Die Rolle von Titandioxid in der Nahrung für das Mikrobiom und die Gesundheit des menschlichen Darms

Die Lebensmittelversorgung der USA enthält große Mengen des Lebensmittelzusatzstoffs Titandioxid (TiO2), dessen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit jedoch unbekannt sind. Die weit verbreitete Verwendung von TiO2 (E171) in Lebensmittelqualität umfasst häufig konsumierte Produkte wie Süßigkeiten, Kaugummi, weiße Salatdressings, Milchcremes, pharmazeutische Füllstoffe und Zahnpasta. Es wird erwartet, dass die Produktion von TiO2 in den USA von 2016 bis 2025 um mehr als 8,9 % steigen wird. Bei den aktuellen Schätzungen zur TiO2-Aufnahme über die Nahrung beim Menschen gibt es große Einschränkungen. Zu diesen Einschränkungen gehört die Beurteilung des TiO2-Gehalts ausschließlich aus weiß gefärbten Lebensmitteln und die Einbeziehung nur von Lebensmitteln, deren TiO2-Gehalt auf der Verpackung als solches gekennzeichnet ist. Allerdings können auch natürliche Lebensmittel einen erheblichen Anteil an TiO2 zur Ernährung beitragen. Es gibt auch große Schwankungen bei der geschätzten Aufnahme von TiO2 zwischen den Studien, was wahrscheinlich auf Unterschiede in der Bevölkerung und unterschiedlichen Nahrungsangeboten, auf Variabilität der Analysemethoden zur Messung von TiO2 und auf das Fehlen validierter ernährungsbezogener Schätzungsinstrumente zur Messung der oralen TiO2-Exposition zurückzuführen ist. Daher ist eine Abschätzung der TiO2-Nahrungsaufnahme und der Darmexposition bei einer freilebenden US-Bevölkerung von Erwachsenen mit einer großen Schwankung der Aufnahme erforderlich.

Präklinische Modelle zeigen, dass eine größere orale TiO2-Exposition durch Veränderungen des Darmbakteriengehalts und der Darmfunktion zu einer Beeinträchtigung der Darmgesundheit führen kann. Es wurde gezeigt, dass TiO2 Darmzellen schädigt, wobei geringe Dosen von TiO2 zwar Veränderungen der normalen Aktivität, aber keine Schädigung der Zellgenetik verursachten. Nachdem sehr kleine TiO2-Partikel von diesen Darmzellen aufgenommen wurden, verursacht es eine leichte Toxizität und eine Störung der Zellfunktion. Darüber hinaus reichern sich sehr kleine TiO2-Partikel in Darmzellen an und verändern die Zellgemeinschaft im Dünndarm, was darauf hindeutet, dass diese Partikel möglicherweise in das Blut und den allgemeinen Kreislauf des Körpers aufgenommen werden. Diese Ergebnisse zeigen, dass sehr kleine TiO2-Partikel schädliche Veränderungen an den Darmzellen verursachen, von den Darmzellen absorbiert werden und im Inneren schädlich sein und abnormale Zellfunktionen fördern können. Es besteht ein dringender Bedarf an Studien am Menschen, um festzustellen, ob eine hohe oder niedrige TiO2-Exposition mit Darmentzündungen und Störungen der Darmfunktion zusammenhängt.

Die aktuelle Studie wird diese Forschungslücken schließen, indem sie die Hypothese überprüft, dass eine langfristige ernährungsbedingte Exposition gegenüber TiO2 mit Darmentzündungen zusammenhängt und die Darmbakterien beim Menschen stört. Diese Hypothese wird zum ersten Mal anhand dieser spezifischen Ziele getestet: 1) Quantifizierung der TiO2-Exposition über die Nahrung durch Schätzung der Nahrungsaufnahme und Messung der fäkalen TiO2-Ausscheidung bei 80 Erwachsenen; 2) die Beziehung von TiO2 aus der Nahrung zu Darmbakterien und deren Aktivität festzustellen; und 3) um festzustellen, ob die TiO2-Exposition über die Nahrung mit Darmentzündungen und den damit verbundenen Entzündungswegen zusammenhängt.