Forscher identifizieren Auswirkungen von Nanopartikeln auf Darmmikroorganismen

Das Darmmikrobiom ist nicht nur ein Schlüsselfaktor für die Lebensmittelverarbeitung, sondern ein anerkannter Mitbestimmungsfaktor für verschiedene Krankheiten. Forscher der Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) identifizierten Effekte von Nanopartikeln auf Darmmikroorganismen. Die ultrakleinen Partikel haften an Darmmikroorganismen, Dies beeinflusst ihren Lebenszyklus sowie das Übersprechen mit dem Wirt. Eine der Beobachtungen der Forscher war, dass die Bindung von Nanopartikeln die Infektion mit hemmt Helicobacter pylori , ein Erreger, der an Magenkrebs beteiligt ist. Die Ergebnisse werden weitere epidemiologische Studien anregen und den Weg für die Entwicklung potenzieller „probiotischer“ Nanopartikel für Lebensmittel ebnen. Die Entdeckungen wurden veröffentlicht in Wissenschaft des Essens .

Aufgrund ihrer winzigen Größe Nanopartikel haben einzigartige Eigenschaften und Fähigkeiten, wie das Anhaften an Mikrostrukturen. Die Nanotechnologie gilt als wichtiger Innovationstreiber sowohl für die Konsumgüterindustrie als auch für die Medizin. In Behandlung, der Fokus liegt auf der Verbesserung von Diagnostik und Therapie, während sich die Industrie hauptsächlich mit der Produktoptimierung beschäftigt. Somit, synthetische Nanopartikel werden bereits als Zusatzstoffe verwendet, um die Eigenschaften von Lebensmitteln zu verbessern. Doch wie können wir Nanotechnologie effizienter und sicherer in Lebensmitteln einsetzen? Und gibt es unbekannte Wirkungen von Nanopartikeln, welche müssen weiter ausgenutzt werden?

Die Ernährung beeinflusst stark die Vielfalt und Zusammensetzung unseres Mikrobioms. 'Mikrobiom' beschreibt alle kolonisierenden Mikroorganismen, die in einem Menschen vorhanden sind, bestimmtes, alle Bakterien im Darm. Mit anderen Worten, Ihr Mikrobiom umfasst Ihre Darmflora sowie die Mikroorganismen, die Ihre Haut besiedeln, Mund, und Nasenhöhle.

Wissenschaftler und Kliniker interessieren sich für Mikrobiome aufgrund ihrer positiven oder negativen Auswirkungen auf den Wirt. Dazu gehören die Modulation unseres Immunsystems, Stoffwechsel, Gefäßalterung, Gehirnfunktion, und unser Hormonsystem. Die Zusammensetzung des Mikrobioms scheint eine wichtige Rolle für die Entstehung verschiedener Erkrankungen zu spielen, wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs, Allergien, Fettleibigkeit, und sogar psychische Störungen. "Somit, Ernährung und die darin enthaltenen Nanopartikel können das Mikrobiom-Wirt-Gleichgewicht beeinflussen, schließlich die menschliche Gesundheit beeinflussen. Um potenzielle Risiken zu reduzieren und im Idealfall, Gesundheit fördern, die Auswirkungen der Ernährung Nanopartikel müssen verstanden werden, “ betonte Professor David J. McClements vom Department of Food Science der University of Massachusetts in Amherst, VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA.

„Vor unserem Studium niemand wirklich geschaut, ob und wie Nano-Additive die Magen-Darm-Flora direkt beeinflussen, " kommentierte Professor Roland Stauber von der Klinik für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf, und Halschirurgie an der Universitätsmedizin Mainz. "Somit, Wir untersuchten eine breite Palette technischer Nanopartikel mit klar definierten Eigenschaften, um nachzuahmen, was mit derzeit verwendeten oder potenziellen zukünftigen Lebensmittelzusatzstoffen in Nanogröße passiert. Durch die Simulation der Reise von Partikeln durch die verschiedenen Umgebungen des Verdauungstraktes im Labor, Wir haben festgestellt, dass alle getesteten Nanomaterialien tatsächlich an Bakterien binden können", erklärt Stauber.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass diese Bindungsprozesse unterschiedliche Ergebnisse haben können. Einerseits, an Nanopartikel gebundene Mikroorganismen wurden vom Immunsystem weniger effizient erkannt, was zu verstärkten Entzündungsreaktionen führen kann. Auf der anderen Seite, 'Nano-Food' zeigte positive Wirkungen. In Zellkulturmodellen, Silica-Nanopartikel hemmten die Infektiosität von Helicobacter pylori , die als einer der Hauptwirkstoffe bei Magenkrebs gilt.

„Es war verblüffend, dass wir auch natürlich vorkommende Nanopartikel aus Lebensmitteln isolieren konnten, wie Bier, die ähnliche Effekte zeigten. Nanopartikel in unserer täglichen Nahrung werden nicht nur bewusst zugesetzt, sondern können auch auf natürliche Weise bei der Zubereitung entstehen. Nanopartikel sind bereits allgegenwärtig, “, schloss Stauber.

Die Erkenntnisse der Studie werden es ermöglichen, Strategien für die Entwicklung und Nutzung synthetischer oder natürlicher Nanopartikel abzuleiten, um das Mikrobiom als nützliche Inhaltsstoffe in funktionellen Lebensmitteln zu modulieren. „Die Herausforderung besteht darin, Nanopartikel zu identifizieren, die dem gewünschten Zweck entsprechen, in Zukunft vielleicht sogar als probiotische Nahrungsergänzung. Herausforderung angenommen, “ betonten Stauber und sein Team.

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