problem, so Elder: »Denn wenn eingeatmete Kunststoffe tief in die Lunge gelangen, können sie bereits dort eine Entzündungsreaktion auslösen und müssen gar nicht mehr weiter wandern, um gesundheitliche Schäden anzurichten.« Noch sind Experten dabei, passende Werkzeuge zu entwickeln und deren Stärken und Schwächen gegeneinander abzuwägen. Stapleton findet es daher wichtig, mehrere Methoden zu nutzen, um die Eigenschaften der gefundenen Partikel zu bestätigen.

Nanoplastik ist gefährlicher

Besonders besorgniserregend seien die allerkleinsten Kunststofffragmente, die man einatmet und herunterschluckt, sagt Stephanie Wright, Umwelttoxikologin am Imperial College London. Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als einem Mikrometer nennt man Nanoplastik (manche Forscher würden lieber 0,1 Mikrometer als Obergrenze dafür definieren). Studien deuten darauf hin, dass viele Partikel, die größer sind als dieser Grenzwert, das Verdauungssystem passieren und ausgeschieden werden. Nanoplastik kann jedoch von Zellen aufgenommen werden. Und dafür hat der Organismus keine Lösung parat – er kann die Teilchen weder verdauen noch anderweitig wieder loswerden.

Stapleton und ihre Kollegen haben beispielsweise herausgefunden, dass die Plazenta von trächtigen Ratten keine Barriere für Nanoplastik darstellt. Die Partikel gehen von der Mutter auf den Fötus über und verteilen sich rasch in dessen Gewebe. »Es ist wichtig zu verstehen, was die Teilchen dort bewirken«, sagt Stapleton, »insbesondere weil sie im Fötus im Vergleich zu einem ausgewachsenen Organismus proportional viel mehr Platz einnehmen.«

»Besonders besorgniserregend sind die kleinsten Kunststofffragmente, die man einatmet und herunterschluckt«Stephanie Wright, Umwelttoxikologin

Dass die Wissenschaft noch relativ wenig über Nanoplastik weiß, liegt unter anderem daran, dass sich etwas derart Winziges kaum sichtbar machen und analysieren lässt. Mit den meisten Mikroskopen könne man Partikel unter rund 250 Nanometer Größe nicht erfassen, sagt Elder. Diese seien jedoch am wichtigsten, wenn es darum geht, die Menge zu quantifizieren, die sich im Gewebe ansammelt.

Ein weiteres Problem sind Verunreinigungen: Kunststoffe sind überall, auch in den Röhrchen und Schalen, in denen biologische Proben aufbewahrt werden. Kathleen Egan untersucht etwa, ob es einen Zusammenhang zwischen Lungenkrebs und Mikroplastik gibt. Wenn sie eine Gewebeprobe der Lunge entnimmt, nutzt sie in jedem Schritt Hilfsmittel mit Plastikkomponenten. Fachleute müssen solche Verunreinigungen erfassen, um das »Signal« vom »Rauschen« unterscheiden zu können, mahnt sie.

Und Martin Wagner sagt: »Bei so vielen Variablen, die es zu berücksichtigen gilt, kann man sich leicht verzetteln.« Es brauche intelligentere Ansätze, um schnell eine Fülle von Beweisen zusammenzutragen. Zum Beispiel könnte man Kunststoffe und Zusatzstoffe auf der Grundlage ihrer Struktur in Gruppen zusammenfassen und mit Hilfe dieser Kategorien ihre Auswirkungen auf die Gesundheit vorhersagen.

Die Entwicklung solcher Ansätze erfordere eine ernsthafte Teamarbeit zwischen verschiedenen Forschungsgruppen, die bisher auf ihrem jeweiligen Terrain verharren, meint Elder, die am Lake Ontario Center for Microplastics and Human Health in a Changing Environment der University of Rochester arbeitet. Dort wird erforscht, wie Mikroplastik im Ökosystem der Großen Seen – einer Gruppe von fünf zusammenhängenden Süßwasserseen im Grenzgebiet zwischen den USA und Kanada – verbreitet ist. Dort arbeiten unter anderem Hydrologen mit Aerosol-Experten und Physikern zusammen, um zu verstehen, ob Menschen den Partikeln eher durch das Wasser oder durch die Luft am Seeufer ausgesetzt sind.

Mikroplastik in der öffentlichen Diskussion

Weil es an Daten mangelt, ist es für Fachleute schwer, potenzielle Risiken an die Öffentlichkeit und an politische Entscheidungsträger zu kommunizieren. Dies ist ein altbekanntes Problem: So hat die Wissenschaft seit Langem damit zu kämpfen, Empfehlungen zu Themen wie Luftverschmutzung oder Zigarettenrauchen auf der Grundlage unvollständiger Daten auszusprechen. Doch die zunehmende Aufmerksamkeit und Besorgnis über Mikroplastik spornt dazu an, nach Antworten zu suchen. »Wenn mich Leute fragen, was sie gegen Mikroplastik tun können, sollte ich eine Antwort haben«, findet Stapleton. »Die Menschen sind wirklich daran interessiert.«

Und die Zeit drängt: Weltweit werden jedes Jahr um die 400 Millionen Tonnen Kunststoffe produziert, eine Zahl, die sich bis 2050 voraussichtlich mehr als verdoppeln wird. Und selbst wenn die gesamte Kunststoffproduktion von heute auf morgen eingestellt würde, zerfielen die auf Mülldeponien und in der Umwelt bereits vorhandenen Kunststoffe – schätzungsweise fünf Milliarden Tonnen – auf unbestimmte Zeit weiter zu Mikroplastik. Es sei am besten, die Menge zu begrenzen, bevor sie sich weiter vervielfache, sagt Wagner.

2025 könnte für die globale Kunststoffpolitik entscheidend sein: In den Vorjahren haben Länder auf der ganzen Welt im Rahmen des Umweltprogramms der Vereinten Nationen in Nairobi über ein Plastikabkommen verhandelt. Die vorgeschlagene Abmachung soll der Plastikverschmutzung ein Ende setzen und könnte die weltweite Produktionsmenge des Materials begrenzen. Das würde das Auswaschen von Mikroplastik in die Umwelt verlangsamen. Bisher haben die Gespräche allerdings noch zu keinem Vertrag geführt. Die Delegierten planen aber, sich in diesem Jahr erneut zu treffen.

Mikroplastik ist dabei eigentlich nur ein kleiner Teil der globalen Anstrengung. Dennoch drängen einige Forscher öffentlich auf politische Maßnahmen zur Reduktion der Plastikverschmutzung. Wagner, der die Auswirkungen von Kunststoffen auf menschliche Zellen untersucht, berichtet, dass er den Großteil seiner Aufmerksamkeit auf ein von ihm mitgegründetes Bündnis namens Scientists' Coalition for an Effective Plastics Treaty verlagert hat. Die Gruppe kämpft für ein ehrgeiziges Kunststoffabkommen, das die Umweltverschmutzung deutlich reduzieren würde.

»Wir befinden uns in einem historischen Moment, in dem wir ein wirkungsvolles Abkommen erreichen könnten«, sagt Wagner. »Einige von uns haben gesagt: ›Jetzt ist es an der Zeit, dass wir daran arbeiten, anstatt uns auf das Schreiben unserer Fachartikel und Anträge zu konzentrieren.‹« Er befürchtet, dass es auf Jahrzehnte schwierig sein wird, Länder erneut an den Verhandlungstisch zu bringen, falls die Verhandlungen scheitern. »Wir haben mehr als genug Beweise«, sagt er.

Auch Campens Tonfall wird eindringlich, wenn er über die Folgen des Nichtstuns nachdenkt: »Das ist eine sehr emotionale Angelegenheit. Wir wollen uns weiter mit dem Thema beschäftigen. Aber wenn ich daran denke, dass die Konzentration an Plastik in meinem Gehirn um mehrere Prozent ansteigen wird, bevor wir Antworten haben, macht mir das Angst.«