Nanopartikel in Lebensmittelverpackungen können die Darmfunktion stören
Zinkoxid-Nanopartikel werden vielen verschiedenen Arten von Lebensmittelverpackungen zugesetzt. Eine neue Studie hat herausgefunden, dass diese winzigen Partikel die Art und Weise stören können, wie unser Darm Nährstoffe aufnimmt.
Nanopartikel haben einen Durchmesser zwischen 1 und 100 Nanometern.
Um dies ins rechte Licht zu rücken: Ein menschliches Haar hat einen Durchmesser von etwa 75.000 Nanometern und ein rotes Blutkörperchen einen Durchmesser von etwa 7.000 Nanometern.
Nanopartikel sind also in der Tat sehr klein. Und besorgniserregend sind sie überall.
Nanopartikel haben eine relativ große Oberfläche, wodurch sie chemisch reaktiver sind. Diese erhöhte Reaktivität verleiht ihnen einzigartige Eigenschaften, die von den Herstellern einer Vielzahl von Produkten genutzt werden, darunter Farben, Kosmetika, Fenster, Sonnenschutzmittel, Stoffe und Autos.
Da Nanopartikel immer großzügiger eingesetzt werden, sind einige Wissenschaftler zunehmend besorgt über ihre möglichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit.
Weil sie so häufig und so klein sind, können Nanopartikel sehr leicht in unseren Körper gelangen. Und noch besorgniserregender ist, dass sie klein genug sind, um durch Zellmembranen zu gelangen und möglicherweise ihre Aktivität zu stören. Es ist jedoch wenig darüber bekannt, wie sie biologische Prozesse stören könnten.
Um diese Wechselwirkungen zu untersuchen, untersuchten Forscher der Binghamton University in New York insbesondere Zinkoxid (ZnO) -Nanopartikel in Lebensmittelverpackungen.
Warum ist Zink in Lebensmittelverpackungen?
ZnO-Nanopartikel sind in der Verpackung bestimmter Lebensmittel wie Mais, Huhn, Thunfisch und Spargel enthalten, da sie antimikrobielle Eigenschaften haben. Wenn schwefelproduzierende Lebensmittel mit einer Blechdose in Kontakt kommen, entsteht eine schwarze Verfärbung. ZnO verhindert diese Reaktion und hält das Lebensmittel frisch.
Die Forscher - angeführt von Gretchen Mahler, einer außerordentlichen Professorin für Bioingenieurwesen - wollten verstehen, ob die in der Nahrung enthaltenen Werte das Verdauungssystem stören können.
Zunächst wurde mithilfe der Massenspektrometrie bewertet, wie viel ZnO realistisch von der Verpackung in das Lebensmittel übertragen werden kann.
Es wurde festgestellt, dass das Lebensmittel „das 100-fache der täglichen Nahrungsaufnahme von Zink“ enthält.
Frühere Studien haben die Wirkung von Nanopartikeln auf Darmzellen untersucht, aber sie tendierten dazu, höhere Konzentrationen zu verwenden, um nach offensichtlicheren Schäden wie Zelltod zu suchen. Mahler und ihr Team verfolgten einen anderen Ansatz.
Sie erklärt: „Wir betrachten die Zellfunktion, die einen viel subtileren Effekt darstellt, und Nanopartikeldosen, die näher an dem liegen, dem Sie möglicherweise wirklich ausgesetzt sind.“
Anhand eines Modells von Darmzellen bewertete das Team, welchen Einfluss die ZnO-Nanopartikel auf unseren Darm haben könnten. Ihre Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Essen und Funktion.
Mahler erklärt, was sie aufgedeckt haben:
"Wir haben festgestellt, dass [ZnO] -Nanopartikel in Dosen, die für das relevant sind, was Sie normalerweise in einer Mahlzeit oder an einem Tag essen, die Art und Weise verändern können, wie Ihr Darm Nährstoffe aufnimmt."
Zinknanopartikel und Mikrovilli
Es wurde beobachtet, dass sich die Partikel auf Strukturen absetzten, die die Mikrovilli des Darms darstellen. Dies sind winzige, fingerartige Vorsprünge, die die Oberfläche des Darms vergrößern, die für die Nährstoffaufnahme zur Verfügung steht.
Durch die Anlagerung an die Mikrovilli reduzierten die Nanopartikel möglicherweise die Fähigkeit der Auskleidung, Nährstoffe aufzunehmen. "Dieser Oberflächenverlust", erklärt Mahler, "führt tendenziell zu einer Verringerung der Nährstoffaufnahme."
„Einige der Nanopartikel verursachen bei hohen Dosen auch entzündungsfördernde Signale, was die Permeabilität des Darmmodells erhöhen kann“, fügt sie hinzu.
"Eine Erhöhung der Darmpermeabilität ist keine gute Sache - es bedeutet, dass Verbindungen, die nicht in den Blutkreislauf gelangen sollen, dies möglicherweise können."
Gretchen Mahler
Obwohl dies sicherlich besorgniserregend erscheint, stellen die Autoren schnell fest, dass diese Studie eher im Labor als an einem Tier durchgeführt wurde. Daher können die Ergebnisse zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht extrapoliert werden. Um die langfristigen Auswirkungen auf die Gesundheit vollständig zu verstehen, ist viel mehr Forschung erforderlich. Sie kommt jedoch zu dem Schluss:
"Was ich sagen kann ist, dass unser Modell zeigt, dass die Nanopartikel Auswirkungen auf unser In-vitro-Modell haben und dass das Verständnis, wie sie die Darmfunktion beeinflussen, ein wichtiges Untersuchungsgebiet für die Verbrauchersicherheit ist."
Das Team untersucht bereits die Auswirkungen von Nanopartikeln auf andere Tiere. Ein Artikel, der letzten Monat in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Nanotoxikologie Es wurde untersucht, wie Titandioxid-Nanopartikel, die in vielen Kosmetika enthalten sind, den Darm einer Fruchtfliege beeinflussen. Wieder fanden sie Veränderungen in den Mikrovilli, die die Glukoseabsorption beeinflussten.
In einer weiteren laufenden Studie an Hühnern sagt Mahler, dass vorläufige Ergebnisse „der in diesem Artikel diskutierten Zellkulturstudie ähnlich sind“. Sie haben auch festgestellt, dass „Darmmikrobenpopulationen betroffen sind“, was eine völlig neue Untersuchungslinie eröffnet.
Das Team plant nun, in diesem Sinne fortzufahren und wird seine Bemühungen auf die mögliche Wechselwirkung zwischen Nanopartikeln und Darmbakterien konzentrieren.
