Forskning: Mikroplaster i kornas matsmältningssystem hotar djurens hälsa och produktivitet

Ny forskning visar att mikroplaster i jordbruksmiljön påverkar mikroorganismerna i kornas matsmältningssystem, vilket kan utgöra en risk för djurens hälsa och produktivitet, men även för livsmedelskedjan i sig.

Mikroplaster finns i dag även i jordbruksmiljöer – de följer med foder, jord, vatten och övrigt material som används i den dagliga verksamheten på gården.

Ny internationell forskning visar att dessa små plastpartiklar inte bara passerar genom produktionsdjurens magar, utan faktiskt påverkar hur matsmältningen fungerar. I förlängningen kan det få betydelse för både djurens hälsa och produktionen samt den mat som når konsumenten.

Studien visar att mikroplaster samverkar med mikroorganismerna i kons första mage, våmmen, och stör de naturliga jäsningsprocesserna som är avgörande för idisslarnas näringsupptag.

– Vår forskning är ett första steg mot att förstå vilka biologiska effekter mikroplaster kan ha på produktionsdjur, säger Daniel Brugger, biträdande professor i djurnäring vid Helsingfors universitet och ansvarig för forskningsprojektet.

Han betonar i ett pressmeddelande att kunskapsläget fortfarande är begränsat och att nästa steg är avgörande.

– För att verkligen förstå hur detta påverkar djurens hälsa och livsmedelssäkerheten behövs nu studier på levande djur. Det är särskilt viktigt i takt med att plastproduktionen fortsätter att öka globalt.

Komagen återskapades i laboratoriemiljö

Studien är ett samarbete mellan universiteten i Helsingfors, Zürich och Hohenheim samt Tekniska universitetet i München. Forskningsprojektet handlade om att utreda vad som de facto händer med mikroplaster när de hamnar i idisslarnas matsmältningssystem, och om plastpartiklarna förblir oförändrade eller påverkar den mikrobiella processen i våmmen. Samt vilka risker som uppstår för djurens hälsa och produktivitet och säkerheten i livsmedelskedjan.

För att utreda detta återskapade man i laboratoriemiljö de förhållanden som råder i kons våm. Våmvätska samlades in från kor och blandades med antingen hö eller korn. Därefter tillsattes fem olika typer av mikroplaster som ofta förekommer i jordbruksmiljöer.

Det handlade om både biobaserade och fossilbaserade plaster, däribland material som används i förpackningar, ensilageplast och andra vanliga produkter i lantbruket.

Mikroplasterna testades i olika partikelstorlekar och i varierande mängder. Forskarna följde med hur plasten påverkade jäsningen i våmmen och hur mikroorganismernas aktivitet förändrades över tid.

Mikroplasterna påverkar jäsningsprocessen

Resultaten påvisar att mikroplasterna reagerar aktivt i våmmen genom en samverkan med mikrobiotan, vilket i sin tur påverkar hur jäsningen fungerar. I samtliga försök minskade den totala gasproduktionen när mikroplaster tillsattes.

Gasproduktionen är ett viktigt mått på hur aktiv och effektiv jäsningen är, och minskningen skedde oberoende av plasttyp, partikelstorlek eller dos.

Forskarna kunde också se att den totala mängden torrsubstans minskade vid tillsats av mikroplaster. Detta tyder på att det inte bara var fodret som bröts ned under jäsningen, utan att även en del av plasten påverkades och delvis bröts ned. Samtidigt minskade mikroplastpartiklarnas storlek ytterligare, vilket ökar risken för att de tar sig in i kroppens vävnader.

Vid jäsning av korn förändrades mikrobernas aktivitet på ett tydligt sätt. Proteiner som är kopplade till stressreaktioner producerades i större mängder, medan proteiner som normalt är involverade i omsättningen av kolhydrater och aminosyror minskade. Detta mönster är välkänt inom mikrobiologin och speglar en stressrespons hos mikroorganismerna.

Sammantaget visar resultaten att mikroplaster stör mikrobernas normala arbete i våmmen och att våmmens mikrobiota sannolikt delvis bryter ned plasten till ännu mindre partiklar.

Första gången plastpartiklarnas inverkan bevisats

Tidigare forskning har visat att produktionsdjur exponeras för mikroplaster genom förorenad jord och foder. Däremot har det varit oklart vad som händer med plastpartiklarna när de väl hamnar i djurens matsmältningssystem.

– Vår forskning visar för första gången att mikroplaster inte bara passerar rakt igenom djurens matsmältningskanal, säger professor Jana Seifert vid Hohenheims universitet.

Enligt Seifert samverkar plastpartiklarna i stället med tarmens mikrobiom, varmed de förändrar jäsningsprocesserna och delvis bryts ned.

– Det innebär att produktionsdjur inte bara är passiva mottagare av plastföroreningar. Deras matsmältningssystem kan i praktiken fungera som en bioreaktor som omvandlar mikroplaster och sprider dem vidare i jordbrukssystemen.

En mikrobiota som är belastad och fungerar sämre kan påverka djurens hälsa negativt och produktivitet. Dessutom finns en risk att de mindre plastpartiklar som bildas under matsmältningen lättare tas upp i djurens vävnader och därmed förs vidare in i livsmedelskedjan.

Risken bedöms vara särskilt stor hos unga djur eller hos djur som redan är belastade av sjukdom eller stress, eftersom deras tarmar ofta är mer genomsläppliga.

Banar väg för forskning i enmagade djur

Forskarna betonar behovet av att minska mängden mikroplast som når djurfoder. Det handlar bland annat om bättre kontroll av plastanvändningen i jordbruket, till exempel vid hantering av ensilageplast, förpackningsmaterial och spridning av slam på åkermark.

– Plastförorening är inte ett miljöproblem som finns någon annanstans, utan det har direkta biologiska effekter på produktionsdjur och kan i förlängningen även påverka människor via livsmedelskedjan, säger professor Cordt Zollfrank vid Tekniska universitetet i München.

Studien ger också ett viktigt vetenskapligt underlag för framtida riskbedömningar och övervakning. Lagstiftare, veterinärer och foderindustrin har nu experimentella bevis för att mikroplaster samverkar med våmmens mikrobiota och att plastens sammansättning delvis förändras under matsmältningen.

Detta behöver beaktas när acceptabla föroreningsnivåer fastställs och när nya metoder utvecklas för att upptäcka plast i foder, gödsel och animaliska livsmedel.

– Våra resultat kan också bana väg för framtida forskning om hur mikroplaster samverkar med mikrobiotan hos grisar och andra enmagade djur, framför Brugger.
– Men innan dess måste fenomenet först undersökas även hos dessa djur.