人間の腸内微生物叢と健康に対する食事性二酸化チタンの役割

米国の食品供給には食品添加物の二酸化チタン (TiO2) が大量に含まれていますが、それが人間の健康に与える影響は不明です。 食品グレードの TiO2 (E171) の広範な使用には、お菓子、ガム、ホワイトサラダドレッシング、乳製品クリーマー、医薬品充填剤、歯磨き粉などの一般的に消費される製品が含まれます。 米国における TiO2 の生産は、2016 年から 2025 年にかけて 8.9% 以上増加すると予想されています。 人間の食事による TiO2 摂取量の現在の推定値には大きな限界があります。 このような制限には、白色食品のみから TiO2 含有量を評価することや、包装に TiO2 と表示された食品のみを含めることなどが含まれます。 しかし、自然食品も食事にかなりの量の TiO2 を与える可能性があります。 また、研究間で TiO2 の推定摂取量には大きなばらつきがあり、これはおそらく、人口の違いや食料供給の変化、TiO2 の測定に使用される分析方法のばらつき、および経口 TiO2 曝露を測定するための検証された食事推定ツールの欠如が原因であると考えられます。 したがって、摂取量の変動が大きい自由生活の米国成人集団の間で、TiO2 の食事摂取量と腸内曝露量を推定する必要がある。

前臨床モデルでは、TiO2 の経口曝露が増加すると、腸内細菌の含有量と機能の変化により腸の健康が損なわれる可能性があることが示されています。 TiO2 は腸細胞に損傷を与えることが示されており、少量の TiO2 は正常な活動に変化を引き起こしますが、細胞の遺伝学には損傷を与えません。 非常に小さな TiO2 粒子がこれらの腸細胞に取り込まれると、軽度の毒性と細胞機能の破壊を引き起こします。 さらに、TiO2 の非常に小さな粒子が腸の細胞に蓄積し、小腸の細胞群を再構築することから、これらの粒子が体の血液や全身循環に吸収される可能性があることが示唆されています。 これらの結果は、TiO2 の非常に小さな粒子が腸細胞に有害な変化を引き起こし、腸細胞に吸収され、一度内部に入ると有害を引き起こし、異常な細胞機能を促進する可能性があることを示しています。 TiO2への高レベル曝露と低レベル曝露が腸の炎症や腸機能の破壊に関連しているかどうかを判断するため、ヒトを対象とした研究が緊急に必要とされている。

今回の研究は、食事によるTiO2の長期曝露が腸の炎症に関連し、ヒトの腸内細菌を乱すという仮説を検証することで、これらの研究のギャップを埋めることになる。 この仮説は、以下の特定の目的を通じて初めて検証されることになる: 1) 成人 80 人の食事摂取量を推定し、TiO2 の糞便排出量を測定することにより、食事による TiO2 曝露を定量化する。 2) 食事性 TiO2 と腸内細菌およびその活動との関係を確立する。 3) 食事による TiO2 曝露が腸の炎症および関連する炎症経路に関連しているかどうかを判断する。