Per- und Polyfluoralkylsubstanzen, besser bekannt als PFAS, sind chemische Verbindungen, die in zahlreichen Produkten des täglichen Lebens eingesetzt werden. Diese Stoffgruppe steht zunehmend im Verdacht, erhebliche negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu haben, insbesondere bei schwangeren Frauen und ihren ungeborenen Kindern. Eine zentrale Rolle spielt die Plazenta, die als Barriere zwischen der Mutter und dem Fötus fungiert. Trotz der Bedeutung dieser Struktur ist das Wissen über die tatsächliche Exposition gegenüber PFAS während der frühen Phasen der Schwangerschaft bislang begrenzt.
Forscher des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) haben in Zusammenarbeit mit dem Städtischen Klinikum Dessau ein innovatives 3D-Modell der Plazenta entwickelt, um die Auswirkungen von PFAS auf deren Funktionalität zu untersuchen. Die Ergebnisse dieser Studie, die im renommierten Fachjournal „Environmental Research“ veröffentlicht wurden, zeigen, dass eine Mischung aus PFAS die Plazentafunktion erheblich stören kann.
Die Plazenta ist entscheidend für den Austausch von Nährstoffen, Gasen und Stoffwechselprodukten zwischen der Mutter und dem Fötus. In den ersten drei Monaten der Schwangerschaft, einer Phase, in der sich die Organe des Kindes entwickeln, ist die Integrität der Plazenta besonders wichtig. Obwohl die Plazenta über Mechanismen verfügt, die gefährliche Substanzen abwehren sollen, können PFAS in ihren Geweben akkumulieren. Diese Anreicherung kann die Entwicklung des Fötus beeinträchtigen und das Risiko von Fehlgeburten erhöhen.
Dr. Violeta Stojanovska, eine Reproduktionswissenschaftlerin am UFZ und Hauptautorin der Studie, betont die Notwendigkeit, die Expositionsdynamik gegenüber PFAS im ersten Trimester der Schwangerschaft besser zu verstehen. Bisherige Studien konzentrierten sich oft auf die Analyse von PFAS in Blutproben oder auf vereinfachte Zellmodelle, die nicht die komplexe Realität der Plazentafunktion abbilden.
In ihrer Forschung extrahierten die Wissenschaftler Gewebeproben von 31 Schwangeren im ersten Trimester und identifizierten sechs relevante PFAS-Verbindungen, die in hohen Konzentrationen in den Plazentageweben nachgewiesen wurden. Diese Verbindungen wurden anschließend zu einer für die Plazenta relevanten Mischung verarbeitet und in einem 3D-Trophoblastenmodell getestet. Trophoblasten sind die Zellen, die in der frühen Schwangerschaft in das mütterliche Gewebe eindringen und den Kontakt zum Blutkreislauf der Mutter herstellen.
Die Verwendung von 3D-Modellen brachte entscheidende Vorteile mit sich. Die Trophoblasten wachsen in einer kugelförmigen Struktur, was die Zellorganisation in der frühen Plazenta realitätsnäher abbildet als flache 2D-Kulturen. Durch diese Modelle konnten die Forscher die Auswirkungen der PFAS-Mischung auf verschiedene Plazentafunktionen, einschließlich der Hormonproduktion und der invasiven Eigenschaften der Plazenta, eingehend untersuchen.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Exposition gegenüber der PFAS-Mischung zu erheblichen Funktionsstörungen der Plazenta führte. Besonders betroffen war die Fähigkeit der Plazentazellen, in das mütterliche Gewebe einzudringen, was für die Nährstoffversorgung des Fötus von entscheidender Bedeutung ist. Zudem wurde festgestellt, dass wichtige genetische Prozesse, die für die Apoptose (das planmäßige Absterben von Zellen) und die Zellvermehrung verantwortlich sind, durch PFAS negativ beeinflusst wurden. Diese Prozesse stehen in einem natürlichen Gleichgewicht, das bei hoher PFAS-Exposition gestört werden kann.
Ein weiterer besorgniserregender Befund der Studie war die verminderte Produktion des Hormons β-hCG, das eine zentrale Rolle in der Schwangerschaft spielt, indem es die Bildung der Gebärmutterschleimhaut unterstützt und einen Schwangerschaftsabbruch verhindert.
Professor Ana Zenclussen, Leiterin des UFZ-Departments Umweltimmunologie, hebt hervor, dass diese Erkenntnisse die potenziellen Gesundheitsrisiken von PFAS für die Plazenta und den Verlauf der Schwangerschaft verdeutlichen. Die Ergebnisse der Studie sind entscheidend für ein besseres Verständnis der Risikobewertung von PFAS und deren Auswirkungen auf die Schwangerschaft.
Insgesamt zeigen die Ergebnisse der Forschung, wie wichtig es ist, die Auswirkungen von PFAS auf die Plazentafunktion zu untersuchen, um mögliche Risiken für schwangere Frauen und deren Kinder besser einschätzen zu können.
