Наночастинки в упаковці харчових продуктів можуть порушити роботу кишечника
Наночастинки оксиду цинку додаються до багатьох різних видів упаковки харчових продуктів. Нове дослідження виявляє, що ці дрібні частинки можуть порушити спосіб засвоєння кишечником поживних речовин.
Наночастинки мають діаметр від 1 до 100 нанометрів.
Щоб розглянути це на перспективу, людське волосся становить приблизно 75000 нанометрів в поперечнику, а еритроцити - приблизно 7000 нанометрів в поперечнику.
Отже, наночастинки насправді дуже малі. І, що турбує, вони є скрізь.
Наночастинки мають відносно велику площу поверхні, що робить їх більш хімічно реактивними. Ця підвищена реакційна здатність надає їм унікальних властивостей, які використовуються виробниками широкого асортименту продукції, включаючи фарби, косметику, вікна, сонцезахисні креми, тканини та машини.
Оскільки наночастинки використовуються дедалі ліберальніше, деякі вчені дедалі більше стурбовані їх потенційним впливом на здоров'я людини.
Оскільки вони настільки поширені і такі малі, наночастинки дуже легко потрапляють у наше тіло. І, що ще страшніше, вони досить малі, щоб пройти крізь клітинні мембрани, потенційно порушуючи їх діяльність. Однак мало відомо про те, як вони можуть впливати на біологічні процеси.
Прагнучи дослідити ці взаємодії, дослідники з Університету Бінгемтона в Нью-Йорку, зокрема, вивчали наночастинки оксиду цинку (ZnO) у харчовій упаковці.
Чому в упаковці харчових продуктів знаходиться цинк?
Наночастинки ZnO входять до упаковки певних харчових продуктів, таких як кукурудза, курка, тунець та спаржа, оскільки вони мають антимікробні властивості. Крім того, коли продукти, що виробляють сірку, стикаються з жерстяною балонкою, вона виробляє чорний колір; ZnO запобігає цій реакції, зберігаючи їжу свіжою.
Дослідники - на чолі з Гретхен Малер, доцентом кафедри біоінженерії - хотіли зрозуміти, чи можуть рівні, що містяться в їжі, спричинити порушення роботи травної системи.
По-перше, за допомогою мас-спектрометрії вони оцінили, скільки ZnO реально може бути перенесено з упаковки у їжу.
Встановлено, що їжа містить "100 разів більше щоденної дієтичної норми цинку".
Попередні дослідження досліджували вплив наночастинок на клітини кишечника, але вони, як правило, використовували більш високі рівні для пошуку більш очевидних пошкоджень, таких як загибель клітин. Малер та її команда застосовували інший підхід.
Вона пояснює: "Ми розглядаємо функції клітин, що є набагато більш тонким ефектом, і дози наночастинок, які ближчі до тих, яким ви могли б справді піддатися".
За допомогою моделі клітин кишечника команда оцінила, який вплив можуть мати наночастинки ZnO на наш кишечник. Їх результати опубліковані в журналі Харчування та функції.
Малер пояснює, що вони виявили:
"Ми виявили, що наночастинки [ZnO] у дозах, які мають відношення до того, що ви зазвичай їсте під час їжі або дня, можуть змінити спосіб засвоєння кишечником поживних речовин".
Наночастинки цинку та мікроворсинки
Частинки спостерігали осідання на структурах, що представляють мікроворсинки кишечника. Це крихітні, схожі на пальці виступи, які збільшують поверхню кишечника, доступну для засвоєння поживних речовин.
Прикріплюючись до мікроворсинок, наночастинки потенційно знижують здатність оболонки приймати поживні речовини. "Ця втрата площі поверхні, - пояснює Малер, - має тенденцію до зменшення поглинання поживних речовин".
"Деякі наночастинки також викликають прозапальну сигналізацію у високих дозах, і це може збільшити проникність кишкової моделі", - додає вона.
"Підвищення проникності кишечника - це не добре - це означає, що сполуки, які не повинні проникати в кров, можуть бути в змозі".
Гретхен Малер
Хоча це, безумовно, здається тривожним, автори швидко зауважують, що це дослідження проводилося в лабораторії, а не на тварині. Таким чином, на цьому етапі висновки не можуть бути екстрапольовані. Щоб повністю зрозуміти довгострокові наслідки для здоров'я, знадобиться набагато більше досліджень. Однак вона робить висновок:
"Що я можу сказати, це те, що наша модель показує, що наночастинки впливають на нашу модель in vitro, і розуміння того, як вони впливають на функцію кишечника, є важливим напрямком вивчення безпеки споживачів".
Уже команда досліджує вплив наночастинок на інших тварин. Стаття, опублікована минулого місяця в журналі Нанотоксикологія розглянув, як наночастинки діоксиду титану, які містяться в багатьох косметичних засобах, впливають на кишечник плодової мухи. Знову ж таки, вони виявили зміни в мікроворсинках, які вплинули на всмоктування глюкози.
В іншому триваючому дослідженні на курах Малер зазначає, що попередні висновки "подібні до дослідження клітинної культури", обговореного в цій статті. Вони також виявили, що «постраждали мікробні популяції кишечника», що відкриває цілий новий напрямок досліджень.
Зараз команда планує продовжувати в цьому напрямку і зосередить свої зусилля на потенційній взаємодії між наночастинками та кишковими бактеріями.
