Rekommenderas, 2020

Redaktionen

Gift ekutslag: Bilder och behandlingsalternativ
Vad är hypotyreoidism?
Fjorton hem rättsmedel för knäsmärta

Nanopartiklar i mat kan förändra beteendet hos tarmbakterier

Ny forskning om nanopartiklar i livsmedel har gett ny insikt om deras inverkan på tarmbakterier.


Nanopartiklar kan påverka tarmbakterier (som visas här under elektronmikroskopet).

Forskare från Universitetsläkemedelscentret i Mainz i Tyskland och kollegor från andra centra i Tyskland, Österrike och USA har upptäckt att de extremt små partiklarna kan binda till tarmbakterier.

I ett studiepapper om sitt arbete - som nu framgår av tidskriften npj Science of Food - Författarna förklarar hur bindning till nanopartiklar kan förändra livscykeln hos tarmen och deras interaktioner med värdens kropp.

Resultaten ska vara användbara för både medicin och livsmedelsindustrin. De kan till exempel leda till forskning om användningen av nanopartiklar i probiotika.

Ett exempel på detta är forskarnas observation att syntetiska nanopartiklar kan förhindra infektion med Helicobacter pylori.

H. pylori är en bakterie som växer i munnen av den mänskliga magen. Det är av stor intresse för många forskare på grund av det komplicerade sambandet med cancer.

"Förut för våra studier" säger studieförfattare Roland H. Stauber, professor i Otolaryngology, Head and Neck Surgery vid Mainz University Medical Center, "ingen tittade huruvida och hur nanoadditiver direkt påverkar mag-tarmfloran ."

Användning av nanopartiklar växer snabbt

Nanoteknik manipulerar material vid nanometerskalan, som ligger i samma skala som hos atomer och molekyler. En nanometer är 1 miljardth av en meter, vilket innebär att det finns 25.400.000 av dem i 1 tum.

I sin studiebakgrund beskriver Prof. Stauber och kollegor hur användningen av nanopartiklar ökar snabbt på många områden. Dessa spänner från medicin och jordbruk till tillverkning av personliga hygienprodukter och livsmedelsbearbetning.

Livsmedelsindustrin använder till exempel syntetiska nanopartiklar för att lätta och färga mat, leverera näringsämnen och förhindra infektion.

Alla dessa kan komma in i människans tarm "som en del av nanoaktiverade livsmedel och drycker", rapportera studieförfattarna.

Nanopartiklar är av intresse inte bara för att de är mycket små, men också för att de material som innehåller dem har unika egenskaper vid nanoskalan.

Jämfört med större partiklar härrörande från samma material har nanopartiklarna en mycket större ytarea i förhållande till deras storlek, har "större brunisk rörelse" och kan korsa biologiska barriärer. Dessa barriärer innefattar slemskiktet som leder vävnader som tarmarna.

Av dessa skäl kommer deras öde i människans tarm sannolikt att skilja sig mycket från det för större skala motsvarigheter som härrör från samma material.

Enligt studieförfattarna, "Det är därför viktigt att se till att alla nanoaktiverade livsmedelsingredienser är säkra för användning i livsmedel."

Människans tarm och dess mikrobiom

Den humana tarmkanalen eller mag-tarmkanalen upptar cirka 60 ton mat under den genomsnittliga livslängden. Under årtusenden har människans tarm och de stora kolonierna av mikrober som upptar det utvecklat ett förhållande som är både komplext och ömsesidigt fördelaktigt.

Eftersom partnerskapet har utvecklats har tarmmikroppar kommit att spela en nyckelroll i människors hälsa och sjukdom.

Gutmikroorganismer innefattar mestadels bakterier; de inkluderar också svampar, virus och encelliga organismer som kallas protozoer.

Forskare använder termen gutmikrobiom för att referera till summan av alla genomer av trillionerna av mikroorganismer i tarmen.

De 3 miljoner generna i tarmmikrobiomen överträffar de 23 000 i det mänskliga genomet. De producerar också tusentals små molekyler som utför många funktioner i den mänskliga värden.

På så sätt hjälper tarmbakterierna att smälta mat, skörda energi, kontrollera immunitet och skydda mot patogener.

Obalanser i tarmmikrobiomen kan dock störa dessa viktiga funktioner för att antingen utlösa sjukdom eller misslyckas med att skydda sig mot det.

Studier har kopplat obalans i mikrobiomen till hjärt-kärlsjukdomar, allergier, cancer, fetma och psykiatriska tillstånd.

Alla nanopartiklar binder till tarmbakterier

Prof. Stauber och hans kollegor satte upp experiment där de kunde undersöka effekterna av ett stort antal syntetiska nanopartiklar.

Dessa experiment simulerade de resor som de olika partiklarna kan göra när de reser genom olika delar av tarmen och stöter på olika bakterier.

Huvudresultatet var att alla "aktuella eller potentiella framtida nanoserade livsmedelstillsatser" visade förmåga att binda till bakterier i tarmen.

Nanopartiklarna är bundna till alla slags bakterier, inklusive "probiotiska" arter som kan odla i mjölkprodukter som yoghurt.

Medan alla syntetiska nanopartiklar som de testade kopplade till bakterier märkte forskarna skillnader i deras bindningsegenskaper.

När de var bundna till nanopartiklar, förändrade bakterierna sitt beteende på vissa sätt som kan visa sig fördelaktiga och på andra sätt som inte kan.

Ett potentiellt resultat som kan vara till nytta är hämningen av infektioner, till exempel av H. pylori. Teamet gjorde denna upptäckt när man experimenterade med kiseldioxid nanopartiklar i cellkulturer.

En potentiellt störande utsikter som kom upp i andra experiment var emellertid att bindning mot nanopartiklar kunde göra vissa ovänliga bakterier mindre synliga för immunsystemet. Ett sådant resultat kan exempelvis öka inflammationssvaret.

En viktig punkt som författarna gör är att maten också innehåller naturligt förekommande nanopartiklar - varav några kan komma in i maten under beredningen.

Teamet sprang också experiment på naturliga nanopartiklar och blev förvånad över att hitta liknande resultat för experimenten med syntetiska nanopartiklar.

"Det var förbryllande att vi också kunde isolera naturligt förekommande nanopartiklar från mat, som öl, vilket visade liknande effekter."

Prof. Roland H. Stauber

Populära Kategorier

Top