Nanopartikler i mademballage kan forstyrre tarmfunktionen
Zinkoxid nanopartikler tilsættes til mange forskellige typer mademballage. En ny undersøgelse finder ud af, at disse små partikler kan forstyrre den måde, vores tarme absorberer næringsstoffer på.
Nanopartikler er mellem 1 og 100 nanometer i diameter.
For at sætte det i perspektiv er et menneskehår omkring 75.000 nanometer på tværs, og en rød blodlegeme er cirka 7.000 nanometer på tværs.
Så nanopartikler er meget små. Og bekymrende er de overalt.
Nanopartikler har et relativt stort overfladeareal, hvilket gør dem mere kemisk reaktive. Denne øgede reaktivitet giver dem unikke egenskaber, der bruges af producenterne af en lang række produkter, herunder maling, kosmetik, vinduer, solcreme, tekstiler og biler.
Da nanopartikler bliver brugt mere og mere liberalt, bliver nogle forskere i stigende grad bekymrede over deres potentielle indvirkning på menneskers sundhed.
Fordi de er så almindelige og så små, er det meget let for nanopartikler at komme ind i vores kroppe. Og endnu mere bekymrende er de små nok til at passere gennem cellemembraner og potentielt forstyrre deres aktivitet. Imidlertid vides der ikke meget om, hvordan de kan interferere med biologiske processer.
Forskere fra Binghamton University i New York så på at undersøge disse interaktioner og undersøgte især nanopartikler af zinkoxid (ZnO) i fødevareemballage.
Hvorfor er zink i mademballage?
ZnO-nanopartikler er inkluderet i emballagen til visse fødevarer, såsom majs, kylling, tun og asparges, fordi de har antimikrobielle egenskaber. Når svovlproducerende fødevarer kommer i kontakt med en dåse, frembringer det også sort misfarvning; ZnO forhindrer denne reaktion og holder maden frisk ud.
Forskerne - ledet af Gretchen Mahler, lektor i bioteknologi - ønskede at forstå, om niveauerne i maden kunne forårsage forstyrrelser i fordøjelsessystemet.
For det første vurderede de ved hjælp af massespektrometri, hvor meget ZnO realistisk kunne overføres fra emballagen til maden.
Maden blev fundet at indeholde "100 gange den daglige kosttilskud af zink."
Tidligere undersøgelser har undersøgt effekten af nanopartikler på tarmceller, men de havde tendens til at bruge højere niveauer for at lede efter mere åbenbar skade, såsom celledød. Mahler og hendes team brugte en anden tilgang.
Hun forklarer, "Vi ser på cellefunktion, som er en meget mere subtil effekt, og ser på nanopartikeldoser, der er tættere på det, du virkelig kan blive udsat for."
Ved hjælp af en model af tarmceller vurderede holdet, hvilken slags indflydelse ZnO-nanopartiklerne kunne have på vores tarme. Deres resultater offentliggøres i tidsskriftet Mad og funktion.
Mahler forklarer, hvad de afslørede:
"Vi fandt ud af, at [ZnO] nanopartikler i doser, der er relevante for, hvad du normalt spiser ved et måltid eller en dag, kan ændre den måde, din tarm optager næringsstoffer på."
Zink nanopartikler og mikrovilli
Partiklerne blev observeret ved at lægge sig på strukturer, der repræsenterer tarmens mikrovilli. Disse er små, fingerlignende fremspring, der øger overfladearealet i tarmen, der er tilgængeligt for næringsstofabsorption.
Ved at fæstne sig til mikrovillien reducerede nanopartiklerne potentielt foringens evne til at tage næringsstoffer. "Dette tab af overfladeareal," forklarer Mahler, "har tendens til at resultere i et fald i næringsstofabsorptionen."
”Nogle af nanopartiklerne forårsager også inflammatorisk signalering ved høje doser, og dette kan øge permeabiliteten af tarmmodellen,” tilføjer hun.
"En stigning i tarmpermeabilitet er ikke en god ting - det betyder, at forbindelser, der ikke formodes at passere gennem blodbanen, måske er i stand til det."
Gretchen Mahler
Selvom dette helt sikkert virker bekymrende, er forfatterne hurtige til at bemærke, at denne undersøgelse blev udført i laboratoriet snarere end hos et dyr. På dette stadium kan resultaterne således ikke ekstrapoleres. For at forstå de langsigtede sundhedsmæssige konsekvenser er der behov for meget mere forskning. Imidlertid konkluderer hun:
"Hvad jeg kan sige er, at vores model viser, at nanopartiklerne har effekter på vores in vitro-model, og at forståelse af, hvordan de påvirker tarmfunktionen, er et vigtigt område for forbrugernes sikkerhed."
Teamet undersøger allerede virkningen af nanopartikler på andre dyr. Et papir, der blev offentliggjort i sidste måned i tidsskriftet Nanotoksikologi kiggede på, hvordan titandioxid nanopartikler - som findes i mange kosmetikprodukter - påvirker tarmene hos en frugtflue. Igen fandt de ændringer i mikrovilli, som påvirkede absorptionen af glukose.
I en anden igangværende undersøgelse af kyllinger siger Mahler, at de foreløbige fund "ligner cellekulturundersøgelsen", der er diskuteret i denne artikel. De har også fundet ud af, at "mikrobielle populationer i tarmen påvirkes", hvilket åbner en helt ny undersøgelseslinje.
Holdet planlægger nu at fortsætte i denne retning og vil koncentrere sin indsats om den potentielle interaktion mellem nanopartikler og tarmbakterier.
