Nanodeeltjes in voedselverpakkingen kunnen de darmfunctie verstoren
Zinkoxide-nanodeeltjes worden aan veel verschillende soorten voedselverpakkingen toegevoegd. Een nieuwe studie stelt vast dat deze minuscule deeltjes de manier kunnen verstoren waarop onze darmen voedingsstoffen opnemen.
Veel ingeblikt voedsel bevat nanodeeltjes van zink.Nanodeeltjes hebben een diameter tussen de 1 en 100 nanometer.
Om dat in perspectief te plaatsen: een mensenhaar is ongeveer 75.000 nanometer in doorsnede en een rode bloedcel ongeveer 7.000 nanometer in doorsnede.
Nanodeeltjes zijn dus inderdaad erg klein. En verontrustend genoeg zijn ze overal.
Nanodeeltjes hebben een relatief groot oppervlak, waardoor ze chemisch reactiever zijn. Deze verhoogde reactiviteit geeft ze unieke eigenschappen die worden gebruikt door de fabrikanten van een breed scala aan producten, waaronder verf, cosmetica, ramen, zonneschermen, stoffen en auto's.
Nu nanodeeltjes steeds liberaler worden gebruikt, maken sommige wetenschappers zich steeds meer zorgen over hun mogelijke impact op de menselijke gezondheid.
Omdat ze zo gewoon en zo klein zijn, kunnen nanodeeltjes heel gemakkelijk ons lichaam binnendringen. En, nog zorgwekkender, ze zijn klein genoeg om door celmembranen te gaan, wat mogelijk hun activiteit verstoort. Er is echter weinig bekend over hoe ze biologische processen kunnen verstoren.
Om deze interacties te onderzoeken, keken onderzoekers van de Binghamton University in New York vooral naar zinkoxide (ZnO) nanodeeltjes in voedselverpakkingen.
Waarom zit zink in voedselverpakkingen?
ZnO-nanodeeltjes zijn opgenomen in de verpakking van bepaalde voedingsmiddelen, zoals maïs, kip, tonijn en asperges, omdat ze antimicrobiële eigenschappen hebben. Ook wanneer zwavelproducerende voedingsmiddelen in contact komen met een blikje, ontstaat er een zwarte verkleuring; ZnO voorkomt deze reactie, waardoor het voedsel er vers blijft uitzien.
De onderzoekers - onder leiding van Gretchen Mahler, universitair hoofddocent bio-engineering - wilden begrijpen of de niveaus die in het voedsel aanwezig zijn, verstoringen van het spijsverteringsstelsel kunnen veroorzaken.
Ten eerste keken ze met behulp van massaspectrometrie hoeveel ZnO realistisch gezien vanuit de verpakking in het voedsel kon worden overgebracht.
Het voedsel bleek "100 keer de dagelijkse hoeveelheid zink te bevatten".
Eerdere studies hebben het effect van nanodeeltjes op darmcellen onderzocht, maar ze gebruikten meestal hogere niveaus om meer voor de hand liggende schade te zoeken, zoals celdood. Mahler en haar team gebruikten een andere aanpak.
Ze legt uit: "We kijken naar de celfunctie, wat een veel subtieler effect is, en kijken naar doses van nanodeeltjes die dichter liggen bij datgene waaraan je misschien werkelijk wordt blootgesteld."
Met behulp van een model van darmcellen heeft het team onderzocht welke invloed de ZnO-nanodeeltjes kunnen hebben op onze darmen. Hun resultaten worden in het tijdschrift gepubliceerd Voedsel en functie.
Mahler legt uit wat ze hebben ontdekt:
"We ontdekten dat [ZnO] nanodeeltjes in doses die relevant zijn voor wat je normaal gesproken tijdens een maaltijd of een dag eet, de manier kunnen veranderen waarop je darm voedingsstoffen opneemt."
Zinknanodeeltjes en microvilli
De deeltjes werden waargenomen op structuren die de microvilli van de darm vertegenwoordigen. Dit zijn kleine, vingervormige uitsteeksels die het oppervlak van de darm vergroten dat beschikbaar is voor opname van voedingsstoffen.
Door zich aan de microvilli te hechten, verminderen de nanodeeltjes mogelijk het vermogen van de voering om voedingsstoffen op te nemen. "Dit verlies aan oppervlakte", legt Mahler uit, "leidt meestal tot een afname van de opname van voedingsstoffen."
"Sommige van de nanodeeltjes veroorzaken ook pro-inflammatoire signalering bij hoge doses, en dit kan de permeabiliteit van het darmmodel vergroten", voegt ze eraan toe.
"Een toename van de darmpermeabiliteit is niet goed - het betekent dat verbindingen die niet in de bloedbaan terecht zouden moeten komen, dat wel zouden kunnen."
Gretchen Mahler
Hoewel dit zeker verontrustend lijkt, merken de auteurs snel op dat deze studie in het laboratorium is uitgevoerd en niet bij dieren. In dit stadium kunnen de bevindingen dus niet worden geëxtrapoleerd. Om de gezondheidsimplicaties op de lange termijn volledig te begrijpen, is er veel meer onderzoek nodig. Ze concludeert echter:
"Wat ik kan zeggen is dat ons model laat zien dat de nanodeeltjes effecten hebben op ons in vitro model, en dat het begrijpen van hoe ze de darmfunctie beïnvloeden een belangrijk onderzoeksgebied is voor de veiligheid van de consument."
Het team doet nu al onderzoek naar de effecten van nanodeeltjes op andere dieren. Een paper die vorige maand in het tijdschrift is gepubliceerd Nanotoxicologie onderzocht hoe nanodeeltjes van titaniumdioxide - die in veel cosmetica worden aangetroffen - de darm van een fruitvlieg beïnvloeden. Nogmaals, ze vonden veranderingen in microvilli, die de glucose-opname beïnvloedden.
In een ander lopend onderzoek bij kippen zegt Mahler dat voorlopige bevindingen "vergelijkbaar zijn met het celkweekonderzoek" dat in dit artikel wordt besproken. Ze hebben ook ontdekt dat "microbiële populaties in de darmen worden aangetast", wat een geheel nieuwe onderzoekslijn opent.
Het team is nu van plan om in deze geest voort te gaan en zal zijn inspanningen concentreren op de mogelijke interactie tussen nanodeeltjes en darmbacteriën.