Videnskab
 science >> Videnskab >  >> nanoteknologi

Forskere viser indflydelse af nanopartikler på næringsstofabsorption

Denne figur viser 50 nm carboxylerede polystyren nanopartikler (grønne), der interagerer med en cellekulturmodel af tarmepitel (rød). Oral eksponering for disse partikler har vist sig at påvirke jerntransporten. Kredit: Natur nanoteknologi

Nanopartikler er overalt. Fra kosmetik og tøj, til sodavand og snacks. Men så alsidige som de er, nanopartikler har også en ulempe, siger forskere ved Binghamton University og Cornell University i et nyligt papir offentliggjort i tidsskriftet Natur nanoteknologi . Disse små partikler, selv i lave doser, kan have stor indflydelse på vores helbred på lang sigt.

Ifølge hovedforfatteren af ​​artiklen, Gretchen Mahler, assisterende professor i bioteknik ved Binghamton University, meget af den eksisterende forskning om nanopartiklers sikkerhed har været på de direkte sundhedsmæssige virkninger. Men hvad Mahler, Michael L. Shuler fra Cornell University og et team af forskere ønskede virkelig at vide, hvad der sker, når nogen bliver konstant eksponering i små doser – den slags, du ville få, hvis du fik et lægemiddel eller et supplement, der inkluderede nanopartikler i en eller anden form.

"Vi troede, at den bedste måde at måle de mere subtile virkninger af denne form for indtagelse på var at overvåge tarmcellernes reaktion, "sagde Mahler." Og vi gjorde dette på to måder - in vitro, gennem humane tarm-foring celler, som vi havde dyrket i laboratoriet; og in vivo, gennem tarmslimhinderne på levende kyllinger. Begge sæt resultater pegede på det samme - at eksponering for nanopartikler påvirker optagelsen af ​​næringsstoffer i blodbanen."

Optagelse af jern, et vigtigt næringsstof, var af særlig interesse på grund af den måde, det optages og bearbejdes gennem tarmene. Den måde, Mahler og teamet testede dette på, var at bruge polystyren -nanopartikler på grund af dets let sporbare fluorescerende egenskaber.

"Det, vi fandt, var, at for korte eksponeringer, jernoptagelsen faldt med omkring 50 procent, sagde Mahler. "Men da vi forlængede den periode, absorption faktisk steget med omkring 200 procent. Det var meget tydeligt - nanopartikler påvirker bestemt jernoptagelse og transport."

Mens akut oral eksponering forårsagede forstyrrelser i intestinal jerntransport, kronisk eksponering forårsagede en ombygning af tarmvilli - den lille, fingerlignende fremspring, der er afgørende for tarmens evne til at optage næringsstoffer – hvilket gør dem større og bredere, hvilket tillader jern at komme ind i blodbanen meget hurtigere.

"Tarmcellerne er en gateway, som indtaget nanopartikler skal igennem for at komme til kroppen, " sagde Mahler. "Vi overvågede jernabsorption både in vivo og in vitro og fandt ud af, at polystyrennanopartiklerne påvirkede absorptionsprocessen og forårsagede en fysiologisk reaktion."

Det næste trin for Mahler og teamet er at se på, om lignende forstyrrelser i næringsstofoptagelse kan være mulige i andre uorganiske elementer, såsom calcium, kobber og zink. Også på forskningsdagsordenen er reaktionen af ​​andre næringsstoffer, såsom fedtopløselige vitaminer A, D, E og K. Og høns og deres tarme vil helt sikkert være en del af denne næste fase af undersøgelsen.

"Kyllingernes mave -tarmkanal har meget lignende egenskaber som hos mennesker, " sagde Mahler. "Vi kan lære meget af den måde, kyllingevæv fungerer på, hvilket betyder, at vi kan lave bedre forudsigelser om, hvordan mennesker vil reagere."

Og mennesker indtager bestemt nok nanopartikler - omkring 100 billioner af dem hver dag. Deres ultra-lille størrelse og fantastiske kvaliteter gør dem mere og mere almindelige i fødevarer og farmaceutiske produkter. Selvom virkningen af ​​kronisk eksponering forbliver noget ukendt, indtagelse af kostpartikler menes at fremme en række sygdomme, herunder Crohns sygdom. Med så mange nanomaterialer under udvikling og med så meget, der endnu skal læres om nanopartikeltoksicitet og potentiel menneskelig vævsreaktivitet, Mahler og teamet håber, at deres arbejde, især in vitro -modellen, vil give et effektivt billigt screeningsværktøj.


Varme artikler