Наночестице у храни могу променити понашање цревних бактерија
Ново истраживање наночестица у храни дало је нове увиде о њиховом утицају на цревне бактерије.
Истраживачи из Универзитетског медицинског центра у Маинзу у Немачкој и колеге из других центара у Немачкој, Аустрији и Сједињеним Државама открили су да се ултра-ситне честице могу везати за цревне бактерије.
У студијском раду о њиховом раду - који се сада појављује у часопису нпј Наука о храни - аутори објашњавају како везивање за наночестице може променити животни циклус цревних бактерија и њихову интеракцију са телом домаћина.
Резултати би требали бити корисни и за медицину и за прехрамбену индустрију. Могли би, на пример, да доведу до истраживања употребе наночестица у пробиотицима.
Један пример за то је запажање научника да синтетичке наночестице могу спречити инфекцију Хелицобацтер пилори.
Х. пилори је бактерија која расте у слузници људског желуца. Занимљив је за многе научнике због његове сложене везе са раком.
„Пре наших студија“, каже виши аутор студије Роланд Х. Стаубер, професор на Одељењу за оториноларингологију, хирургију главе и врата Универзитетског медицинског центра у Маинзу, „нико заправо није гледао да ли и како нано-адитиви директно утичу на гастроинтестиналну флору . “
Употреба наночестица брзо расте
Нанотехнологија манипулише материјалима на нанометрској скали, која је приближно на истој скали као и атома и молекула. Један нанометар је 1 милијарда метра, што значи да их има 25.400.000 у 1 инчу.
У свом истраживању, професор Стаубер и колеге описују како се употреба наночестица брзо повећава у многим пољима. Они се крећу од медицине и пољопривреде до производње производа за личну негу и прераде хране.
Прехрамбена индустрија, на пример, користи синтетичке наночестице за осветљавање и бојење хране, испоруку хранљивих састојака и спречавање инфекције.
Сви они могу ући у људска црева „као део нано омогућене хране и пића“, извештавају аутори студије.
Наночестице су занимљиве не само зато што су врло мале, већ и зато што материјали који их садрже имају јединствена својства на наноразмери.
У поређењу са већим честицама изведеним из истих материјала, наночестице имају много већу површину у односу на своју величину, имају „веће Бровново кретање“ и способне су да пређу биолошке баријере. Ове баријере укључују слој слузи који облаже ткива попут црева.
Из ових разлога, њихова судбина у људском цреву вероватно ће се увелико разликовати од судбине већих колега изведених из истих материјала.
Према ауторима студије, „Стога је важно осигурати да било који састојци намирница са омогућеним нано-биљем буду сигурни за примену у храни“.
Људско црево и његов микробиом
Људско црево или гастроинтестинални тракт свари око 60 метричких тона хране током просечног животног века. Током миленијума, људско црево и огромне колоније микроба које га заузимају развили су однос који је и сложен и узајамно користан.
Како је партнерство еволуирало, цревни микроби су играли кључну улогу у људском здрављу и болестима.
Микроорганизми црева углавном чине бактерије; такође укључују гљиве, вирусе и једноћелијске организме зване протозое.
Научници користе термин микробиом црева да би означили збир свих генома билијуна микроорганизама у цревима.
3 милиона гена у микробиому црева знатно је више од 23.000 у људском геному. Такође производе хиљаде малих молекула који обављају многе функције у људском домаћину.
На овај начин, цревне бактерије помажу у варењу хране, сакупљању енергије, контролишу имунитет и штите од патогена.
Међутим, неравнотежа у микробиому црева може пореметити ове кључне функције да или покрене болест или не успе да се заштити од ње.
Студије су повезале неравнотежу у микробиому са кардиоваскуларним болестима, алергијама, раком, гојазношћу и психијатријским стањима.
Све наночестице се везују за цревне бактерије
Проф Стаубер и његове колеге поставили су експерименте у којима су могли да испитају ефекте широког спектра синтетичких наночестица.
Ови експерименти су симулирали путовања која би различите честице могле да направе док путују кроз различите делове црева и наилазе на разне бактерије.
Главни резултат је био да су сви „тренутно коришћени или потенцијални будући нано-велики додаци храни“ показали способност везивања за бактерије у цревима.
Наночестице везане за све врсте бактерија, укључујући „пробиотичке“ врсте које се могу размножавати у млечним производима попут јогурта.
Иако су се све синтетичке наночестице које су тестирали прикачиле на бактерије, истраживачи су приметили разлике у њиховим својствима везивања.
Када су везане за наночестице, бактерије су измениле своје понашање на неки начин који би се могао показати корисним, а на друге начине који можда не.
Потенцијални исход који би могао бити од користи је инхибиција инфекција, на пример путем Х. пилори. Тим је ово откриће извео током експериментисања са наночестицама силицијум диоксида у ћелијским културама.
Међутим, потенцијално узнемирујућа перспектива која се појавила у другим експериментима била је да везивање за наночестице може учинити неке непријатне бактерије мање видљивим имунолошком систему. Такав резултат може, на пример, повећати реакције на упале.
Аутори истичу да храна садржи и наночестице које се природно јављају - од којих неке могу ући у храну током припреме.
Тим је такође водио експерименте на природним наночестицама и био је изненађен када је пронашао сличне резултате као експерименти са синтетичким наночестицама.
„Збуњујуће је било то што смо такође могли да изолујемо природне наночестице из хране, попут пива, које је показало сличне ефекте.“
Проф. Роланд Х. Стаубер
