Zilver is mooi – en een moordenaar. Het glanzende witte metaal is een natuurlijk antibioticum. Dat betekent dat het bacteriën doodt. Mensen kennen dit voordeel al sinds de oudheid. Rijke Romeinen aten met messen, vorken en lepels gemaakt van zilver. Zij begrepen dat zilver hielp voorkomen dat bedorven voedsel hen ziek maakte. Historici denken zelfs dat we zo eetgerei “zilverwerk” zijn gaan noemen.

Heden ten dage heeft het eten van zilver meer te maken met rijkdom dan met gezondheid. Toch speelt zilver nog steeds een rol in de geneeskunde. Artsen gebruiken verband met een zilveren coating om ziektekiemen te doden die brandwonden en andere wonden kunnen infecteren. Zilver wordt soms ook gebruikt om medische hulpmiddelen, zoals beademingsbuisjes, te coaten. Dit kan de kans verkleinen dat patiënten aan beademingsapparatuur longontsteking oplopen door blootstelling aan ziektekiemen.

In het afgelopen decennium is het gebruik van zilver als ziektekiemdodend middel sterk toegenomen – en niet alleen in de geneeskunde. Rond 2005 begonnen bedrijven een speciale vorm van zilver toe te voegen aan een breed scala van alledaagse producten. Dit zilver werd verwerkt tot uiterst kleine deeltjes. Bedrijven stoppen het in sokken, tandenborstels, wasmachines, stofzuigers en andere artikelen.

Soms wordt het toevoegen van speciaal zilver aangeprezen als een verdediging tegen bacteriën die mensen ziek kunnen maken. Andere keren, is het meer over het neutraliseren van bacteriën die stinkende voeten of stinkende adem veroorzaken. Bij de laatste telling bevatten meer dan 400 consumentenproducten deze vorm van zilver, nanozilver genoemd.

En zoals de naam al doet vermoeden, zijn nanozilverdeeltjes te klein om te zien, zelfs met een microscoop in een klaslokaal. De deeltjes hebben een doorsnede van 1 tot 100 nanometer, ofwel miljardsten van een meter. (Nano is een voorvoegsel dat een miljardste betekent.) Ter vergelijking: het meeste menselijk haar is 40.000 tot 120.000 nanometer breed. Dat is honderden keren de breedte van zelfs een groot nanodeeltje.

Mensen gebruiken al duizenden jaren zilverproducten. Maar sommige wetenschappers beginnen zich zorgen te maken dat het toevoegen van zoveel nanozilver aan zoveel dingen schadelijk kan zijn voor onze gezondheid of het milieu. Experts zijn op zoek gegaan naar antwoorden. Maar tot nu toe zijn de bevindingen gemengd.

Klein deeltje, groot oppervlak

Wetenschappers zeggen dat er verschillende dingen zijn die belangrijk zijn om te weten over nanozilver om de potentiële schade te beoordelen. Ten eerste is nanozilver zo klein dat het in minuscule ruimtes terecht kan komen. Deze ruimtes omvatten onze cellen en de cellen van andere levende wezens. Ten tweede, omdat nanozilverdeeltjes zo klein zijn, hebben ze een zeer groot oppervlak. Dat betekent dat hun oppervlak in verhouding tot hun volume vrij groot is. Deeltjes ondergaan chemische reacties aan hun oppervlak. Hoe groter het oppervlak, hoe meer chemische reacties. Sommige van die reacties kunnen schadelijk zijn. Andere misschien niet.

De lijst van mogelijke reacties omvat wat er gebeurt als zilver reageert met vocht in de lucht – die nanodeeltjes stoten zilver-ionen af. Zilverionen zijn atomen van zilver met een positieve elektrische lading. Volgens sommige onderzoeken kunnen zilverionen een microbe doden door zijn celmembranen te beschadigen. Dit kan de cellen van de microbe “lek” maken. Aangetaste cellen sterven dan snel af.

Ander onderzoek suggereert dat het nanodeeltje zelf een microbe kan doden.

Maar wat gebeurt er als nanozilver in menselijke cellen terechtkomt? Sommige onderzoekers vragen zich af of de deeltjes – of de ionen die vrijkomen – schade kunnen aanrichten.

Jim Hutchison is een van de wetenschappers die dit proberen uit te zoeken. Hij is chemicus en een expert op het gebied van nanodeeltjes aan de Universiteit van Oregon in Eugene.

Het meest zichtbare effect van zilver, zegt Hutchison, is een aandoening die argyria (Ahr-JEER-ee-uh) wordt genoemd. Mensen die blootgesteld worden aan grote hoeveelheden zilver kunnen hieraan lijden. Hoewel het de huid blauw kleurt, lijkt het verder geen invloed te hebben op de gezondheid.

Historici vermoeden dat argyria de oorsprong is van de term “blauw bloed”. Het wordt gebruikt om mensen van adellijke geboorte te beschrijven. Royalty’s zouden waarschijnlijk veel zilveren sieraden hebben gedragen. Adellijken zouden ook echt zilveren servies hebben gebruikt bij het eten en drinken.

Deze blauwbloedigen kunnen ook veel colloïdaal zilver hebben gedronken. Dat is een vloeistof waarin zilverdeeltjes zijn gesuspendeerd.

“Colloïdaal zilver wordt al heel lang gebruikt,” zegt Hutchison. “Het werd beschouwd als een wondermiddel tegen veel verschillende ziektes.”

Het was vooral populair voordat de moderne antibiotica werden ontwikkeld om microben te doden. Zelfs vandaag de dag drinken sommige mensen het. Zij geloven dat het enkele ernstige ziekten kan bestrijden. De U.S. Food and Drug Administration is het hier echter niet mee eens. Dit federale agentschap zegt dat er geen wetenschappelijk bewijs is dat colloïdaal zilver succesvol iets behandelt.

Tot nu toe suggereert het onderzoek van Hutchison dat nanozilver en de zilverionen die het afgeeft waarschijnlijk niet schadelijk zijn voor mensen (behalve dat sommigen van hen blauw worden). “Je kunt nooit bewijzen dat elke technologie veilig is voordat je het gebruikt,” zegt hij. “Maar zilver lijkt niet giftig te zijn voor ons.”

In een studie uit 2011 gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano, bekeek Hutchison’s team zilveren sieraden en eetgerei onder high-powered microscopen. Zij ontdekten dat de vaste zilveren producten nanodeeltjes afgaven. “Dit betekent dat nanozilver al heel lang in contact is met mensen”, zegt hij. En dat, concludeert hij, “zou geruststellend moeten zijn, omdat die blootstellingen geen schade lijken te hebben veroorzaakt.”

Toch, merkt Hutchison op, wordt nanozilver in meer producten gebruikt dan ooit. Het maakt deel uit van de explosieve groei van de markt voor bacteriedodende middelen. Het is mogelijk dat zowel mensen als het milieu aan zoveel zilver worden blootgesteld dat ervaringen uit het verleden toekomstige risico’s niet volledig kunnen voorspellen.

Veel van het weinige

In feite zijn er geen studies die aangeven hoeveel nanozilver te veel zou kunnen zijn, zegt Ramune Reliene. Zij is kankeronderzoeker aan de State University van New York in Albany.

Uit studies blijkt inderdaad dat nanozilver menselijke cellen kan beschadigen. Maar deze studies hebben de cellen blootgesteld aan 100 tot 10.000 keer meer nanozilver dan mensen nu in hun omgeving tegenkomen, zegt zij. Bovendien bevonden de cellen zich in een petrischaaltje. Een cel in een levend wezen werkt anders dan in een of ander schaaltje in het lab.

Daarom is het belangrijk om verder te gaan dan celstudies, stellen wetenschappers. Sommigen willen dat nanozilver op dieren wordt getest. Reliene en anderen zijn begonnen met laboratoriummuizen en ratten. Tot nu toe hebben zij slechts een handvol van dergelijke studies voltooid. Dat betekent dat het nog te vroeg is om met zekerheid te zeggen wat het effect is van nanozilver op de gezondheid van grote en kleine dieren.

Toch heeft dit vroege onderzoek al hints gegeven dat nanozilver problemen kan opleveren. Vorig jaar publiceerde het team van Reliene bijvoorbeeld gegevens die suggereren dat de zilverbits een risico op kanker zouden kunnen inhouden.

De onderzoekers gaven vijf muizen vijf dagen lang water met een hoog gehalte aan nanozilver. Vervolgens keken de deskundigen naar de bloedcellen van de dieren, naar cellen in hun beenmerg en naar weefsels van zich ontwikkelende muizenembryo’s. In alle gevallen vonden zij schade aan het DNA. Dit molecuul bevindt zich in de meeste cellen. Het vertelt cellen hoe ze moeten groeien en functioneren.

Reliene is vooral bezorgd over DNA-schade in het beenmerg. Dat komt omdat zowel bij muizen als mensen, bloedcellen worden gevormd in het beenmerg. Het type schade dat de onderzoekers in het beenmerg van muizen zagen, is hetzelfde type dat bij mensen tot bloedkankers leidt. Leukemie en lymfeklierkanker zijn twee voorbeelden.

“Nanozilver lijkt giftig te zijn voor bepaalde weefsels, met name onrijpe bloedcellen in het beenmerg,” concludeert Reliene. Haar team deelde haar bevindingen in de maart 2015 Nanotoxicology.

No silver lining to this pollution

Andrew Maynard is een milieugezondheidswetenschapper aan de Universiteit van Michigan in Ann Arbor. Zijn team heeft een soortgelijke studie als die van Reliene uitgevoerd. Hoewel zij hun gegevens nog niet hebben gepubliceerd, zijn zij bereid enkele vroege bevindingen te delen. De belangrijkste daarvan: Maynard zegt dat zijn groep “vrijwel geen effect” zag van het voeden van muizen met zeer hoge concentraties nanozilver gedurende 28 dagen.

Zowel hij als Reliene zeggen dat meer onderzoek nodig is als ze willen achterhalen waarom twee vergelijkbare studies zulke verschillende resultaten hebben opgeleverd.

Een mogelijke verklaring is te vinden in de chemicaliën die worden gebruikt om de coating van nanozilverdeeltjes aan te brengen. De coating voorkomt dat individuele deeltjes samenklonteren. Verschillende bedrijven gebruiken verschillende coatings. En die coatings kunnen van invloed zijn op de vraag of nanozilver giftig is. Bovendien kan nanozilver in verschillende maten en vormen worden gemaakt. Ook dit kan van invloed zijn op de toxiciteit.

Maynard vermoedt dat als nanozilver problemen gaat veroorzaken, dit waarschijnlijk in het milieu te zien zal zijn. Dat is waar veel van het nanozilver terechtkomt. Wasmachines met een coating van nanozilver spoelen bijvoorbeeld bij elke lading wasgoed een deel van de deeltjes door het riool. Van daaruit komen de deeltjes in rivieren en meren terecht.

“Omdat ze zo klein zijn, kunnen nanodeeltjes in het water over lange afstanden stromen en worden opgepikt door vissen en in wortelsystemen terechtkomen,” zegt Maynard. Ze kunnen zich ook afzetten op sedimenten op de bodem van een rivier of meer. En het is mogelijk dat de deeltjes schade toebrengen aan microben die daar leven. Dergelijke microben omvatten bacteriën die een belangrijke rol vervullen: het afbreken van dode planten en dieren.

Terwijl de microben dit doen, recyclen zij de stikstof, fosfor en koolstof die zich in de dode organismen bevonden, terug in het milieu. Deze elementen zijn essentiële voedingsstoffen voor alle levende wezens.

Als bacteriën hun werk niet kunnen doen, blijven deze voedingsstoffen opgesloten. Planten in de buurt kunnen ze dan niet gebruiken om te groeien. Dat kan op zijn beurt de voedselvoorziening voor plantenetende dieren verminderen. Het kan zelfs de gezondheid aantasten van grotere dieren die op de planteneters jagen.

Chris Metcalfe probeert te begrijpen hoe nanozilver deze voedingsstoffencyclus zou kunnen beïnvloeden. Hij werkt aan de Trent University in Peterborough, Ontario, Canada. Als milieutoxicoloog bestudeert hij materialen die in het milieu als vergif kunnen dienen.

Hij en zijn team voegden grote hoeveelheden nanozilver toe aan een experimenteel meer in Noord-Ontario. Hierdoor veranderde de mix van bacteriën die op de bodem leefden. Metcalfe kan niet zeggen of het nanozilver heeft geleid tot veranderingen in de totale aantallen van specifieke soorten bacteriën. Dat komt omdat er grenzen zijn aan de technologie om bacteriën te identificeren. Maar, voegt hij eraan toe, “We kunnen wel zeggen dat het de samenstelling van bacteriën heeft veranderd – sommige daarvan zijn betrokken bij de kringloop van koolstof, stikstof en fosfor.” En dit zou op zijn beurt de voedingsstoffencyclus kunnen beïnvloeden en de organismen die daarvan afhankelijk zijn.

Dit team publiceerde zijn bevindingen drie jaar geleden in Environmental Science and Technology.

Deze zilveren kogel is misschien niet blijvend

Maar er kan een nog directere zorg zijn, vrezen Metcalfe en andere wetenschappers. Een gestage stroom van nanozilver in het milieu kan schadelijke microben ertoe aanzetten resistent te worden tegen de kiemdodende stof. Microben hebben de neiging te evolueren – of zich in de loop van de tijd aan te passen – aan veranderende omstandigheden. Als dat gebeurt, kunnen artsen niet langer vertrouwen op met zilver gecoate medische apparatuur of met zilver behandelde verbanden om te voorkomen dat dergelijke ziektekiemen hun patiënten ziek maken.

Microben zijn bijzonder goed in het ontwikkelen van resistentie. Daarom werken veel van de antibiotica die zijn ontwikkeld om schadelijke bacteriën te doden, niet meer. De meeste van deze geneesmiddelen zijn vaak en gedurende lange tijd gebruikt. Bij een dergelijk intensief en langdurig gebruik van antibiotica hebben microben een grotere kans om precies de juiste verandering in hun DNA te ontwikkelen om de geneesmiddelen te bestrijden. Als ze dat eenmaal doen, overleven die “superbugs” om meer microben met hetzelfde vermogen te kweken.

Het is bijzonder moeilijk voor microben om een resistentie tegen zilver te ontwikkelen, omdat het element celmembranen vernietigt, zegt Maynard. Het is niet makkelijk om daarvan te herstellen. Maar het is ook niet onmogelijk. Wetenschappers waarschuwen dat hoe meer nanozilver er in het milieu terechtkomt, hoe groter de kans dat microben leren hoe ze er weerstand tegen kunnen bieden.

Zoals Maynard het stelt: “Zilver is een grote verdedigingslinie tegen microben. We willen dit wapen niet verspillen aan sokken.”

Power Words

(voor meer over Power Words, klik hier)

antibioticum Een kiemdodende stof die wordt voorgeschreven als medicijn (of soms als voederadditief om de groei van vee te bevorderen). Het werkt niet tegen virussen.

argyria Een permanente, blauwe verkleuring van de huid als gevolg van een overmatige blootstelling aan zilverhoudende preparaten die bedoeld zijn om een medische aandoening te behandelen.

bacterie (meervoud bacteriën) Een eencellig organisme. Deze komen bijna overal op aarde voor, van de bodem van de zee tot in het binnenste van dieren.

kanker Een van de meer dan 100 verschillende ziekten, die elk worden gekenmerkt door een snelle, ongecontroleerde groei van abnormale cellen. De ontwikkeling en groei van kankers, ook wel maligniteiten genoemd, kunnen leiden tot tumoren, pijn en de dood.

koolstof Het chemische element met atoomnummer 6. Het is de fysische basis van al het leven. Het is de fysische basis van al het leven op aarde. Koolstof bestaat vrij in de vorm van grafiet en diamant. Het is een belangrijk bestanddeel van steenkool, kalksteen en aardolie, en kan zichzelf chemisch binden tot een enorm aantal chemisch, biologisch en commercieel belangrijke moleculen.

cel De kleinste structurele en functionele eenheid van een organisme. De cel, die meestal te klein is om met het blote oog te zien, bestaat uit waterige vloeistof omgeven door een membraan of wand. Dieren bestaan uit duizenden tot triljoenen cellen, afhankelijk van hun grootte.

chemisch Een stof die bestaat uit twee of meer atomen die zich verenigen (aan elkaar worden gebonden) in een vaste verhouding en structuur. Bijvoorbeeld, water is een chemische stof die bestaat uit twee waterstofatomen gebonden aan een zuurstofatoom. Het chemische symbool is H2O.

chemische reactie Een proces waarbij de moleculen of de structuur van een stof worden herschikt, in tegenstelling tot een verandering in fysische vorm (zoals van een vaste stof naar een gas).

chemie Het gebied van de wetenschap dat zich bezighoudt met de samenstelling, de structuur en de eigenschappen van stoffen en de manier waarop ze met elkaar reageren. Scheikundigen gebruiken deze kennis om onbekende stoffen te bestuderen, om grote hoeveelheden nuttige stoffen te reproduceren of om nieuwe en nuttige stoffen te ontwerpen en te maken. (over verbindingen) De term wordt gebruikt om te verwijzen naar het recept van een verbinding, de manier waarop het wordt geproduceerd of enkele van zijn eigenschappen.

colloïde (adj. colloïdaal) Een zeer fijn verdeelde stof die door een andere stof is verspreid. Colloïdaal zilver bestaat bijvoorbeeld uit zeer kleine zilverdeeltjes die in een vloeistof zweven.

DNA (afkorting van desoxyribonucleïnezuur) Een lange, dubbelstrengs en spiraalvormige molecule in de meeste levende cellen die genetische instructies draagt. In alle levende wezens, van planten en dieren tot microben, vertellen deze instructies de cellen welke moleculen ze moeten maken.

elektron Een negatief geladen deeltje, dat zich gewoonlijk in een baan rond de buitenste regionen van een atoom bevindt; ook de drager van elektriciteit in vaste stoffen.

element (in de scheikunde) Elk van meer dan honderd stoffen waarvan de kleinste eenheid uit één atoom bestaat. Voorbeelden zijn waterstof, zuurstof, koolstof, lithium en uranium.

embryo Het vroege stadium van een zich ontwikkelend gewerveld dier, of dier met een ruggengraat, dat slechts uit één of enkele cellen bestaat. Als bijvoeglijk naamwoord zou de term embryonaal zijn – en zou kunnen worden gebruikt om te verwijzen naar de vroege stadia of het leven van een systeem of technologie.

Food and Drug Administration (of FDA) Een onderdeel van het Amerikaanse ministerie van Volksgezondheid en Human Services, de FDA is belast met het toezicht op de veiligheid van vele producten. De FDA is er bijvoorbeeld verantwoordelijk voor dat geneesmiddelen correct worden geëtiketteerd en veilig en effectief zijn; dat cosmetica en voedingssupplementen veilig zijn en correct worden geëtiketteerd; en dat tabaksproducten worden gereguleerd.

Voedselweb (ook bekend als voedselketen) Het netwerk van relaties tussen organismen die een ecosysteem delen. Organismen in dit netwerk zijn voor hun voedselvoorziening afhankelijk van andere organismen.

kiemen Elk eencellig micro-organisme, zoals een bacterie, een schimmelsoort of een virusdeeltje. Sommige kiemen veroorzaken ziekten. Andere kunnen de gezondheid van organismen van hogere orde, waaronder vogels en zoogdieren, bevorderen. De gezondheidseffecten van de meeste ziektekiemen blijven echter onbekend.

ion Een atoom of molecuul met een elektrische lading als gevolg van het verlies of de winst van een of meer elektronen.

leukemie Een vorm van kanker waarbij het beenmerg grote aantallen onrijpe of abnormale witte bloedcellen aanmaakt. Dit kan leiden tot bloedarmoede, een tekort aan rode bloedcellen.

lymfoom Een soort kanker die begint in cellen van het immuunsysteem.

beenmerg (in de fysiologie en geneeskunde) Sponsachtig weefsel dat zich binnenin de botten ontwikkelt. De meeste rode bloedcellen, infectiebestrijdende witte bloedcellen en bloedplaatjes worden allemaal in het merg gevormd.

membraan Een barrière die de doorgang (of doorstroming) van bepaalde materialen blokkeert, afhankelijk van hun grootte of andere kenmerken. Membranen zijn een integrerend deel van filtratiesystemen. Vele hebben die functie op cellen of organen van een lichaam.

microbe Afkorting van micro-organisme. Een levend wezen dat te klein is om met het blote oog te zien, met inbegrip van bacteriën, sommige schimmels en vele andere organismen zoals amoeben. De meeste bestaan uit één enkele cel.

microscoop Een instrument dat wordt gebruikt om objecten te bekijken, zoals bacteriën, of de afzonderlijke cellen van planten of dieren, die te klein zijn om met het blote oog te kunnen worden waargenomen.

nano Een voorvoegsel dat een miljardste aanduidt. In het metrieke stelsel van metingen wordt het vaak als afkorting gebruikt om te verwijzen naar voorwerpen die een miljardste meter lang of in diameter zijn.

nanoparticle Een klein deeltje met afmetingen gemeten in miljardsten van een meter.

stikstof Een kleurloos, reukloos en niet-reactief gasvormig element dat ongeveer 78 procent van de atmosfeer van de aarde uitmaakt. Het wetenschappelijke symbool is N. Stikstof komt vrij in de vorm van stikstofoxiden bij de verbranding van fossiele brandstoffen.

deeltje Een minieme hoeveelheid van iets.

Petrischaal Een ondiepe, ronde schaal die wordt gebruikt om bacteriën of andere micro-organismen te kweken.

fosfor Een zeer reactief, niet-metaalhoudend element dat van nature in fosfaten voorkomt. Het wetenschappelijk symbool is P.

pneumonie Een longaandoening waarbij infectie door een virus of bacterie ontsteking en weefselbeschadiging veroorzaakt. Soms vullen de longen zich met vocht of slijm. Symptomen zijn onder meer koorts, rillingen, hoest en ademhalingsmoeilijkheden.

resistentie (als in resistentie tegen geneesmiddelen) De vermindering van de effectiviteit van een geneesmiddel om een ziekte, meestal een microbiële infectie, te genezen. (als in ziekteweerstand) Het vermogen van een organisme om een ziekte te bestrijden. (als in oefening) Een soort tamelijk sedentaire oefening die berust op het samentrekken van spieren om kracht op te bouwen in gelokaliseerde weefsels.

technologie De toepassing van wetenschappelijke kennis voor praktische doeleinden, met name in de industrie – of de apparaten, processen en systemen die het resultaat zijn van die inspanningen.

toxisch Giftig of in staat om cellen, weefsels of hele organismen te beschadigen of te doden. De mate van risico die van een dergelijk gif uitgaat, is de toxiciteit ervan.

toxicologie De tak van wetenschap die onderzoekt hoe gifstoffen de gezondheid van mensen en andere organismen verstoren.

ventilator (in de geneeskunde) Een apparaat dat wordt gebruikt om iemand te helpen ademen – zuurstof innemen en kooldioxide uitademen – wanneer het lichaam dat niet gemakkelijk zelf kan doen.

Woord zoeken (klik hier om te vergroten voor afdrukken)