Nanodeeltjes zijn overal. Van cosmetica en kleding, tot frisdrank en snacks. Maar hoe veelzijdig ze ook zijn, nanodeeltjes hebben ook een keerzijde, zeggen onderzoekers van Binghamton University en Cornell University in een recent artikel dat in het tijdschrift is gepubliceerd Natuur Nanotechnologie . Deze kleine deeltjes, zelfs in lage doses, een grote impact kunnen hebben op onze gezondheid op de lange termijn.

Volgens de hoofdauteur van het artikel, Gretchen Mahler, assistent-professor bio-engineering aan de Binghamton University, veel van het bestaande onderzoek naar de veiligheid van nanodeeltjes ging over de directe gezondheidseffecten. Maar wat Mahler, Michael L. Shuler van de Cornell University en een team van onderzoekers wilden echt weten wat er gebeurt als iemand constant in kleine doses wordt blootgesteld - het soort dat je zou krijgen als je een medicijn of supplement zou nemen dat nanodeeltjes in een of andere vorm bevatte.

"We dachten dat de beste manier om de subtielere effecten van dit soort inname te meten, was om de reactie van darmcellen te volgen, " zei Mahler. "En we deden dit op twee manieren - in vitro, door menselijke darmwandcellen die we in het laboratorium hadden gekweekt; en in vivo, door de darmwand van levende kippen. Beide reeksen resultaten wezen op hetzelfde:blootstelling aan nanodeeltjes beïnvloedt de opname van voedingsstoffen in de bloedbaan."

De opname van ijzer, een essentiële voedingsstof, was van bijzonder belang vanwege de manier waarop het door de darmen wordt opgenomen en verwerkt. De manier waarop Mahler en het team dit testten, was door polystyreennanodeeltjes te gebruiken vanwege de gemakkelijk traceerbare fluorescerende eigenschappen.

"Wat we vonden was dat voor korte blootstellingen, ijzeropname daalde met ongeveer 50 procent, "zei Mahler. "Maar toen we die periode verlengden, absorptie nam zelfs toe met ongeveer 200 procent. Het was heel duidelijk:nanodeeltjes hebben zeker invloed op de opname en het transport van ijzer."

Terwijl acute orale blootstelling verstoringen van het intestinale ijzertransport veroorzaakte, chronische blootstelling veroorzaakte een hermodellering van de darmvlokken - de kleine, vingerachtige uitsteeksels die essentieel zijn voor het vermogen van de darm om voedingsstoffen op te nemen - waardoor ze groter en breder worden, waardoor ijzer veel sneller in de bloedbaan kan komen.

"De darmcellen zijn een toegangspoort waar ingenomen nanodeeltjes doorheen moeten om bij het lichaam te komen, " zei Mahler. "We hebben de ijzerabsorptie zowel in vivo als in vitro gevolgd en ontdekten dat de polystyreennanodeeltjes het absorptieproces beïnvloedden en een fysiologische reactie veroorzaakten."

De volgende stap voor Mahler en het team is om te kijken of soortgelijke verstoringen in de opname van voedingsstoffen mogelijk zijn in andere anorganische elementen zoals calcium, koper en zink. Ook op de onderzoeksagenda staat de reactie van andere nutriënten zoals vetoplosbare vitamines A, NS, E en K. En kippen en hun darmen zullen zeker deel uitmaken van deze volgende fase van het onderzoek.

"Het maagdarmkanaal van kippen heeft zeer vergelijkbare kenmerken als dat van mensen, " zei Mahler. "We kunnen veel leren van de manier waarop kippenweefsel werkt, wat betekent dat we betere voorspellingen kunnen doen over hoe mensen zullen reageren."

En mensen consumeren zeker genoeg nanodeeltjes - ongeveer 100 biljoen per dag. Door hun ultrakleine formaat en verbazingwekkende eigenschappen komen ze steeds vaker voor in voedingsmiddelen en farmaceutische producten. Hoewel de impact van chronische blootstelling enigszins onbekend is, men denkt dat de inname van voedingsdeeltjes een reeks ziekten bevordert, waaronder de ziekte van Crohn. Met zoveel nanomaterialen in ontwikkeling en met zoveel te leren over de toxiciteit van nanodeeltjes en mogelijke reactiviteit van menselijk weefsel, Mahler en het team hopen dat hun werk, met name het in vitro-model, zal een effectief, goedkoop screeningsinstrument bieden.