食品中のナノ粒子は腸内細菌の行動を変える可能性があります
食品中のナノ粒子に関する新しい研究により、腸内細菌への影響について新鮮な洞察が得られました。
ドイツのマインツ大学医療センターの研究者とドイツ、オーストリア、および米国の他のセンターの同僚は、超微粒子が腸内細菌に結合できることを発見しました。
彼らの研究についての研究論文で—現在ジャーナルに掲載されています npj食品科学 —著者は、ナノ粒子への付着が腸内細菌のライフサイクルと宿主の体との相互作用をどのように変えることができるかを説明しています。
結果は、医学と食品産業の両方に役立つはずです。それらは、例えば、プロバイオティクスにおけるナノ粒子の使用に関する研究につながる可能性があります。
この一例は、合成ナノ粒子が感染を防ぐことができるという科学者の観察です。 ヘリコバクター・ピロリ.
ピロリ菌 人間の胃の内壁に生える細菌です。癌との複雑な関係のため、多くの科学者にとって非常に興味深いものです。
「私たちの研究の前に」と、研究の筆頭著者であるマインツ大学医療センターの耳鼻咽喉科の頭頸部外科教授であるRoland H. Stauberは、次のように述べています。 。」
ナノ粒子の使用は急速に成長しています
ナノテクノロジーは、原子や分子とほぼ同じスケールのナノメートルスケールで材料を操作します。 1ナノメートルは10億分の1メートルです。つまり、1インチに25,400,000個あります。
研究の背景の中で、Stauber教授らは、多くの分野でナノ粒子の使用が急速に増加していることを説明しています。これらは、医療や農業からパーソナルケア製品の製造や食品加工にまで及びます。
たとえば、食品業界では、合成ナノ粒子を使用して食品を明るく着色し、栄養素を供給し、感染を防ぎます。
これらはすべて、「ナノ対応の食品および飲料の一部として」人間の腸に入る可能性がある、と研究の著者は報告しています。
ナノ粒子は、それらが非常に小さいという理由だけでなく、それらを構成する材料がナノスケールで独特の特性を持っているという理由からも興味深いものです。
同じ材料に由来するより大きな粒子と比較して、ナノ粒子はそのサイズに比べてはるかに大きな表面積を持ち、「より大きなブラウン運動」を持ち、生物学的障壁を越えることができます。これらの障壁には、腸などの組織を裏打ちする粘液層が含まれます。
これらの理由から、人間の腸内での運命は、同じ材料に由来する大規模な対応物の運命とは大きく異なる可能性があります。
研究の著者によると、「したがって、ナノ対応の食品成分が食品への適用に対して安全であることを確認することが重要です。」
人間の腸とそのマイクロバイオーム
人間の腸、または胃腸管は、平均寿命の間に約60メートルトンの食物を消化します。何千年にもわたって、人間の腸とそれを占める微生物の巨大なコロニーは、複雑で相互に有益な関係を築いてきました。
パートナーシップが発展するにつれて、腸内細菌は人間の健康と病気において重要な役割を果たすようになりました。
腸内微生物は主に細菌で構成されています。それらには、真菌、ウイルス、および原生動物と呼ばれる単細胞生物も含まれます。
科学者は腸内細菌叢という用語を使用して、腸内の何兆もの微生物のすべてのゲノムの合計を指します。
腸内細菌叢の300万個の遺伝子は、ヒトゲノムの23,000個を大幅に上回っています。それらはまた、人間の宿主で多くの機能を実行する何千もの小分子を生成します。
このように、腸内細菌は食物を消化し、エネルギーを収穫し、免疫を制御し、病原体から保護するのに役立ちます。
ただし、腸内細菌叢の不均衡は、これらの重要な機能を妨害して、病気を引き起こしたり、病気からの保護に失敗したりする可能性があります。
研究により、マイクロバイオームの不均衡が心血管疾患、アレルギー、癌、肥満、精神状態に関連付けられています。
すべてのナノ粒子は腸内細菌に結合します
Stauber教授と彼の同僚は、さまざまな合成ナノ粒子の効果を調べることができる実験を設定しました。
これらの実験は、さまざまな粒子が腸のさまざまな部分を移動してさまざまな細菌に遭遇するときに、さまざまな粒子がたどる可能性のある旅をシミュレートしました。
主な結果は、すべての「現在使用されている、または将来的に使用される可能性のあるナノサイズの食品添加物」が腸内の細菌に結合する能力を示したことです。
ナノ粒子は、ヨーグルトなどの乳製品で繁殖できる「プロバイオティクス」種を含む、あらゆる種類の細菌に結合しました。
彼らがテストしたすべての合成ナノ粒子はバクテリアに付着していましたが、研究者たちはそれらの結合特性の違いに気づきました。
ナノ粒子に結合すると、バクテリアは有益であると証明されるかもしれないいくつかの方法で、そしてそうでないかもしれない他の方法で彼らの行動を変えました。
有益である可能性のある潜在的な結果は、例えばによる感染の抑制です。 ピロリ菌。チームは、細胞培養でシリカナノ粒子を実験したときにこの発見をしました。
しかし、他の実験で浮かび上がった潜在的に不安な見通しは、ナノ粒子への結合がいくつかの不親切なバクテリアを免疫系に見えにくくする可能性があるということでした。そのような結果は、例えば、炎症反応を増加させる可能性があります。
著者が指摘する重要な点は、食品には天然に存在するナノ粒子も含まれているということです。その一部は、調理中に食品に入る可能性があります。
チームはまた、天然ナノ粒子で実験を行い、合成ナノ粒子での実験と同様の結果を見つけて驚いた。
「同様の効果を示したビールなどの食品から、天然に存在するナノ粒子も分離できたのは不可解でした。」
ローランドH.スタウバー教授
