研究顯示食物中的納米顆粒可以改變腸道細菌的行為

對食品中納米粒子的新研究已經對它們對腸道細菌的影響產生了新的見解。

來自德國美因茨大學醫學中心的研究人員以及德國，奧地利和美國其他中心的研究人員發現，超微粒子可以與腸道細菌結合。

在一篇關於他們的工作的研究論文中 - 作者現在出現在npj食品科學雜誌中 - 作者解釋了如何附著納米粒子可以改變腸道細菌的生命周期及其與宿主身體的相互作用。

結果應該對醫藥和食品工業都有用。例如，他們可以研究納米粒子在益生菌中的應用。

其中一個例子是科學家觀察到合成納米顆粒可以預防幽門螺桿菌感染。

幽門螺旋桿菌是一種生長在人體胃壁內的細菌。由於其與癌症的複雜關係，它引起了許多科學家的濃厚興趣。

「在我們的研究之前，」研究高級作者，美因茨大學醫學中心耳鼻喉科，頭頸外科教授Roland H. Stauber說，「沒有人真正關注納米添加劑是否以及如何直接影響胃腸道菌群「。

納米粒子的使用正在迅速增長

納米技術以納米尺度操縱材料，其尺寸與原子和分子的尺寸大致相同。一納米是十億分之一米，這意味著1英寸中有25,400,000。

在他們的研究背景下，Stauber教授及其同事描述了納米粒子在許多領域的使用迅速發展。其範圍從醫藥和農業到個人護理產品和食品加工的製造。

例如，食品工業使用合成納米顆粒來減輕和著色食物，提供營養，並預防感染。

研究作者報告說，所有這些都可以作為納米食品和飲料的一部分進入人體腸道。

納米粒子是令人感興趣的，不僅因為它們非常小，而且因為包含它們的材料在納米尺度上具有獨特的性質。

與衍生自相同材料的較大顆粒相比，納米顆粒相對於其尺寸具有更大的表面積，具有「更大的布朗運動」，並且能夠穿過生物屏障。這些屏障包括排列組織（如腸道）的粘液層。

由於這些原因，它們在人體腸道中的命運可能與源自相同材料的較大規模對應物的命運有很大不同。

研究作者表示，「因此，確保任何納米食品成分都能安全地應用於食品中非常重要。」

人體腸道及其微生物組

人體腸道或胃腸道在平均壽命期間消化約60公噸的食物。幾千年來，人類的腸道和佔據它的巨大的微生物群體已經形成了既複雜又互利的關係。

隨著夥伴關係的發展，腸道微生物已經在人類健康和疾病中發揮關鍵作用。

腸道微生物主要包括細菌 ; 它們還包括真菌，病毒和稱為原生動物的單細胞生物。

科學家使用術語腸道微生物組來指腸道中數萬億微生物的所有基因組的總和。

腸道微生物組中的300萬個基因遠遠超過人類基因組中的23,000個基因。它們還產生數千種在人類宿主中發揮許多功能的小分子。

通過這種方式，腸道細菌有助於消化食物，收穫能量，控制免疫力，並防止病原體。

然而，腸道微生物組的不平衡會干擾這些關鍵功能，無論是引發疾病還是不能防止疾病。

研究表明，微生物組與心血管疾病，過敏，癌症，肥胖症和精神疾病的不平衡有關。

所有納米顆粒都與腸道細菌結合

Stauber教授和他的同事們開展了一些實驗，他們可以研究各種合成納米顆粒的影響。

這些實驗模擬了不同顆粒在穿過腸道的不同部分並遇到各種細菌時可能產生的旅程。

主要結果是所有「目前使用的或潛在的未來納米食品添加劑」顯示出與腸道中的細菌結合的能力。

納米粒子與各種細菌結合，包括可以在酸奶等乳製品中繁殖的「益生菌」物種。

雖然他們測試的所有合成納米粒子都附著在細菌上，但研究人員發現它們的結合特性存在差異。

當與納米顆粒結合時，細菌以某些可能證明有益的方式改變它們的行為，並且可能以其他方式改變它們。

可能有益的潛在結果是抑制感染，例如幽門螺旋桿菌。當在細胞培養中試驗二氧化硅納米粒子時，該團隊發現了這一發現。

然而，在其他實驗中出現的可能令人不安的前景是，與納米顆粒的結合可能使一些不友好的細菌對免疫系統不太可見。例如，這樣的結果可以增加炎症反應。

作者的一個重點是食物中還含有天然存在的納米粒子 - 其中一些可以在製備過程中進入食物中。

該團隊還對天然納米粒子進行了實驗，並驚訝地發現與合成納米粒子的實驗相似。

「令人費解的是，我們還能夠從食物中分離出天然存在的納米粒子，如啤酒，它們表現出類似的效果。」

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