«Мы обнаружили, что наночастицы оксида цинка (ZnO) в дозах, которые соответствуют тому, что вы обычно едите во время еды или в день, могут изменить способ поглощения питательных веществ вашим кишечником или экспрессию генов кишечных клеток и белков», — сказала Гретхен Малер. доцент кафедры биоинженерии.По словам Малера, эти наночастицы ZnO присутствуют в подкладке некоторых консервов из-за их антимикробных свойств и предотвращения окрашивания продуктов, вырабатывающих серу. В ходе исследования консервированная кукуруза, тунец, спаржа и курица были изучены с помощью масс-спектрометрии, чтобы оценить, сколько частиц может попасть в пищу.
Было обнаружено, что пища содержала в 100 раз больше дневной нормы цинка. Затем Малер изучил влияние частиц на пищеварительный тракт.
«Люди и раньше изучали влияние наночастиц на клетки кишечника, но они, как правило, работают с действительно высокими дозами и ищут очевидную токсичность, например, гибель клеток», — сказал Малер. «Мы изучаем функцию клеток, которая представляет собой гораздо более тонкий эффект, и смотрим на дозы наночастиц, которые ближе к тем, которым вы могли бы действительно подвергнуться».«Они имеют тенденцию оседать на клетках, представляющих желудочно-кишечный тракт, и вызывают ремоделирование или потерю микроворсинок, которые представляют собой крошечные выступы на поверхности абсорбирующих клеток кишечника, которые помогают увеличить площадь поверхности, доступную для абсорбции», — сказал Малер. «Эта потеря площади поверхности, как правило, приводит к снижению всасывания питательных веществ. Некоторые из наночастиц также вызывают провоспалительную передачу сигналов в высоких дозах, и это может увеличить проницаемость модели кишечника.
Увеличение проницаемости кишечника не является хорошим вещь — это означает, что соединения, которые не должны проходить в кровоток, могут пройти. "Хотя Малер изучала эти эффекты в лаборатории, она сказала, что не уверена, каковы могут быть долгосрочные последствия для здоровья.«Трудно сказать, каковы долгосрочные последствия приема наночастиц для здоровья человека, особенно на основе результатов модели культуры клеток», — сказал Малер. «Я могу сказать, что наша модель показывает, что наночастицы действительно влияют на нашу модель in vitro, и что понимание того, как они влияют на функцию кишечника, является важной областью исследований для обеспечения безопасности потребителей».
Исследователи изучают, как модель животных (куры) реагирует на прием наночастиц.«Мы увидели, что результаты нашей клеточной культуры аналогичны результатам, полученным на животных, и что популяции кишечных микробов затронуты.
Дальнейшая работа будет сосредоточена на взаимодействии пищевой добавки с микробиомом кишечника», — сказал Малер.Это первое исследование, в котором анализируется влияние наночастиц ZnO на организм человека. Исследование было проведено Малером, Фабиолой Морена-Оливас, аспирантом, изучающей биомедицинскую инженерию, и их сотрудником Эладом Тако из Лаборатории растений, почвы и питания Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США, Итака, штат Нью-Йорк.
Национальный институт наук об окружающей среде.