Ruokavalion titaanidioksidin rooli ihmisen suoliston mikrobiomiin ja terveyteen

Yhdysvaltain elintarviketarjonta sisältää suuria määriä elintarvikelisäainetta titaanidioksidia (TiO2), mutta sen vaikutusta ihmisten terveyteen ei tunneta. Elintarvikelaatuisen TiO2:n (E171) laaja käyttö sisältää yleisesti kulutetut tuotteet, kuten makeiset, kumit, valkoiset salaattikastikkeet, meijerikermajauheet, farmaseuttiset täyteaineet ja hammastahnat. TiO2:n tuotannon Yhdysvalloissa odotetaan kasvavan yli 8,9 prosenttia vuodesta 2016 vuoteen 2025. Ihmisten ravinnon kautta saatavan TiO2:n nykyisten arvioiden mukaan on suuria rajoituksia. Tällaisia ​​rajoituksia ovat muun muassa TiO2-pitoisuuden arvioiminen yksinomaan valkoisista elintarvikkeista ja vain sellaisten elintarvikkeiden sisällyttäminen, joiden pakkaukseen on merkitty TiO¬2. Luonnolliset elintarvikkeet voivat kuitenkin myös lisätä ruokavalioon huomattavan määrän TiO¬2:ta. Tutkimusten välillä on myös suuria vaihteluita arvioidussa TiO2:n nauttimisessa, mikä johtuu todennäköisesti eroista populaatioissa ja vaihtelevista ruokatarjoista, TiO2:n mittaamiseen käytetyn analyysimenetelmän vaihtelusta ja validoitujen ruokavalion arviointityökalujen puuttumisesta suun kautta tapahtuvan TiO2-altistuksen mittaamiseksi. Tästä syystä on arvioitava TiO¬2:n saanti ravinnosta ja suoliston altistuminen vapaana elävän yhdysvaltalaisen aikuisväestön keskuudessa, jonka saanti vaihtelee suuresti.

Prekliiniset mallit osoittavat, että suurempi altistuminen TiO2:lle suun kautta voi johtaa suoliston terveyden heikkenemiseen suoliston bakteeripitoisuuden ja toiminnan muutoksiin. TiO2:n on osoitettu vaurioittavan suolistosoluja, joissa pienet TiO2-annokset aiheuttivat muutoksia normaalissa aktiivisuudessa, mutta eivät vahingoittaneet solun genetiikkaa. Kun nämä suoliston solut ovat ottaneet hyvin pieniä TiO2-hiukkasia, se aiheuttaa lievää toksisuutta ja häiritsee solun toimintaa. Lisäksi hyvin pienet TiO2-hiukkaset kerääntyvät suoliston soluihin ja muokkaavat soluyhteisöä ohutsuolessa, mikä viittaa siihen, että nämä hiukkaset voivat imeytyä kehon vereen ja yleiseen verenkiertoon. Nämä tulokset osoittavat, että hyvin pienet TiO2-hiukkaset aiheuttavat haitallisia muutoksia suolistosoluissa, imeytyvät suolistosoluihin ja voivat sisälle päästessään aiheuttaa haitallisuutta ja edistää solujen epänormaalia toimintaa. Ihmisillä on kiireellisesti tehtävä tutkimuksia sen määrittämiseksi, liittyykö korkea tai alhainen altistuminen TiO¬2:lle suolistotulehdukseen ja suoliston toiminnan häiriintymiseen.

Nykyinen tutkimus täyttää nämä tutkimusaukot testaamalla hypoteesia, jonka mukaan pitkäaikainen altistuminen ravinnon kautta TiO2:lle liittyy suolistotulehdukseen ja häiritsee suolistobakteerien toimintaa ihmisillä. Tätä hypoteesia testataan ensimmäistä kertaa seuraavilla erityistavoitteilla: 1) kvantifioida ravinnon TiO2-altistus arvioimalla ravinnon saanti ja mittaamalla TiO2:n ulostemäärä 80 aikuiselta; 2) selvittää ravinnon TiO2:n suhde suoliston bakteereihin ja niiden toimintaan; ja 3) sen määrittämiseksi, liittyykö ravinnon TiO2-altistuminen suoliston tulehdukseen ja siihen liittyviin tulehdusreitteihin.