Nanocząsteczki w opakowaniach do żywności mogą zakłócać pracę jelit
Nanocząsteczki tlenku cynku są dodawane do wielu różnych rodzajów opakowań do żywności. Nowe badanie wykazało, że te drobne cząsteczki mogą zakłócać sposób wchłaniania składników odżywczych przez nasze jelita.
Nanocząsteczki mają średnicę od 1 do 100 nanometrów.
Patrząc z perspektywy, ludzki włos ma średnicę około 75 000 nanometrów, a krwinka czerwona - około 7 000 nanometrów.
Zatem nanocząstki są rzeczywiście bardzo małe. I, co niepokojące, są wszędzie.
Nanocząsteczki mają stosunkowo dużą powierzchnię, co czyni je bardziej reaktywnymi chemicznie. Ta zwiększona reaktywność nadaje im unikalne właściwości, które są wykorzystywane przez producentów szerokiej gamy produktów, w tym farb, kosmetyków, okien, filtrów przeciwsłonecznych, tkanin i samochodów.
Ponieważ nanocząstki są wykorzystywane coraz bardziej liberalnie, niektórzy naukowcy coraz bardziej niepokoją się ich potencjalnym wpływem na zdrowie ludzi.
Ponieważ są one tak powszechne i małe, nanocząsteczki bardzo łatwo przedostają się do naszego organizmu. Co gorsza, są na tyle małe, że przechodzą przez błony komórkowe, potencjalnie zakłócając ich aktywność. Jednak niewiele wiadomo o tym, jak mogą one wpływać na procesy biologiczne.
Chcąc zbadać te interakcje, naukowcy z Binghamton University w Nowym Jorku przyjrzeli się zwłaszcza nanocząsteczkom tlenku cynku (ZnO) w opakowaniach do żywności.
Dlaczego cynk znajduje się w opakowaniach do żywności?
Nanocząsteczki ZnO znajdują się w opakowaniach niektórych artykułów spożywczych, takich jak kukurydza, kurczak, tuńczyk i szparagi, ponieważ mają właściwości przeciwdrobnoustrojowe. Ponadto, gdy żywność wytwarzająca siarkę styka się z puszką, powoduje to czarne przebarwienie; ZnO zapobiega tej reakcji, utrzymując świeży wygląd potrawy.
Naukowcy - pod kierunkiem Gretchen Mahler, profesor nadzwyczajny bioinżynierii - chcieli zrozumieć, czy poziomy obecne w żywności mogą powodować zakłócenia w układzie pokarmowym.
Po pierwsze, korzystając ze spektrometrii mas, ocenili, ile ZnO można realistycznie przenieść z opakowania do żywności.
Okazało się, że żywność zawiera „100-krotność dziennego zapotrzebowania na cynk”.
Wcześniejsze badania dotyczyły wpływu nanocząstek na komórki jelitowe, ale zwykle używano wyższych poziomów, aby szukać bardziej oczywistych uszkodzeń, takich jak śmierć komórki. Mahler i jej zespół stosowali inne podejście.
Wyjaśnia: „Przyglądamy się funkcji komórki, która jest znacznie bardziej subtelnym efektem, i przyglądamy się dawkom nanocząstek, które są bliższe temu, na co naprawdę możesz być narażony”.
Korzystając z modelu komórek jelitowych, zespół ocenił, jaki wpływ mogą mieć nanocząsteczki ZnO na nasze jelita. Ich wyniki są publikowane w czasopiśmie Jedzenie i funkcja.
Mahler wyjaśnia, co odkryli:
„Odkryliśmy, że nanocząsteczki [ZnO] w dawkach odpowiadających temu, co można normalnie zjeść w posiłku lub w ciągu dnia, mogą zmienić sposób wchłaniania składników odżywczych przez jelita”.
Nanocząsteczki cynku i mikrokosmki
Zaobserwowano, że cząsteczki osiadały na strukturach reprezentujących mikrokosmki jelitowe. Są to małe, przypominające palce wypustki, które zwiększają powierzchnię jelita dostępną do wchłaniania składników odżywczych.
Przyłączając się do mikrokosmków, nanocząsteczki potencjalnie zmniejszały zdolność wyściółki do wchłaniania składników odżywczych. „Ta utrata powierzchni”, wyjaśnia Mahler, „ma tendencję do zmniejszania wchłaniania składników odżywczych”.
„Niektóre nanocząsteczki w wysokich dawkach powodują również sygnalizację prozapalną, co może zwiększyć przepuszczalność modelu jelitowego” - dodaje.
„Zwiększenie przepuszczalności jelit nie jest dobrą rzeczą - oznacza to, że związki, które nie mają przedostać się do krwiobiegu, mogą to zrobić”.
Gretchen Mahler
Chociaż z pewnością wydaje się to niepokojące, autorzy szybko zauważają, że badanie to zostało przeprowadzone w laboratorium, a nie na zwierzętach. W związku z tym na tym etapie wyników nie można ekstrapolować. Aby w pełni zrozumieć długoterminowe konsekwencje zdrowotne, potrzeba znacznie więcej badań. Jednak konkluduje:
„Mogę powiedzieć, że nasz model pokazuje, że nanocząstki mają wpływ na nasz model in vitro i że zrozumienie ich wpływu na funkcjonowanie jelit jest ważnym obszarem badań dla bezpieczeństwa konsumentów”.
Już teraz zespół bada wpływ nanocząstek na inne zwierzęta. Artykuł opublikowany w zeszłym miesiącu w czasopiśmie Nanotoksykologia przyjrzeli się, jak nanocząsteczki dwutlenku tytanu - które znajdują się w wielu kosmetykach - wpływają na jelita muszki owocówki. Ponownie odkryli zmiany w mikrokosmkach, które wpływały na wchłanianie glukozy.
W innym trwającym badaniu na kurczakach Mahler mówi, że wstępne wyniki są „podobne do badań hodowli komórkowej” omawianych w tym artykule. Odkryli również, że „wpływa to na populacje drobnoustrojów jelitowych”, co otwiera zupełnie nowy kierunek badań.
Zespół planuje teraz kontynuować w tym kierunku i będzie koncentrować swoje wysiłki na potencjalnej interakcji między nanocząsteczkami a bakteriami jelitowymi.
