Nanopartikler i matemballasje kan forstyrre tarmfunksjonen
Sinkoksid nanopartikler tilsettes i mange forskjellige typer matemballasje. En ny studie viser at disse små partiklene kan forstyrre måten tarmene våre absorberer næringsstoffer på.
Nanopartikler er mellom 1 og 100 nanometer i diameter.
For å sette det i perspektiv, er et menneskehår rundt 75.000 nanometer på tvers, og en rød blodcelle er omtrent 7.000 nanometer på tvers.
Så nanopartikler er veldig små. Og bekymringsfullt er de overalt.
Nanopartikler har et relativt stort overflateareal, noe som gjør dem mer kjemisk reaktive. Denne økte reaktiviteten gir dem unike egenskaper som brukes av produsentene av et stort utvalg av produkter, inkludert maling, kosmetikk, vinduer, solkrem, tekstiler og biler.
Etter hvert som nanopartikler blir brukt mer liberalt, blir noen forskere stadig mer bekymret for deres potensielle innvirkning på menneskers helse.
Fordi de er så vanlige og så små, er det veldig lett for nanopartikler å komme inn i kroppene våre. Og enda mer bekymringsfullt, de er små nok til å passere gjennom cellemembraner og potensielt forstyrre deres aktivitet. Imidlertid er lite kjent om hvordan de kan forstyrre biologiske prosesser.
Forskere fra Binghamton University i New York så på å undersøke disse interaksjonene, og så spesielt på sinkoksid (ZnO) nanopartikler i matemballasje.
Hvorfor er sink i matemballasjen?
ZnO-nanopartikler er inkludert i emballasjen til visse matvarer, som mais, kylling, tunfisk og asparges, fordi de har antimikrobielle egenskaper. Også når svovelproduserende matvarer kommer i kontakt med en blikkboks, produserer den svart misfarging; ZnO forhindrer denne reaksjonen og holder maten fersk.
Forskerne - ledet av Gretchen Mahler, førsteamanuensis i bioingeniør - ønsket å forstå om nivåene i maten kunne forårsake forstyrrelser i fordøyelsessystemet.
For det første vurderte de med massespektrometri hvor mye ZnO realistisk kunne overføres fra emballasjen til maten.
Maten ble funnet å inneholde "100 ganger den daglige kosttilskuddet av sink."
Tidligere studier har undersøkt effekten av nanopartikler på tarmceller, men de pleide å bruke høyere nivåer for å se etter mer åpenbar skade, for eksempel celledød. Mahler og teamet hennes brukte en annen tilnærming.
Hun forklarer: "Vi ser på cellefunksjon, som er en mye mer subtil effekt, og ser på nanopartikkeldoser som er nærmere det du virkelig kan bli utsatt for."
Ved hjelp av en modell av tarmceller vurderte teamet hva slags innflytelse ZnO-nanopartiklene kan ha på tarmene våre. Resultatene deres er publisert i tidsskriftet Mat og funksjon.
Mahler forklarer hva de avdekket:
"Vi fant at [ZnO] nanopartikler i doser som er relevante for det du vanligvis spiser i et måltid eller en dag, kan endre måten tarmen tar opp næringsstoffer."
Sink nanopartikler og mikrovilli
Partiklene ble observert og satt på strukturer som representerer tarmens mikrovilli. Dette er små, fingerlignende fremspring som øker overflatearealet i tarmen som er tilgjengelig for næringsopptak.
Ved å feste seg til microvilli, reduserte nanopartiklene potensielt foringenes evne til å ta på seg næringsstoffer. "Dette tapet av overflateareal," forklarer Mahler, "har en tendens til å føre til en reduksjon i næringsopptaket."
"Noen av nanopartiklene forårsaker også betennelsesdempende signalering i høye doser, og dette kan øke permeabiliteten til tarmmodellen," legger hun til.
"En økning i tarmpermeabilitet er ikke en god ting - det betyr at forbindelser som ikke skal passere gjennom i blodstrømmen kan være i stand til."
Gretchen Mahler
Selv om dette absolutt virker bekymringsfullt, er forfatterne raske til å merke seg at denne studien ble utført i laboratoriet, i stedet for hos et dyr. Dermed, på dette stadiet, kan ikke funnene ekstrapoleres. For å forstå de langsiktige helsemessige konsekvensene, vil mye mer forskning være nødvendig. Imidlertid konkluderer hun:
"Det jeg kan si er at modellen vår viser at nanopartiklene har effekter på in vitro-modellen vår, og at det å forstå hvordan de påvirker tarmfunksjonen er et viktig område for forbrukernes sikkerhet."
Teamet undersøker allerede effekten av nanopartikler på andre dyr. Et papir som ble publisert forrige måned i tidsskriftet Nanotoksikologi så på hvordan titandioksid-nanopartikler - som finnes i mange kosmetikkprodukter - påvirker tarmen til en fruktflue. Igjen fant de endringer i mikrovilli, som påvirket glukoseabsorpsjonen.
I en annen pågående studie av kyllinger sier Mahler at foreløpige funn er "lik cellekulturstudien" diskutert i denne artikkelen. De har også funnet at "tarmmikrobielle populasjoner er berørt," som åpner en helt ny linje med etterforskning.
Teamet planlegger nå å fortsette i denne veinen og vil konsentrere seg om potensiell interaksjon mellom nanopartikler og tarmbakterier.
