Conservanti sotto il mirino: ora tocca ad E171 per gli effetti lesivi sul microbiota intestinale

Il microbiota intestinale, che si riferisce alla diversa e complessa comunità di microrganismi nell’intestino, svolge un ruolo vitale nella salute umana. Uno squilibrio del microbiota intestinale è stato associato a una serie di problemi di salute, tra cui la malattia infiammatoria intestinale, l’obesità e le malattie cardiovascolari. Un additivo alimentare comune, recentemente vietato in Francia ma consentito negli Stati Uniti e in molti altri paesi, è stato scoperto che altera significativamente il microbiota intestinale nei topi, causando infiammazione nel colon e cambiamenti nell’espressione proteica nel fegato, secondo una ricerca condotta da un ricercatore del campo alimentare della Massachusetts Amherst University. L’esposizione umana alle nanoparticelle (NPs) di TiO2 di origine alimentare proviene principalmente da un additivo alimentare noto come E171, costituito da particelle di TiO2 di dimensioni diverse, tra cui un terzo o più che sono su scala nanometrica. E171, che rende i prodotti più bianchi e opachi, si trova in alimenti come dolci, caramelle, bevande e gomme.

L’esposizione all’E171 è da due a quattro volte superiore nei bambini statunitensi che negli adulti. Per lungo tempo è stato considerato uno degli additivi alimentari più sicuri dato che è composto da particelle minerali ritenute inerti. Dato che il prodotto non viene respirato come succede per le particelle di carbone, silice, fibre di vetro ed altre polveri causa di patologie professionali, l’E171 è stato usato per decenni nell’industria alimentare. Ma adesso la presente ricerca teme che più piccole di 100 nanometri, le particelle di nanoscala di origine alimentare possono avere proprietà fisiologiche uniche che causano preoccupazione. Le particelle più grandi non verranno assorbite facilmente, ma quelle più piccole potrebbero penetrare nei tessuti e accumularsi da qualche parte. Nel loro studio, il team di ricercatori ha somministrato E171 a due popolazioni di topi come parte della loro dieta quotidiana.  Una popolazione è stata alimentata con una dieta ricca di grassi simile a quella di molti americani, due terzi dei quali sono obesi o in sovrappeso; l’altro gruppo di topi è stato alimentato con una dieta povera di grassi.

I topi nutriti con una dieta ricca di grassi alla fine sono diventati obesi, mentre i topi con la dieta povera di grassi no. Sia nei topi non obesi che nei topi obesi, il microbiota intestinale è stato disturbato da NPs sia E171 che TiO2. Le nanoparticelle hanno causato cambiamenti più negativi in entrambi i gruppi di topi. Inoltre, i topi obesi erano più sensibili agli effetti avversi delle NP TiO2, causando più danni nei topi obesi rispetto a quelli non obesi. I ricercatori hanno scoperto che le NPs TiO2 hanno ridotto i livelli cecali di acidi grassi a catena corta, che sono essenziali per la salute del colon, e hanno aumentato le cellule immunitarie pro-infiammatorie e le citochine nel colon, indicando uno stato infiammatorio. Dato che i produttori di questi acidi grassi sono alcuni tipi di batteri intestinali, è evidente che le nanoparticelle in questione ledono in qualche modo questa popolazione batterica. Per valutare l’impatto diretto sulla salute del microbiota intestinale interrotto da TiO2 NP, i ricercatori hanno condotto uno studio sui trapianti fecali.

Hanno dato ai topi antibiotici per eliminare il loro microbiota intestinale originale e poi hanno trapiantato i batteri fecali dai topi trattati con TiO2 NP ai topi trattati con antibiotici. Il risultato è stato che aumento c’è stato un aumento dell’abbondanza di phylum Firmicutes e diminuzione dell’abbondanza di phylum Bacteroidetes, Bifidobacterium e Lactobacillus. Questi ultimi, si sa, sono presenti nei latticini fermentati (es. yogurth e kefir) e sono produttori di butirrato e altri metaboliti utili alla salute dell’intestino. Questo sbilanciamento è stato rilevato attraverso la constatazione che le mucose del colon dei ratti trattati con nanoparticelle erano più infiammate dei ratti non trattati. Questo non è il primo report scientifico negativo a carico del biossido di titanio. Qualche anno fa, un gruppo indipendente di ricercatori ha provato che nanocristalli di TiO2 (anatase) sono presenti nelle biopsie pancreatiche di soggetti con diabete mellito tipo 2, in misura molto maggiore rispetto ad individui apparentemente sani. L’articolo relativo è pubblicato nell’archivio di questo sito in data 11 Aprile 2019.

Il team del Dr. Xiao, in fondo, non erra affermando che le particelle possono attraversare l’intestino infiammato ed accumularsi altrove. Il Dr. Hang Xiao, autore principale, professore e studioso di Scienze alimentari di Clydesdale, invero, ha affermato: “Penso che i nostri risultati abbiano molte implicazioni nell’industria alimentare e sulla salute e l’alimentazione umana. Lo studio ha confermato un forte legame tra nanoparticelle di biossido di titanio di origine alimentare e effetti negativi sulla salute. I risultati supportano la nostra ipotesi che l’inclusione delle NP TiO2 nella dieta interrompe l’omeostasi del microbiota intestinale, che a sua volta porta all’infiammazione del colon nei topi. Questo potrebbe essere vero anche nell’uomo, poiché abbiamo anche misurato i livelli di TiO2 nei campioni di feci umane, trovando una vasta gamma. Sono necessarie ulteriori ricerche per determinare gli effetti sulla salute dell’esposizione a lungo termine alle nanoparticelle di TiO2, come quella cronica e quella generazionale”.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Cao X, Han Y et al., Xiao H. Small 2020 Jun 9:e2001858.

Limage R et al. Small. 2020 May; 16(21):e2000601.  

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Chen Z et al. Nanoscale. 2019 Nov; 11(46):22398-412.

Pinget G, Tan J et al. Front Nutr. 2019 May 14; 6:57-63. 

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Informazioni su Dott. Gianfrancesco Cormaci 2308 Articoli
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it
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