Роль пищевого диоксида титана в микробиоме кишечника человека и здоровье

Продукты питания в США содержат большое количество пищевой добавки диоксида титана (TiO2), но ее влияние на здоровье человека неизвестно. Широкое использование пищевого TiO2 (E171) включает широко потребляемые продукты, такие как сладости, жевательные резинки, белые заправки для салатов, молочные сливки, фармацевтические наполнители и зубная паста. Ожидается, что производство TiO2 в США вырастет более чем на 8,9% с 2016 по 2025 год. Текущие оценки потребления TiO2 с пищей у людей имеют серьезные ограничения. Такие ограничения включают оценку содержания TiO2 исключительно в пищевых продуктах белого цвета и включение только пищевых продуктов, на упаковке которых имеется соответствующая маркировка TiO2. Однако натуральные пищевые продукты также могут вносить в рацион значительное количество TiO2. Кроме того, между исследованиями наблюдаются большие различия в оценках потребления TiO2, что, вероятно, связано с различиями в популяциях и различных источниках питания, различиями в аналитических методах, используемых для измерения TiO2, и отсутствием проверенных инструментов оценки диеты для измерения перорального воздействия TiO2. Следовательно, необходима оценка потребления TiO2 с пищей и воздействия на кишечник среди свободноживущей популяции взрослых в США с широким диапазоном потребления.

Доклинические модели показывают, что повышенное пероральное воздействие TiO2 может привести к ухудшению здоровья кишечника из-за изменения состава и функции кишечных бактерий. Было показано, что TiO2 повреждает клетки кишечника, где небольшие дозы TiO2 вызывают изменения нормальной активности, но не повреждают генетику клеток. После того, как очень маленькие частицы TiO2 поглощаются этими кишечными клетками, это вызывает легкую токсичность и нарушение функции клеток. Кроме того, очень маленькие частицы TiO2 накапливаются в клетках кишечника и реконструируют клеточное сообщество в тонкой кишке, предполагая, что эти частицы могут всасываться в кровь организма и в общий кровоток. Эти результаты показывают, что очень маленькие частицы TiO2 вызывают вредные изменения в клетках кишечника, поглощаются клетками кишечника и, попадая внутрь, могут причинять вред и способствовать нарушению клеточной функции. Существует острая необходимость в исследованиях на людях, чтобы определить, связано ли высокое или низкое воздействие TiO2 с воспалением кишечника и нарушением его функции.

Текущее исследование заполнит эти пробелы в исследованиях, проверив гипотезу о том, что длительное воздействие TiO2 с пищей связано с воспалением кишечника и нарушением кишечных бактерий у людей. Эта гипотеза будет впервые проверена с помощью следующих конкретных целей: 1) количественно определить воздействие TiO2 с пищей путем оценки потребления с пищей и измерения выхода TiO2 с фекалиями у 80 взрослых; 2) установить взаимосвязь пищевого TiO2 с кишечными бактериями и их активностью; и 3) определить, связано ли воздействие TiO2 с пищей с воспалением кишечника и связанными с ним путями воспаления.