Наночастицы в упаковке пищевых продуктов могут нарушить работу кишечника
Наночастицы оксида цинка добавляют во многие виды пищевой упаковки. Новое исследование показало, что эти мельчайшие частицы могут нарушить способ поглощения питательных веществ нашим кишечником.
Наночастицы имеют диаметр от 1 до 100 нанометров.
Для сравнения: человеческий волос составляет около 75 000 нанометров в поперечнике, а эритроцит - около 7 000 нанометров.
Итак, наночастицы действительно очень маленькие. И, что беспокоит, они повсюду.
Наночастицы имеют относительно большую площадь поверхности, что делает их более химически активными. Эта повышенная реакционная способность дает им уникальные свойства, которые используются производителями широкого спектра продуктов, включая краски, косметику, окна, солнцезащитные кремы, ткани и автомобили.
Поскольку наночастицы используются все более широко, некоторые ученые все больше обеспокоены их потенциальным воздействием на здоровье человека.
Поскольку они настолько распространены и настолько малы, наночастицы очень легко проникают в наши тела. И, что еще более тревожно, они достаточно малы, чтобы проходить через клеточные мембраны, потенциально нарушая их деятельность. Однако мало что известно о том, как они могут вмешиваться в биологические процессы.
В целях изучения этих взаимодействий исследователи из Бингемтонского университета в Нью-Йорке в частности рассмотрели наночастицы оксида цинка (ZnO) в упаковке пищевых продуктов.
Почему цинк содержится в пищевой упаковке?
Наночастицы ZnO входят в упаковку некоторых пищевых продуктов, таких как кукуруза, курица, тунец и спаржа, поскольку они обладают антимикробными свойствами. Кроме того, когда продукты, производящие серу, соприкасаются с консервной банкой, она вызывает изменение цвета в черный цвет; ZnO предотвращает эту реакцию, сохраняя свежесть продуктов.
Исследователи во главе с Гретхен Малер, доцентом биоинженерии, хотели понять, могут ли уровни, присутствующие в пище, вызвать нарушения в пищеварительной системе.
Во-первых, с помощью масс-спектрометрии они оценили, сколько ZnO реально может быть перенесено из упаковки в пищу.
Было обнаружено, что пища содержит «в 100 раз больше дневной нормы цинка».
Предыдущие исследования изучали влияние наночастиц на клетки кишечника, но они, как правило, использовали более высокие уровни для поиска более очевидных повреждений, таких как гибель клеток. Малер и ее команда использовали другой подход.
Она объясняет: «Мы изучаем функцию клеток, которая представляет собой гораздо более тонкий эффект, и смотрим на дозы наночастиц, которые ближе к тем, которым вы могли бы действительно подвергнуться».
Используя модель кишечных клеток, команда оценила, какое влияние наночастицы ZnO могут оказывать на наш кишечник. Их результаты опубликованы в журнале. Еда и функции.
Малер объясняет то, что они обнаружили:
«Мы обнаружили, что наночастицы [ZnO] в дозах, которые соответствуют тому, что вы обычно едите во время еды или в день, могут изменить способ поглощения питательных веществ вашим кишечником».
Наночастицы цинка и микроворсинки
Было замечено, что частицы оседают на структурах, которые представляют микроворсинки кишечника. Это крошечные выступы в виде пальцев, которые увеличивают площадь поверхности кишечника, доступную для всасывания питательных веществ.
Прикрепляясь к микроворсинкам, наночастицы потенциально снижают способность слизистой оболочки усваивать питательные вещества. «Эта потеря площади поверхности, - объясняет Малер, - имеет тенденцию приводить к снижению усвоения питательных веществ».
«Некоторые из наночастиц также вызывают провоспалительную передачу сигналов в высоких дозах, и это может увеличить проницаемость кишечной модели», - добавляет она.
«Увеличение кишечной проницаемости - это нехорошо - это означает, что соединения, которые не должны проходить в кровоток, могут пройти».
Гретхен Малер
Хотя это, безусловно, вызывает беспокойство, авторы сразу же отмечают, что это исследование проводилось в лаборатории, а не на животных. Таким образом, на данном этапе результаты не могут быть экстраполированы. Чтобы полностью понять долгосрочные последствия для здоровья, потребуются гораздо больше исследований. Однако она заключает:
«Я могу сказать, что наша модель показывает, что наночастицы действительно влияют на нашу модель in vitro, и что понимание того, как они влияют на функцию кишечника, является важной областью исследований для обеспечения безопасности потребителей».
Команда уже изучает влияние наночастиц на других животных. Статья, опубликованная в прошлом месяце в журнале Нанотоксикология изучили, как наночастицы диоксида титана, которые содержатся во многих косметических средствах, влияют на кишечник плодовой мухи. Опять же, они обнаружили изменения в микроворсинках, которые влияют на всасывание глюкозы.
В другом продолжающемся исследовании на цыплятах Малер говорит, что предварительные результаты «аналогичны исследованию на культуре клеток», обсуждаемому в этой статье. Они также обнаружили, что «затронуты популяции кишечных микробов», что открывает совершенно новое направление исследований.
Теперь команда планирует продолжить в этом направлении и сосредоточит свои усилия на потенциальном взаимодействии между наночастицами и кишечными бактериями.
