Elintarvikepakkauksissa olevat nanohiukkaset voivat häiritä suoliston toimintaa
Sinkkioksidiananopartikkeleita lisätään moniin erityyppisiin elintarvikepakkauksiin. Uudessa tutkimuksessa todetaan, että nämä pienet hiukkaset saattavat häiritä suoliston imeytymistä ravinteisiin.
Nanohiukkasten halkaisija on 1-100 nanometriä.
Tämän näkökulmasta katsottuna ihmisen hiukset ovat noin 75000 nanometriä poikki ja punasolut ovat noin 7000 nanometriä poikki.
Joten nanohiukkaset ovat todellakin hyvin pieniä. Ja huolestuttavaa, he ovat kaikkialla.
Nanohiukkasilla on suhteellisen suuri pinta-ala, mikä tekee niistä kemiallisesti reaktiivisempia. Tämä lisääntynyt reaktiivisuus antaa heille ainutlaatuisia ominaisuuksia, joita hyödyntävät laajan tuotevalikoiman, mukaan lukien maalit, kosmetiikka, ikkunat, aurinkosuojatuotteet, kankaat ja autot.
Kun nanohiukkasia käytetään yhä vapaammin, jotkut tutkijat ovat yhä huolestuneempia niiden mahdollisista vaikutuksista ihmisten terveyteen.
Koska ne ovat niin yleisiä ja niin pieniä, nanohiukkasten on helppo päästä kehoomme. Ja mikä vielä huolestuttavampaa, ne ovat riittävän pieniä kulkemaan solukalvojen läpi, mikä mahdollisesti häiritsee niiden toimintaa. Kuitenkin vähän tiedetään siitä, miten ne saattavat häiritä biologisia prosesseja.
Tarkastellakseen näitä vuorovaikutuksia tutkijat New Yorkin Binghamtonin yliopistosta tarkastelivat sinkkioksidin (ZnO) nanopartikkeleita erityisesti elintarvikepakkauksissa.
Miksi sinkkiä on elintarvikepakkauksissa?
ZnO-nanohiukkaset sisältyvät tiettyjen elintarvikkeiden, kuten maissi, kana, tonnikala ja parsa, pakkauksiin, koska niillä on antimikrobisia ominaisuuksia. Kun rikkiä tuottavat elintarvikkeet joutuvat kosketuksiin tinapurkin kanssa, se aiheuttaa myös mustan värimuutoksen; ZnO estää tämän reaktion pitämällä ruoan tuoreena.
Tutkijat - biotekniikan apulaisprofessorin Gretchen Mahlerin johdolla - halusivat ymmärtää, voivatko ruoassa esiintyvät tasot aiheuttaa häiriöitä ruoansulatuskanavassa.
Ensinnäkin massaspektrometrian avulla he arvioivat, kuinka paljon ZnO: ta voitaisiin realistisesti siirtää pakkauksesta elintarvikkeeseen.
Ruoan todettiin sisältävän "100 kertaa päivittäinen sinkkipitoisuus".
Aikaisemmissa tutkimuksissa on tutkittu nanohiukkasten vaikutusta suolistosoluihin, mutta niillä oli taipumus käyttää korkeampia tasoja selvempien vaurioiden, kuten solukuoleman, etsimiseen. Mahler ja hänen tiiminsä käyttivät erilaista lähestymistapaa.
Hän selittää: "Tarkastelemme solujen toimintaa, joka on paljon hienovaraisempi vaikutus, ja tarkastelemme nanohiukkasannoksia, jotka ovat lähempänä sitä, mihin saatat todella altistua."
Suolisolujen mallin avulla joukkue arvioi, millaisen vaikutuksen ZnO-nanohiukkasilla voi olla suolistoon. Niiden tulokset julkaistaan lehdessä Ruoka ja toiminta.
Mahler selittää, mitä he paljastivat:
"Huomasimme, että [ZnO] -nanohiukkaset annoksilla, jotka ovat merkityksellisiä sen suhteen, mitä normaalisti syöt aterian tai päivän aikana, voivat muuttaa tapaa, jolla suolesi imee ravinteita."
Sinkin nanohiukkaset ja mikrovillit
Hiukkasten havaittiin laskeutuvan rakenteisiin, jotka edustavat suoliston mikrovilliä. Nämä ovat pieniä, sormimaisia projektioita, jotka lisäävät suolen pinta-alaa, joka on käytettävissä ravinteiden imeytymiseen.
Kiinnittymällä mikrovilliin nanohiukkaset mahdollisesti heikentävät vuorauksen kykyä ottaa ravinteita. "Tämä pinta-alan menetys", Mahler selittää, "yleensä johtaa ravinteiden imeytymisen vähenemiseen."
"Jotkut nanohiukkasista aiheuttavat myös tulehduksia ehkäiseviä signaaleja suurilla annoksilla, ja tämä voi lisätä suolimallin läpäisevyyttä", hän lisää.
"Suoliston läpäisevyyden lisääntyminen ei ole hyvä asia - se tarkoittaa, että yhdisteet, joiden ei ole tarkoitus kulkea verenkiertoon, voivat pystyä."
Gretchen Mahler
Vaikka tämä näyttää varmasti huolestuttavalta, kirjoittajat huomaavat nopeasti, että tämä tutkimus tehtiin laboratoriossa eikä eläimessä. Siksi tuloksia ei voida tässä vaiheessa ekstrapoloida. Pitkän aikavälin terveysvaikutusten täydelliseen ymmärtämiseen tarvitaan paljon enemmän tutkimusta. Hän päättelee kuitenkin:
"Voin sanoa, että mallimme osoittaa, että nanohiukkasilla on vaikutuksia in vitro -mallimme ja että ymmärtäminen, miten ne vaikuttavat suoliston toimintaan, on tärkeä tutkimusalue kuluttajien turvallisuuden kannalta."
Joukkue tutkii jo nanohiukkasten vaikutuksia muihin eläimiin. Viime kuussa lehdessä julkaistu paperi Nanotoksikologia tarkasteli kuinka titaanidioksidin nanohiukkaset - joita esiintyy monissa kosmetiikassa - vaikuttavat hedelmäkärpän suolistoon. Jälleen he löysivät muutoksia mikrovillissä, jotka vaikuttivat glukoosin imeytymiseen.
Eräässä toisessa käynnissä olevassa tutkimuksessa kanoilla Mahler sanoo, että alustavat havainnot ovat "samanlaisia kuin soluviljelytutkimus", josta on keskusteltu tässä artikkelissa. He ovat myös havainneet, että "suoliston mikrobipopulaatioihin vaikuttaa", mikä avaa aivan uuden tutkimuksen.
Tiimi aikoo nyt jatkaa tällä tavalla ja keskittää ponnistelunsa nanohiukkasten ja suolistobakteerien mahdolliseen vuorovaikutukseen.
