Magen-Darm-Trakt (c) yodiyim / fotolia.com

Unser Magen-Darm-Trakt ist hochspezialisiert, wenn es darum geht, Material (Nahrung) von außen aufzunehmen und diese in gebrauchsfertigen, zerkleinerten Einheiten über das Blut auf die Organe zu verteilen. Es besteht die Möglichkeit, dass auch Nanomaterialien diese Körperschranke durchdringen können. Es handelt sich jedoch um nur sehr kleine Mengen, deren Wirkung bisher als unbedenklich eingestuft wird.

 

Lunge © Nerthuz / fotolia.com

Der Begriff Blut-Luft-Schranke beschreibt eine dünne zelluläre Trennschicht innerhalb der Lunge, die den luftgefüllten Raum der Lungenbläschen vom Blutkreislauf abgrenzt. Über diese Schranke wird die Aufnahme von Sauerstoff in das Blut und die Abgabe von Kohlenstoffdioxid in den Lungenraum geregelt. Mit der Atemluft können auch körperfremde Objekte abhängig von ihrer Größe in die Lunge gelangen. Dazu zählen neben Bakterien und Viren auch Feinstaub oder Nanomaterialien. Da die Zellschranke sehr dünn ist, besteht für Nanopartikel eine relativ große Chance, diese zu überwinden und in den Körper einzudringen.

Abwehrkräfte © ag visuell / fotolia.com

Im Körper vorhandene Nanopartikel (z. B. durch Injektion) werden in der Mehrzahl durch das sog. Retikulohistiozytäre System (RHS) aufgenommen und entsorgt. Dieses System stellt ein Netzwerk von Zellen dar, die im ganzen Körper in den Organen verteilt sind. Die Zellen des RHS haben die Aufgabe, tote Zellen, Bakterien, Viren und eingedrungene Kleinpartikel zu inaktivieren und zu eliminieren. Zu diesen partikulären „Eindringlingen" gehören auch Nanopartikel.    

 

 

Quelle Gray38.png: User Magnus Manske on en.wikipedia derivative work: Amada44

Die Plazenta ist eine wichtige Gewebeschranke, die das ungeborene Kind von der Mutter trennt. Dieses ist dabei vollständig abhängig vom richtigen Funktionieren der Plazenta, da sie für die Versorgung mit Sauerstoff und Nahrung zuständig ist, aber auch Kohlenstoffdioxid und Abfallstoffe abtransportiert. In diesen Prozessen können auch Nanopartikel transportiert werden und den Fötus erreichen.

Die Plazentaschranke wird im Wesentlichen aus zwei Zellschichten gebildet, wovon eine auf der mütterlichen Seite liegt und die andere die embryonalen Blutgefäße auskleidet. In der frühen Schwangerschaft ist das plazentale Gewebe sehr dick, um den sich entwickelnden Fötus zu schützen. Im weiteren Verlauf der Schwangerschaft wird diese Gewebeschranke immer dünner, vor allem dadurch bedingt, dass die Versorgungsleistung mit Sauerstoff und Nährstoffen erheblich zunehmen muss.

Querschnitt durch die Haut © 7activestudio / fotolia.com

Die Haut ist das größte Organ des Körpers. Durch Abgrenzung von Innen und Außen schützt sie den Körper gegen die unterschiedlichsten Einwirkungen z.B. vor mechanischen Einflüssen wie Druck, Stoß, Zug, Reibung oder Verletzungen. Nanopartikel können die intakte Haut nicht durchdringen. Auch leichte oberflächliche Verletzungen beeinträchtigen diesen Schutz nicht. Kleinere mechanische Beanspruchungen der Haut fängt die Stabilität der Hornschicht ohne Schaden ab. Tiefer abgeschürfte Hautstellen werden durch Absonderung von Wundsekret und durch Blutbestandteile vor schädlichen Einflüssen abgeschirmt. Allerdings können sich Nanopartikel über die Haarfollikel in der Haut einlagern und hier gezielt z.B. gebundene Arznei- oder Impfstoffe freisetzen und an den Körper abgeben. In der Regel werden diese Partikel jedoch durch Waschen weitgehend entfernt.    

Immunsystem

Das Immunsystem erkennt sowohl fremde als auch körpereigene Stoffe. Werden Fremdstoffe wie z.B. Nanopartikel erkannt, so entscheiden Zellen des Immunsystems, ob eine Gefahr vorliegt oder nicht. Schätzt der Körper den erkannten Fremdstoff als gefährlich ein, reagiert er darauf mit einer Entzündung. Im Falle von Krankheitserregern werden diese zunächst vom Abwehrprogramm eingegrenzt, dann beseitigt und falls eine Verletzung vorliegt, die Wundheilung ermöglicht. Einige technische Nanomaterialien stehen im Verdacht, entzündungsauslösend zu wirken. Allerdings kann die Eigenschaft der Nanomaterialien, das Immunsystem zu beeinflussen, auch für medizinische Zwecke verwendet werden. Somit kann auch aktuelle Sicherheitsforschung ihren Beitrag zur Entwicklung neuer medizinische Therapie-Ansätze beitragen.   

Schema der Blut-Hirn Schranke. © von Kuebi = Armin Kübelbeck, and for the brain: Patrick J. Lynch [CC-BY-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], via Wikimedia Commons

Die Blut-Hirn-Schranke ist die Trennung zwischen dem Blutgefäßsystem und dem Gehirn und wird von bestimmten Zellen (sogenannte Endothelzellen) gebildet, welche die Blutgefäße im Gehirn umschließen. Diese Barriere ist für Nanopartikel normalerweise undurchlässig.    

 

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