Rollen til kosttilskudd titandioksid på menneskets tarmmikrobiome og helse

Den amerikanske matforsyningen inneholder store mengder av mattilsetningen titandioksid (TiO2), men dens innvirkning på menneskers helse er ukjent. Den utbredte bruken av matkvalitets TiO2 (E171) inkluderer ofte konsumerte produkter, som søtsaker, tannkjøtt, hvite salatdressinger, melkekremer, farmasøytiske fyllstoffer og tannkrem. Produksjonen av TiO2 i USA forventes å øke med mer enn 8,9 % fra 2016 til 2025. Det er store begrensninger med nåværende estimater av TiO2-inntak i kosten hos mennesker. Slike begrensninger inkluderer vurdering av TiO2-innhold utelukkende fra hvitfarget mat og inkluderer kun matvarer med TiO¬2 merket som sådan på emballasjen. Naturlige matprodukter kan imidlertid også bidra med en betydelig mengde TiO¬2 til kostholdet. Det er også en stor variasjon i estimert inntak av TiO2 mellom studier, noe som sannsynligvis skyldes forskjeller i populasjoner og varierende matforsyning, variasjon i analytisk metode brukt for å måle TiO2, og fravær av validerte kostberegningsverktøy for å måle oral TiO2-eksponering. Derfor er estimering av TiO¬2 diettinntak og tarmeksponering nødvendig blant en frittlevende amerikansk populasjon av voksne med en bred variasjon av inntak.

Prekliniske modeller viser at større TiO2 oral eksponering kan føre til svekket tarmhelse gjennom endringer i tarmens bakterieinnhold og funksjon. TiO2 har vist seg å skade tarmceller der små doser TiO2 forårsaket endringer i normal aktivitet, men ikke skade på cellens genetikk. Etter at svært små partikler av TiO2 er tatt opp av disse tarmcellene, forårsaker det mild toksisitet og forstyrrelse av cellens funksjon. I tillegg akkumuleres svært små partikler av TiO2 i tarmceller og omformer cellens samfunn i tynntarmen, noe som antyder at disse partiklene kan bli absorbert i kroppens blod og generelle sirkulasjon. Disse resultatene viser at svært små partikler av TiO2 forårsaker skadelige endringer i tarmcellene, absorberes av tarmcellene, og når de først er inne, kan de forårsake skade og fremme unormal cellulær funksjon. Det er et presserende behov for studier på mennesker for å avgjøre om høy kontra lav eksponering for TiO¬2 er relatert til tarmbetennelse og forstyrrelse i tarmfunksjonen.

Den nåværende studien vil fylle disse forskningshullene ved å teste hypotesen om at langvarig dietteksponering av TiO2 er relatert til tarmbetennelse og forstyrrer tarmbakterier hos mennesker. Denne hypotesen vil bli testet for første gang via disse spesifikke målene: 1) å kvantifisere TiO2-eksponering i kosten ved å estimere diettinntaket og måle avføringen av TiO2 hos 80 voksne; 2) å etablere forholdet mellom TiO2 i kosten og tarmbakterier og deres aktivitet; og 3) for å finne ut om TiO2-eksponering i kosten er relatert til tarmbetennelse og tilhørende inflammatoriske veier.