قد تؤدي الجسيمات النانوية الموجودة في عبوات الطعام إلى تعطيل وظيفة القناة الهضمية
تضاف جزيئات أكسيد الزنك النانوية إلى أنواع مختلفة من تغليف المواد الغذائية. توصلت دراسة جديدة إلى أن هذه الجسيمات الدقيقة قد تعطل الطريقة التي تمتص بها الأمعاء المغذيات.
يتراوح قطر الجسيمات النانوية بين 1 و 100 نانومتر.
لوضع ذلك في المنظور ، يبلغ قطر شعرة الإنسان حوالي 75000 نانومتر ، بينما يبلغ قطر خلية الدم الحمراء حوالي 7000 نانومتر.
لذا ، فإن الجسيمات النانوية صغيرة جدًا بالفعل. ومما يثير القلق أنهم في كل مكان.
تمتلك الجسيمات النانوية مساحة كبيرة نسبيًا ، مما يجعلها أكثر تفاعلًا كيميائيًا. يمنحهم هذا التفاعل المتزايد خصائص فريدة تستخدمها الشركات المصنعة لمجموعة واسعة من المنتجات ، بما في ذلك الدهانات ومستحضرات التجميل والنوافذ وواقيات الشمس والأقمشة والسيارات.
نظرًا لاستخدام الجسيمات النانوية بشكل أكثر حرية من أي وقت مضى ، أصبح بعض العلماء قلقين بشكل متزايد بشأن تأثيرها المحتمل على صحة الإنسان.
نظرًا لأنها شائعة جدًا وصغيرة جدًا ، فمن السهل جدًا دخول الجسيمات النانوية إلى أجسامنا. والأكثر إثارة للقلق ، أنها صغيرة بما يكفي لتمريرها عبر أغشية الخلايا ، مما قد يعطل نشاطها. ومع ذلك ، لا يُعرف الكثير عن كيفية تعارضها مع العمليات البيولوجية.
بحثًا للتحقيق في هذه التفاعلات ، نظر باحثون من جامعة بينغامتون في نيويورك في جزيئات أكسيد الزنك (ZnO) النانوية في تغليف المواد الغذائية على وجه الخصوص.
لماذا الزنك في تغليف المواد الغذائية؟
يتم تضمين الجسيمات النانوية ZnO في عبوات بعض المواد الغذائية ، مثل الذرة والدجاج والتونة والهليون ، لأن لها خصائص مضادة للميكروبات. أيضًا ، عندما تتلامس الأطعمة المنتجة للكبريت مع علبة من الصفيح ، فإنها تنتج لونًا أسود ؛ يمنع ZnO هذا التفاعل ، مما يحافظ على الطعام طازجًا.
أراد الباحثون - بقيادة جريتشن ماهلر ، الأستاذ المساعد في الهندسة الحيوية - فهم ما إذا كانت المستويات الموجودة في الطعام يمكن أن تسبب اضطرابات في الجهاز الهضمي.
أولاً ، باستخدام مقياس الطيف الكتلي ، قاموا بتقييم مقدار ZnO الذي يمكن نقله بشكل واقعي من العبوة إلى الطعام.
تم العثور على الطعام يحتوي على "100 ضعف البدل الغذائي اليومي من الزنك".
حققت الدراسات السابقة في تأثير الجسيمات النانوية على خلايا الأمعاء ، لكنها كانت تميل إلى استخدام مستويات أعلى للبحث عن أضرار أكثر وضوحًا ، مثل موت الخلايا. كانت ماهلر وفريقها يستخدمون نهجًا مختلفًا.
تشرح قائلة: "نحن نبحث في وظيفة الخلية ، وهو تأثير أكثر دقة بكثير ، وننظر في جرعات الجسيمات النانوية الأقرب إلى ما قد تتعرض له حقًا."
باستخدام نموذج من الخلايا المعوية ، قام الفريق بتقييم نوع التأثير الذي قد يكون لجسيمات ZnO النانوية على أمعائنا. يتم نشر نتائجهم في المجلة الغذاء والوظيفة.
يشرح ماهلر ما اكتشفوه:
"وجدنا أن الجسيمات النانوية [ZnO] بجرعات ذات صلة بما قد تأكله عادة في وجبة أو يوم يمكن أن تغير الطريقة التي تمتص بها أمعائك العناصر الغذائية."
جسيمات الزنك النانوية والميكروفيلي
وقد لوحظت الجسيمات تستقر على الهياكل التي تمثل ميكروفيلي الأمعاء. هذه نتوءات صغيرة تشبه الأصابع تزيد من مساحة سطح الأمعاء المتاحة لامتصاص المغذيات.
من خلال الالتصاق بالميكروفيلي ، من المحتمل أن تقلل الجسيمات النانوية من قدرة البطانة على تناول العناصر الغذائية. يوضح ماهلر أن "هذا الفقد في المساحة السطحية يؤدي إلى انخفاض في امتصاص العناصر الغذائية".
وتضيف: "بعض الجسيمات النانوية تسبب أيضًا إشارات مؤيدة للالتهابات بجرعات عالية ، وهذا يمكن أن يزيد من نفاذية النموذج المعوي".
"زيادة نفاذية الأمعاء ليست شيئًا جيدًا - إنها تعني أن المركبات التي لا يُفترض أن تمر عبر مجرى الدم قد تكون قادرة على ذلك."
جريتشن ماهلر
على الرغم من أن هذا يبدو بالتأكيد مقلقًا ، إلا أن المؤلفين سارعوا إلى ملاحظة أن هذه الدراسة أجريت في المختبر ، وليس على الحيوان. وبالتالي ، في هذه المرحلة ، لا يمكن استقراء النتائج. لفهم الآثار الصحية طويلة المدى بشكل كامل ، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث. ومع ذلك ، فقد خلصت:
"ما يمكنني قوله هو أن نموذجنا يظهر أن الجسيمات النانوية لها تأثيرات على نموذجنا في المختبر ، وأن فهم كيفية تأثيرها على وظيفة الأمعاء هو مجال مهم للدراسة من أجل سلامة المستهلك."
يقوم الفريق بالفعل بدراسة آثار الجسيمات النانوية على الحيوانات الأخرى. ورقة نشرت الشهر الماضي في المجلة علم السموم النانوية بحثت في كيفية تأثير جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم النانوية - الموجودة في العديد من مستحضرات التجميل - على أمعاء ذبابة الفاكهة. مرة أخرى ، وجدوا تغيرات في الميكروفيلي ، مما أثر على امتصاص الجلوكوز.
في دراسة أخرى جارية على الدجاج ، يقول ماهلر إن النتائج الأولية "تشبه دراسة زراعة الخلايا" التي تمت مناقشتها في هذه المقالة. ووجدوا أيضًا أن "مجموعات الميكروبات المعوية تتأثر" ، مما يفتح مجالًا جديدًا تمامًا للتحقيق.
يخطط الفريق الآن لمواصلة هذا المنوال وسيركز جهوده على التفاعل المحتمل بين الجسيمات النانوية وبكتيريا الأمعاء.
