Indtagede nanopartikler kan være sundhedsskadelige

(PhysOrg.com) -- Milliarder af konstruerede nanopartikler i fødevarer og lægemidler indtages af mennesker dagligt, og ny Cornell-forskning advarer om, at de kan være mere sundhedsskadelige end tidligere antaget.

Et forskningssamarbejde ledet af Michael Shuler, Samuel B. Eckert professor i kemiteknik og James og Marsha McCormick-lærestolen for biomedicinsk teknik, undersøgt, hvordan store doser polystyrennanopartikler - en almindelig, FDA-godkendt materiale fundet i stoffer fra fødevaretilsætningsstoffer til vitaminer - påvirkede, hvor godt kyllinger optog jern, et vigtigt næringsstof, ind i deres celler.

Resultaterne blev rapporteret online 12. februar i tidsskriftet Natur nanoteknologi .

Ifølge undersøgelsen høj intensitet, kortvarig eksponering for partiklerne blokerede oprindeligt jernabsorptionen, der henviser til, at længerevarende eksponering fik tarmcellestrukturer til at ændre sig, giver mulighed for en kompenserende stigning i jernoptagelsen.

Forskerne testede både akut og kronisk nanopartikeleksponering ved hjælp af humane tarmceller i petriskåle såvel som levende kyllinger og rapporterede matchende resultater. De valgte høns, fordi disse dyr absorberer jern i deres kroppe på samme måde som mennesker, og de er også på samme måde følsomme over for mikronæringsstofmangel, forklarede Gretchen Mahler, Ph.D. '08, avisens første forfatter og tidligere Cornell kandidatstuderende og postdoc associeret.

Forskerne brugte kommercielt tilgængelige, 50-nanometer polystyren-carboxylerede partikler, der generelt anses for sikre til konsum. De fandt ud af, at efter akut eksponering, et par minutter til et par timer efter indtagelse, både optagelsen af ​​jern i in vitro-cellerne og kyllingerne faldt.

Men efter eksponering af 2 milligram pr. kilogram i to uger - en langsommere, mere kronisk indtagelse -- strukturen af ​​tarmvilli begyndte at ændre sig og øges i overfladeareal. Dette var en effektiv fysiologisk ombygning, der førte til øget jernoptagelse.

"Dette var en fysiologisk reaktion, der var uventet, " sagde Mahler.

Shuler bemærkede, at denne intestinale villi-ombygning på en eller anden måde var positiv, fordi den viser, at kroppen tilpasser sig udfordringer. Men det tjener til at understrege, hvordan sådanne partikler, som er blevet bredt undersøgt og betragtet som sikre, forårsage knapt påviselige ændringer, der kunne føre til, for eksempel, overabsorption af andre, skadelige forbindelser.

Menneskets eksponering for nanopartikler er kun stigende, Shuler fortsatte.

"Nanopartikler kommer ind i vores miljø på mange forskellige måder, " sagde Shuler. "Vi har en vis sikkerhed for, at de på et bruttoniveau ikke er skadelige, men der kan være mere subtile effekter, som vi skal bekymre os om."