Rola dietetycznego dwutlenku tytanu na mikrobiom jelitowy i zdrowie człowieka

Zaopatrzenie w żywność w USA zawiera duże ilości dodatku do żywności, dwutlenku tytanu (TiO2), ale jego wpływ na zdrowie ludzi jest nieznany. Powszechne stosowanie spożywczego TiO2 (E171) obejmuje powszechnie spożywane produkty, takie jak słodycze, gumy, sosy do białych sałatek, śmietanki mleczne, wypełniacze farmaceutyczne i pasty do zębów. Oczekuje się, że produkcja TiO2 w USA wzrośnie o ponad 8,9% w latach 2016-2025. Istnieją poważne ograniczenia w obecnych szacunkach spożycia TiO2 w diecie u ludzi. Takie ograniczenia obejmują ocenę zawartości TiO2 wyłącznie w żywności o białym zabarwieniu i uwzględnianie tylko żywności z oznaczeniem TiO-2 na opakowaniu. Jednak naturalne produkty spożywcze mogą również dostarczać znaczne ilości TiO¬2 do diety. Istnieje również duże zróżnicowanie szacowanego spożycia TiO2 między badaniami, co prawdopodobnie wynika z różnic w populacjach i różnych dostawach żywności, zmienności metody analitycznej stosowanej do pomiaru TiO2 oraz braku zatwierdzonych narzędzi do szacowania diety do pomiaru doustnej ekspozycji na TiO2. Dlatego potrzebne jest oszacowanie spożycia TiO-2 w diecie i narażenia jelitowego wśród wolno żyjącej populacji dorosłych w USA z dużym zróżnicowaniem spożycia.

Modele przedkliniczne pokazują, że większa ekspozycja doustna TiO2 może prowadzić do pogorszenia zdrowia jelit poprzez zmiany zawartości i funkcji bakterii jelitowych. Wykazano, że TiO2 uszkadza komórki jelitowe, gdzie małe dawki TiO2 powodowały zmiany w normalnej aktywności, ale nie uszkadzały genetyki komórki. Po wchłonięciu bardzo małych cząstek TiO2 przez te komórki jelitowe powoduje to łagodną toksyczność i zakłócenie funkcji komórki. Ponadto bardzo małe cząsteczki TiO2 gromadzą się w komórkach jelitowych i przebudowują społeczność komórkową w jelicie cienkim, co sugeruje, że te cząsteczki mogą zostać wchłonięte do krwi i ogólnego krążenia. Wyniki te pokazują, że bardzo małe cząsteczki TiO2 powodują szkodliwe zmiany w komórkach jelitowych, są wchłaniane przez komórki jelitowe, a kiedy znajdą się w środku, mogą powodować szkodę i promować nieprawidłowe funkcje komórkowe. Istnieje pilna potrzeba przeprowadzenia badań na ludziach w celu ustalenia, czy ekspozycja na TiO2 na wysokim i niskim poziomie jest związana z zapaleniem jelit i zaburzeniami w funkcjonowaniu jelit.

Obecne badanie wypełni te luki badawcze, testując hipotezę, że długotrwała ekspozycja na TiO2 w diecie jest związana z zapaleniem jelit i zaburza bakterie jelitowe u ludzi. Hipoteza ta zostanie po raz pierwszy przetestowana pod kątem następujących konkretnych celów: 1) ilościowe określenie narażenia na TiO2 w diecie poprzez oszacowanie spożycia TiO2 w diecie i pomiar wydalania TiO2 w kale u 80 osób dorosłych; 2) ustalenie związku TiO2 w diecie z bakteriami jelitowymi i ich aktywnością; oraz 3) w celu ustalenia, czy ekspozycja na TiO2 w diecie jest związana z zapaleniem jelit i powiązanymi szlakami zapalnymi.