Gıdalardaki nanopartiküller bağırsak bakterilerinin davranışını değiştirebilir
Gıdalardaki nanopartiküller üzerine yapılan yeni araştırmalar, bunların bağırsak bakterileri üzerindeki etkileri hakkında yeni bilgiler verdi.
Almanya'daki Mainz Üniversitesi Tıp Merkezi'nden araştırmacılar ve Almanya, Avusturya ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki diğer merkezlerden meslektaşları, ultra küçük parçacıkların bağırsak bakterilerine bağlanabileceğini keşfettiler.
Şimdi dergide görünen çalışmaları hakkında bir çalışma makalesinde npj Gıda Bilimi - yazarlar, nanopartiküllere bağlanmanın bağırsak bakterilerinin yaşam döngüsünü ve konakçılarının vücuduyla etkileşimlerini nasıl değiştirebileceğini açıklıyor.
Sonuçlar hem tıp hem de gıda endüstrisi için faydalı olmalıdır. Örneğin, probiyotiklerde nanopartiküllerin kullanımına yönelik araştırmalara öncülük edebilirler.
Bunun bir örneği, bilim insanlarının sentetik nanopartiküllerin enfeksiyonu önleyebileceğine dair gözlemleridir. Helikobakter pilori.
H. pylori insan midesinin zarında büyüyen bir bakteridir. Kanserle olan karmaşık ilişkisi nedeniyle birçok bilim insanının ilgisini çekmektedir.
Mainz Üniversitesi Tıp Merkezi Kulak Burun Boğaz, Baş ve Boyun Cerrahisi Bölümü'nde profesör olan kıdemli yazar Roland H. Stauber, "Çalışmalarımızdan önce, kimse nano-katkı maddelerinin gastrointestinal florayı doğrudan etkileyip etkilemediğine ve nasıl etkilediğine gerçekten bakmadı" diyor. . "
Nanopartiküllerin kullanımı hızla artıyor
Nanoteknoloji, materyalleri nanometre ölçeğinde, yani atomlar ve moleküllerinkiyle yaklaşık aynı ölçekte manipüle eder. Bir nanometre bir metrenin milyarda biridir, bu da 1 inçte 25.400.000 tane olduğu anlamına gelir.
Prof. Stauber ve meslektaşları, çalışma geçmişlerinde nanopartiküllerin kullanımının birçok alanda nasıl hızla arttığını anlatıyorlar. Bunlar, ilaç ve tarımdan kişisel bakım ürünleri imalatına ve gıda işlemeye kadar uzanmaktadır.
Örneğin gıda endüstrisi, gıdayı hafifletmek ve renklendirmek, besin sağlamak ve enfeksiyonu önlemek için sentetik nanopartiküller kullanır.
Çalışma yazarlarına göre, bunların tümü "nano özellikli yiyecek ve içeceklerin bir parçası olarak" insan bağırsağına girebilir.
Nanopartiküller, sadece çok küçük oldukları için değil, aynı zamanda onları oluşturan malzemelerin nano ölçekte benzersiz özelliklere sahip olması nedeniyle de ilgi çekicidir.
Aynı malzemelerden türetilen daha büyük parçacıklarla karşılaştırıldığında, nanopartiküller boyutlarına göre çok daha büyük bir yüzey alanına, "daha büyük Brown hareketine" sahiptir ve biyolojik engelleri geçebilirler. Bu bariyerler, bağırsak gibi dokuları kaplayan mukus tabakasını içerir.
Bu nedenlerden dolayı, insan bağırsağındaki kaderi, aynı malzemelerden türetilen daha büyük ölçekli meslektaşlarından büyük ölçüde farklı olacaktır.
Çalışma yazarlarına göre, "Bu nedenle, nano özellikli gıda bileşenlerinin gıdalarda uygulama için güvenli olmasını sağlamak önemlidir."
İnsan bağırsağı ve mikrobiyomu
İnsan bağırsağı veya gastrointestinal sistem, ortalama yaşam süresi boyunca yaklaşık 60 metrik ton besini sindirir. Bin yıldan fazla bir süredir, insan bağırsağı ve onu işgal eden devasa mikrop kolonileri, hem karmaşık hem de karşılıklı yarar sağlayan bir ilişki geliştirdi.
Ortaklık geliştikçe, bağırsak mikropları insan sağlığı ve hastalığında önemli bir rol oynamaya başladı.
Bağırsak mikroorganizmaları çoğunlukla bakterilerden oluşur; bunlar ayrıca mantarları, virüsleri ve protozoa adı verilen tek hücreli organizmaları içerir.
Bilim adamları bağırsaktaki trilyonlarca mikroorganizmanın tüm genomlarının toplamını ifade etmek için bağırsak mikrobiyomu terimini kullanırlar.
Bağırsak mikrobiyomundaki 3 milyon gen, insan genomundaki 23.000'den büyük ölçüde fazladır. Ayrıca insan konukçuda birçok işlevi yerine getiren binlerce küçük molekül üretirler.
Bu şekilde bağırsak bakterileri yiyecekleri sindirmeye, enerji toplamaya, bağışıklığı kontrol etmeye ve patojenlere karşı korumaya yardımcı olur.
Bununla birlikte, bağırsak mikrobiyomundaki dengesizlikler, bu önemli işlevleri bozarak hastalığı tetikleyebilir veya hastalığa karşı korunmada başarısız olabilir.
Çalışmalar mikrobiyomdaki dengesizliği kardiyovasküler hastalıklar, alerjiler, kanser, obezite ve psikiyatrik durumlarla ilişkilendirmiştir.
Tüm nanopartiküller bağırsak bakterilerine bağlanır
Prof. Stauber ve meslektaşları, çok çeşitli sentetik nanopartiküllerin etkilerini inceleyebilecekleri deneyler yaptılar.
Bu deneyler, farklı partiküllerin bağırsağın farklı bölümlerinden geçerken ve çeşitli bakterilerle karşılaştıklarında yapabilecekleri yolculukları simüle etti.
Ana sonuç, "şu anda kullanılan veya gelecekteki potansiyel nano boyutlu gıda katkı maddelerinin" bağırsaktaki bakterilere bağlanma yeteneği göstermesiydi.
Nanopartiküller, yoğurt gibi süt ürünlerinde üreyebilen “probiyotik” türler dahil her türlü bakteriye bağlanır.
Araştırmacılar, test ettikleri tüm sentetik nanopartiküller bakterilere yapışırken, bağlanma özelliklerinde farklılıklar olduğunu fark ettiler.
Nanopartiküllere bağlandığında, bakteriler davranışlarını faydalı olabilecek bazı şekillerde değiştirdiler ve başka şekillerde olmayabilir.
Yararlı olabilecek potansiyel bir sonuç, enfeksiyonların engellenmesidir, örneğin H. pylori. Ekip bu keşfi hücre kültürlerinde silika nanoparçacıklarla deney yaparken yaptı.
Bununla birlikte, diğer deneylerde ortaya çıkan potansiyel olarak rahatsız edici bir olasılık, nanopartiküllere bağlanmanın bazı dost olmayan bakterileri bağışıklık sistemi tarafından daha az görünür hale getirmesiydi. Böyle bir sonuç, örneğin iltihap tepkilerini artırabilir.
Yazarların belirttiği önemli bir nokta, gıdanın aynı zamanda doğal olarak oluşan nanopartiküller içermesidir - bunların bazıları hazırlanırken gıdaya girebilir.
Ekip ayrıca doğal nanopartiküller üzerinde deneyler yaptı ve sentetik nanoparçacıklarla yapılan deneylere benzer sonuçlar bulduğunda şaşırdı.
"Doğal olarak oluşan nanopartikülleri, benzer etkiler gösteren bira gibi gıdalardan da izole edebilmemiz şaşırtıcıydı."
Prof.Roland H. Stauber
