緑色で示されている、ナノ粒子への暴露後の腸細胞単層。クレジット:コーネル大学
研究者チームは、食品やビタミンに含まれる FDA 承認のポリスチレン ナノ粒子の大量投与が、ニワトリの細胞への鉄の吸収能力にどのように影響するかを調査しました。 50 ナノメートルのポリスチレン カルボキシル化粒子を使用している間、研究者らは、急性暴露が in vitro 細胞とニワトリの両方で鉄の吸収を減少させ、長期暴露が腸の細胞構造を変化させ、鉄の補填増加を可能にすることを発見しました。吸収。
食品や医薬品に含まれる何十億もの人工ナノ粒子が人間によって毎日摂取されており、コーネル大学の新しい研究では、これまで考えられていたよりも健康に有害である可能性があると警告しています.
化学工学のサミュエル B. エッカート教授であり、生物医学工学のジェームズおよびマーシャ マコーミック委員長であるマイケル シュラーが率いる共同研究では、大量のポリスチレン ナノ粒子を研究しました。ビタミン — ニワトリが必須栄養素である鉄を細胞に吸収する方法に影響を与えました.
この結果は、2 月 12 日にジャーナル Nature Nanotechnology でオンラインで報告されました。 .
この研究によると、粒子への高強度の短期間の暴露は最初に鉄の吸収をブロックしましたが、長期の暴露は腸の細胞構造を変化させ、鉄の吸収を補う増加を可能にしました.
研究者らは、ペトリ皿のヒト腸細胞と生きたニワトリを使用して、急性および慢性の両方のナノ粒子暴露をテストし、一致する結果を報告しました。彼らがニワトリを選んだのは、これらの動物が人間と同じように体内に鉄を吸収し、微量栄養素欠乏症にも同様に敏感であるためだとグレッチェン・マーラー博士は説明した. 2008 年、論文の筆頭著者であり、コーネル大学の元大学院生であり、博士研究員でもありました。
研究者は、市販の50ナノメートルのポリスチレンカルボキシル化粒子を使用しました。これは、一般的に人間が消費しても安全であると考えられています。彼らは、急性暴露後、摂取後数分から数時間で、in vitro 細胞とニワトリの両方で鉄の吸収が減少することを発見しました.
しかし、1 キログラムあたり 2 ミリグラムを 2 週間摂取した後 (よりゆっくりとした、より慢性的な摂取)、腸絨毛の構造が変化し始め、表面積が増加しました。これは効果的な生理学的改造であり、鉄の吸収が増加しました。
「これは予想外の生理学的反応でした」とマーラーは言いました。
シュラー氏は、この腸絨毛のリモデリングはある意味でポジティブであると指摘しました。体が課題に適応していることを示しているからです。しかし、広く研究され、安全であると考えられているそのような粒子が、例えば、他の有害な化合物の過剰吸収につながる可能性のあるほとんど検出できない変化をどのように引き起こすかを強調するのに役立ちます.
ナノ粒子への人間の曝露は増加の一途をたどっています、と Shuler は続けました。
「ナノ粒子はさまざまな方法で私たちの環境に侵入しています」とシュラー氏は言います。 「全体的なレベルでは有害ではないことをある程度保証していますが、心配する必要があるより微妙な影響があるかもしれません。」
参照:「ポリスチレン ナノ粒子への経口暴露は鉄の吸収に影響を与える」Gretchen J. Mahler、Mandy B. Esch、Elad Tako、Teresa L. Southard、Shivaun D. Archer、Raymond P. Glahn、Michael L. Shuler、2012 年 2 月 12 日ネイチャー ナノテクノロジー .
DOI:10.1038/nnano.2012.3
この論文には、生物医学工学の研究員であるコーネルの共著者であるマンディ・エッシュが含まれていました。ロバート・W・ホリー農業健康センターの研究員であるエラッド・タコ。 Teresa Southard、生物医学科学の助教授。 Shivaun Archer、生物医学工学の上級講師。そして、USDA農業研究サービスの上級科学者であり、食品科学部の礼儀正しい准教授であるレイモンド・グラーン。この作品は全米科学財団の支援を受けました。ニューヨーク州科学技術・学術研究局。陸軍工兵隊;および米国農務省。
