Die Aufnahme von Titandioxid (TiO₂) Nanopartikeln aus Lebensmitteln, Ergänzungsmitteln und Chemikalien ist beinahe unvermeidlich. Der Magen-Darm-Trakt als Ort der Nährstoffaufnahme dient als Barriere zwischen dem Körper und der äußeren Umgebung. Eine aktuell in der Zeitschrift „NanoImpact" veröffentlichte Studie hat deshalb die möglichen Effekte von 30 nm großen Titandioxid Nanopartikeln nach Aufnahme über den Magen-Darmtrakt in einem in vitro Modell mit Dünndarm-Epithelzellen untersucht.

Besonderer Fokus lag dabei auf dem Einfluss einer akuten bzw. chronischen Exposition der Darmzellen und deren Einfluss auf die Barrierefunktion der Zellen, Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS), Aktivierung proinflammatorischer Signalwege, Absorption von Nährstoffen (Eisen, Zink, Fettsäuren) sowie Funktionsweise von membranständigen Enzymen (alkalische Phosphatase des Darms).

Das in vitro Zellkulturmodell bestehend aus Caco2- und HT29-MTX Zellen wurde mit physiologisch relevanten Dosen der TiO₂ Nanopartikel für 4h (akut) bzw. chronisch (5 Tage) exponiert. Die chronische Exposition mit den TiO₂ Nanopartikeln führte zu einer signifikanten Minderung der Barrierefunktion des Darms. Weiterhin erzeugten die Nanopartikel einen Anstieg der ROS Bildung sowie eine Aktivierung der proinflammatorischer Signalwege und Steigerung der Phosphatase-Aktivität. Der Nährstofftransport von Eisen Zink und Fettsäuren wurde verringert, was auf eine Abnahme der der absorptionsfähigen Mikrovilli in den Darm-Epithelzellen zurückzuführen ist. Das Genexpressionsprofil der Proteine zuständig für den Nährstofftransport wurde ebenfalls beeinflusst, ein Hinweis darauf, dass die Zellen aktiv an der Regulierung der durch die Nanopartikel gestörten Transportmechanismen arbeiten.

Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Darmzellen auf einer funktionellen Ebene durch bereits physiologisch relevanter Exposition mit Titandioxid Nanopartikeln beeinflusst werden.

• Lesen Sie die vollständige Pressemeldung in Englisch (safenano.org, 20.03.2017) online unter http://www.safenano.org/news/news-articles/titanium-dioxide-nanoparticles-influence-small-intestine-cells,-study-suggests/ 

Original-Veröffentlichung

Guo Z., Martucci N.J., Moreno-Olivas F., Tako E., Mahler G.J. (2017). Titanium dioxide nanoparticle ingestion alters nutrient absorption in an in vitro model of the small intestine. NanoImpact, 5 70-82. DOI:10.1016/j.impact.2017.01.002