De rol van titaniumdioxide in de voeding op het microbioom en de gezondheid van de menselijke darm

De Amerikaanse voedselvoorziening bevat grote hoeveelheden van het voedingsadditief titaandioxide (TiO2), maar de impact ervan op de menselijke gezondheid is onbekend. Het wijdverbreide gebruik van food-grade TiO2 (E171) omvat veelgebruikte producten, zoals snoep, kauwgom, witte saladedressings, zuivelcreamers, farmaceutische vulstoffen en tandpasta. De productie van TiO2 in de VS zal naar verwachting tussen 2016 en 2025 met meer dan 8,9% toenemen. Er zijn grote beperkingen met de huidige schattingen van de inname van TiO2 via de voeding bij mensen. Dergelijke beperkingen omvatten het beoordelen van het TiO2-gehalte uitsluitend van witgekleurd voedsel en het opnemen van alleen voedsel met het TiO-2-etiket als zodanig op de verpakking. Natuurlijke voedingsproducten kunnen echter ook een substantiële hoeveelheid TiO2 aan de voeding bijdragen. Er is ook een grote variatie in de geschatte inname van TiO2 tussen onderzoeken, wat waarschijnlijk te wijten is aan verschillen in populaties en variërende voedselvoorraden, variabiliteit in de analytische methode die wordt gebruikt voor het meten van TiO2 en het ontbreken van gevalideerde schattingstools via de voeding om de orale TiO2-blootstelling te meten. Daarom is een schatting van de inname van TiO2 via de voeding en de blootstelling van de darmen nodig bij een vrijlevende Amerikaanse populatie van volwassenen met een grote variatie in inname.

Preklinische modellen tonen aan dat een grotere orale blootstelling aan TiO2 kan leiden tot een verminderde darmgezondheid door veranderingen in de inhoud en functie van de darmbacteriën. Van TiO2 is aangetoond dat het darmcellen beschadigt waar kleine doses TiO2 veranderingen in de normale activiteit veroorzaakten, maar geen schade aan de celgenetica. Nadat zeer kleine deeltjes TiO2 door deze darmcellen zijn opgenomen, veroorzaakt het milde toxiciteit en verstoring van de celfunctie. Bovendien hopen zeer kleine TiO2-deeltjes zich op in darmcellen en hervormen de celgemeenschap in de dunne darm, wat suggereert dat deze deeltjes kunnen worden opgenomen in het bloed van het lichaam en de algemene bloedsomloop. Deze resultaten tonen aan dat zeer kleine deeltjes TiO2 schadelijke veranderingen in de darmcellen veroorzaken, door de darmcellen worden geabsorbeerd en, eenmaal binnen, schadelijk kunnen zijn en abnormale cellulaire functies kunnen bevorderen. Er is dringend behoefte aan studies bij mensen om te bepalen of hoge versus lage blootstelling aan TiO-2 verband houdt met darmontsteking en verstoring van de darmfunctie.

De huidige studie zal deze hiaten in het onderzoek opvullen door de hypothese te testen dat langdurige blootstelling aan TiO2 via de voeding verband houdt met darmontsteking en de darmbacteriën bij mensen verstoort. Deze hypothese zal voor het eerst worden getest met deze specifieke doelstellingen: 1) de blootstelling aan TiO2 via de voeding kwantificeren door de inname via de voeding te schatten en de fecale output van TiO2 te meten bij 80 volwassenen; 2) om de relatie tussen TiO2 in de voeding en darmbacteriën en hun activiteit vast te stellen; en 3) om te bepalen of de blootstelling aan TiO2 via de voeding verband houdt met darmontsteking en daarmee samenhangende ontstekingsroutes.