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Le nanoparticelle in alimento possono alterare il comportamento dei batteri dell'intestino

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La nuova ricerca sulle nanoparticelle in alimento ha reso le comprensioni fresche circa il loro impatto sui batteri dell'intestino.

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I ricercatori dal centro medico di Mainz in Germania ed i colleghi da altri centri in Germania, in Austria e negli Stati Uniti hanno scoperto che le particelle ultra-minuscole possono legare per sventrare i batteri.

In una carta di studio circa il loro lavoro — che ora compare nella scienza del npj del giornale di alimento — gli autori spiegano come il collegamento alle nanoparticelle può alterare il ciclo di vita dei batteri dell'intestino e delle loro interazioni con il corpo del loro ospite.

I risultati dovrebbero essere utili sia a medicina che all'industria alimentare. Potrebbero, per esempio, conduca per ricercare sull'uso delle nanoparticelle in probiotici.

Un esempio di questo è l'osservazione degli scienziati che le nanoparticelle sintetiche possono impedire l'infezione dal helicobacter pylori.

I pilori del H. è un batterio che si sviluppa nel rivestimento dello stomaco umano. È di vivo interesse a molti scienziati dovuto la sua relazione complessa con cancro.

«Prima dei nostri studi,» dice lo studio l'autore Roland H. Stauber senior, un professore nel dipartimento dell'otorinolaringoiatria, del capo e della chirurgia del collo al centro medico di Mainz, «nessuno realmente è sembrato se e come gli nano-additivi direttamente influenzano la flora gastrointestinale.»

L'uso delle nanoparticelle sta sviluppandosi rapidamente

La nanotecnologia manipola i materiali alla scala di nanometro, che è intorno alla stessa scala di quella degli atomi e delle molecole. Un nanometro è 1 bilionesimo di un metro, in modo da significa che ci sono 25.400.000 di loro in a 1 pollici.

Nel loro fondo di studio, prof. Stauber ed i colleghi descrivono come l'uso delle nanoparticelle sta aumentando rapidamente in molti campi. Questi variano da medicina e dall'agricoltura alla fabbricazione di prodotti di cura personale e di trasformazione dei prodotti alimentari.

L'industria alimentare, per esempio, usa le nanoparticelle sintetiche per alleggerire e colorare l'alimento, consegnare le sostanze nutrienti ed impedisce l'infezione.

Tutti i questi possono entrare nell'intestino umano «come componente degli alimenti e delle bevande nano-permessi a,» rapporto gli autori di studio.

Le nanoparticelle sono di interesse non solo perché che sono molto piccole, ma anche perché i materiali che li comprendono hanno proprietà uniche al nanoscale.

Rispetto alle più grandi particelle derivate dagli stessi materiali, le nanoparticelle hanno un'area molto più grande riguardante la loro dimensione, hanno «maggior moto browniano,» e possono attraversare le barriere biologiche. Queste barriere comprendono lo strato del muco che allinea i tessuti quale l'intestino.

Per queste ragioni, il loro destino nell'intestino umano è probabile differire notevolmente da quello delle controparti su più vasta scala derivate dagli stessi materiali.

Secondo gli autori di studio, «è, quindi, importante assicurarsi che tutti gli ingredienti alimentari nano-permessi a siano sicuri per l'applicazione in alimenti.»

L'intestino umano ed il suo microbiome

L'intestino umano, o il tratto gastrointestinale, digerisce intorno 60 tonnellate metriche di alimento durante la durata della vita media. Durante i millenni, l'intestino umano e le colonie enormi dei microbi che lo occupano hanno sviluppato una relazione che è sia complessa che reciprocamente utile.

Mentre l'associazione si è evoluta, i microbi dell'intestino sono venuto a svolgere un ruolo chiave nelle sanità e nella malattia.

I microrganismi dell'intestino comprendono principalmente i batteri; inoltre includono i funghi, virus e gli organismi unicellulari hanno chiamato i protozoi.

Gli scienziati usano il microbiome dell'intestino di termine per riferirsi alla somma di tutti i genoma dei trilioni dei microrganismi nell'intestino.

I 3 milione geni nel microbiome dell'intestino oltrepassano notevolmente i 23.000 nel genoma umano. Inoltre producono migliaia di piccole molecole che espletano molte funzioni nell'ospite umano.

In questo modo, i batteri dell'intestino aiutano l'alimento della raccolta, l'energia del raccolto, immunità di controllo e proteggono dagli agenti patogeni.

Tuttavia, gli squilibri nel microbiome dell'intestino possono disturbare queste funzioni cruciali alla malattia di innesco o non riescono a proteggere contro di.

Gli studi hanno collegato lo squilibrio nel microbiome alle malattie cardiovascolari, alle allergie, al cancro, all'obesità ed alle circostanze psichiatriche.

Tutte le nanoparticelle legano per sventrare i batteri

Prof. Stauber ed i suoi colleghi ha installato gli esperimenti in cui potrebbero esaminare gli effetti di una vasta gamma di nanoparticelle sintetiche.

Questi esperimenti hanno simulato i viaggi che le particelle differenti potrebbero fare mentre attraversano through le parti differenti dell'intestino e batteri di incontro di vari.

Il risultato principale era che tutti gli «additivi alimentari nanosized futuri attualmente usati o potenziali» hanno mostrato la capacità di legare ai batteri nell'intestino.

Le nanoparticelle limitate a tutti i tipi di batteri, compreso le specie «probiotiche» che possono crescere in prodotti lattiero-caseari quale yogurt.

Mentre tutte le nanoparticelle sintetiche che hanno provato allegato ai batteri, i ricercatori hanno notato le differenze nelle loro proprietà obbligatorie.

Una volta limitati alle nanoparticelle, i batteri hanno alterato il loro comportamento per alcuni versi che potrebbe provare utile ed in altri modi che non potrebbero.

Un risultato potenziale che potrebbe essere del beneficio è l'inibizione di infezioni, per esempio dai pilori del H. Il gruppo ha fatto questa scoperta quando sperimenta con le nanoparticelle della silice nelle colture cellulari.

Tuttavia, una prospettiva potenzialmente preoccupante che è venuto su in altri esperimenti era che il grippaggio alle nanoparticelle potrebbe rendere alcuni batteri poco amichevoli meno visibili al sistema immunitario. Un tal risultato ha potuto aumentare le risposte di infiammazione, per esempio.

Un aspetto importante che gli autori fanno è che l'alimento inoltre contiene le nanoparticelle naturali — alcuno di quale può entrare nell'alimento durante la preparazione.

Il gruppo inoltre ha eseguito gli esperimenti sulle nanoparticelle naturali ed è stato sorpreso trovare risultati simili agli esperimenti con le nanoparticelle sintetiche.

«Stava imbarazzando che potevamo anche isolare le nanoparticelle naturali da alimento, come la birra, che ha mostrato i simili effetti. «Prof. Roland H. Stauber