Tükettiğimiz gıda ürünlerinde bulunan nanoparçacıklar üzerine yapılmış yeni araştırmalar, 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 meslektaşlar, ultra küçük parçacıkların bakterileri bağlayabildiğini keşfetti.

Şimdi NPJ Food of Food dergisinde yayınlanan bir makalede, yazarlar nanoparçacıklara bağlanmanın bağırsak bakterilerinin yaşam döngüsünü ve bulunduğu vücutla etkileşimlerini nasıl değiştirebileceğini açıklıyor.

Sonuçlar hem ilaç hem de gıda endüstrisi için faydalı olmalıdır. Örneğin, probiyotiklerde nanopartiküllerin kullanımı konusunda araştırmalara yol açabilirler.

Buna bir örnek, bilim insanlarının sentetik nanoparçacıkların Helicobacter pylori’nin (midede bulunan bir bakteri türü) bulaşmasını önleyebileceği konusundaki gözlemleridir.

H. pylori, insan midesinin iç yüzeyinde büyüyen bir bakteridir. Kanserle olan karmaşık ilişkisi nedeniyle birçok bilim insanının ilgisini çekmektedir.

Mainz Üniversitesi Tıp Merkezinde Kulak Burun Boğaz ve Baş Boyun Cerrahisi Anabilim Dalı profesörü Roland H. Stauber, “çalışmalarımızdan önce” diyor, nano katkı maddelerinin gastrointestinal florayı doğrudan nasıl etkileyip etkilemediğine kimse bakmadı. .”

Nanopartiküllerin Kullanımı Hızla Artıyor

Nanoteknoloji, nanometre ölçeğinde, atom ve moleküllerle aynı ölçekte olan malzemeleri manipüle eder. Bir nanometre, metrenin 1 milyarda biridir, yani 1 inçte 25.400.000 tanesi vardır.

Çalışma geçmişlerinde Prof. Stauber ve arkadaşları nanopartikül kullanımının birçok alanda hızla nasıl arttığını anlatıyor. Bunlar tıptan tarıma, kişisel bakım ürünlerinin imalatına ve yiyecek işlemeye kadar uzanmaktadır.

Örneğin, gıda endüstrisi, gıdaları hafifletmek ve renklendirmek, besin vermek ve enfeksiyonu önlemek için sentetik nanoparçacıkları kullanır.

Bunların tümü, “bağırsakların beslenebileceği yiyecek ve içeceklerin bir parçası olarak” insan bağırsağına girebilir ”diyor.

Nanopartiküller, sadece çok küçük oldukları için değil, aynı zamanda onları içeren materyallerin nano ölçekte benzersiz özelliklere sahip olması nedeniyle ilgi çekicidir.

Aynı malzemelerden türetilen daha büyük parçacıklarla karşılaştırıldığında, nanoparçacıkların büyüklüklerine göre çok daha büyük bir yüzey alanı vardır, “daha büyük Brownian hareketi” vardır ve biyolojik engelleri aşabilirler. Bu engeller, bağırsak gibi dokuları sıralayan mukus tabakasını içerir.

Bu nedenlerden dolayı, insan bağırsağındaki kaderlerinin, aynı malzemelerden türetilen daha büyük ölçekli meslektaşlarından büyük ölçüde farklı olması muhtemeldir.

Araştırma yazarlarına göre, “Bu nedenle, nano özelliği etkin olan herhangi bir gıda bileşeninin gıdalarda kullanım için güvenli olmasını sağlamak önemlidir.”

İnsan Bağırsağı ve Mikrobiyomu

İnsan bağırsağı veya gastrointestinal sistem, ortalama yaşam süresi boyunca yaklaşık 60 metrik ton gıdayı sindirir. Binlerce yıl boyunca, insan bağırsağı ve onu işgal eden dev mikrop kolonileri hem karmaşık hem de karşılıklı olarak faydalı bir ilişki geliştirmiştir.

Ortaklık geliştikçe, bağırsak mikropları insan sağlığı ve hastalığında önemli bir rol oynamıştır.

Gut mikroorganizmaları daha çok bakteri içerir; ayrıca mantar, virüs ve protozoa adı verilen tek hücreli organizmaları da içerir.

Bilim adamları bağırsakta bulunan trilyonlarca mikroorganizma genomunun toplamını belirtmek için bağırsak mikrobiyomu terimini kullanırlar.

Bağırsak mikrobiyomundaki 3 milyon gen, insan genomundaki 23.000’den oldukça fazladır. Ayrıca insan konakta birçok işlevi yerine getiren binlerce küçük molekül üretirler.

Bu şekilde, bağırsak bakterileri gıdanın sindirilmesine, enerjinin toplanmasına, bağışıklığın kontrol altına alınmasına ve patojenlere karşı korunmasına yardımcı olur.

Bununla birlikte, bağırsak mikrobiyomundaki dengesizlikler, bu kritik işlevleri, hastalığı tetiklemek veya buna karşı koruma sağlayamamak için bozabilir.

Çalışmalar mikrobiyomdaki dengesizliği kardiyovasküler hastalıklar, alerjiler, kanser, obezite ve psikiyatrik durumlar ile ilişkilendirmiştir.

Bütün Nanopartiküller Bağırsak Bakterilerine Bağlanır

Stauber ve meslektaşları, çok çeşitli sentetik nanoparçacıkların etkilerini inceleyebilecekleri deneyler yaptı.

Bu deneyler, farklı parçacıkların bağırsakların farklı bölümlerinden geçerken ve çeşitli bakterilere rastlarken yapabilecekleri yolculukları simüle eder.

Ana sonuç, “şu anda kullanılan ya da potansiyel gelecekteki nanosize edilmiş gıda katkı maddelerinin” bağırsaktaki bakterilere bağlanma kabiliyetini göstermesiydi.

Nanopartiküller, yoğurt gibi süt ürünlerinde üreyebilen “probiyotik” türler de dahil olmak üzere her türlü bakteriye bağlanır.

Test ettikleri tüm sentetik nanoparçacıklar bakterilere bağlıyken, araştırmacılar bağlanma özelliklerinde farklılıklar olduğunu fark etmişlerdir.

Nanoparçacıklara bağlandığında, bakteriler davranışlarını yararlı olabilecek bazı şekillerde ve değişmeyecek şekilde değiştirmiştir.

Yararlı olabilecek potansiyel bir sonuç, enfeksiyonların, örneğin H. pylori’nin inhibe edilmesidir. Ekip, bu keşfi hücre kültürlerinde silika nanoparçacıkları ile deney yaparken yaptı.

Bununla birlikte, diğer deneylerde ortaya çıkan potansiyel olarak rahatsız edici bir olasılık, nanopartiküllere bağlanmanın, bazı dost olmayan bakterileri, bağışıklık sistemi için daha az görünür hale getirebilmesidir. Böyle bir sonuç, örneğin iltihaplanma tepkilerini artırabilir.

Yazarların yaptığı önemli bir nokta, yiyeceklerin aynı zamanda doğal olarak oluşan nanoparçacıkları da içermesidir – bazıları hazırlanırken yiyeceğe girebilir.

Ekip ayrıca doğal nanoparçacıklarla ilgili deneyler yaptı ve sentetik nanoparçacıklarla yapılan deneylerle benzer sonuçlar bulmasına şaşırdı.

“Doğal olarak meydana gelen nanoparçacıkları da benzer etkiler gösteren bira gibi yiyeceklerden izole etmemiz şaşırtıcıydı.”

Roland H. Stauber

Healthline, Nanoparticles in food can alter the behavior of gut bacteria, 2019

Referans

https://doi.org/10.1038/s41538-018-0030-8

https://www.cancer.gov/about-cancer/causes-prevention/risk/infectious-agents/h-pylori-fact-sheet

https://www.nano.gov/nanotech-101/what/definition

https://dx.doi.org/10.1042%2FBCJ20160510

https://doi.org/10.1136/bmj.k2179