Du bist, was du isst

Nanopartikel beeinflussen Darm-Mikrobiom

Krankheiten beginnen im Darm – dass wusste schon Hippokrates. Doch wie beeinflussen Nanopartikel in unseren Lebensmitteln die Magen- und Darmflora?  Professorin Dr. Shirley Knauer vom Zentrum für Medizinische Biotechnologie (ZMB) der Universität Duisburg-Essen (UDE) stellte mit ihrem Team den Gang der Nanoteilchen im Darm nach.

Alle Mikroorganismen im menschlichen Körper, darunter auch die als Darmflora bekannten Darmbakterien, wirken sich auf unser Wohlergehen aus. Sie beeinflussen Herz-Kreislauf-Krankheiten, Krebs, Fettleibigkeit und Allergien. Umweltfaktoren, wie die Einnahme von Medikamenten und vor allem die Ernährung, also beispielsweise auch mit technischen Nanopartikeln versetzte Lebensmittel, haben einen starken Einfluss auf die Vielfalt im Verdauungstrakt – und damit auf unsere Gesundheit. Hersteller sind verpflichtet enthaltene Nanopartikel zu kennzeichnen.

Vom Kaugummi bis zur Instantsuppe: Lebensmittel enthalten synthetische Nanopartikel als Zusatzstoffe, um Produkteigenschaften wie eine weiße Strahlkraft oder die Rieselfähigkeit zu verbessern, auch gegen Verklumpung helfen Nanopartikel. Sie haben aufgrund ihrer minimalen Größe einzigartige Eigenschaften und Fähigkeiten, beispielsweise bei der Anlagerung an Kleinststrukturen.

Doch was passiert mit den winzigen Teilchen in unserem Inneren? Wie wirken sie sich aus? Knauers Team stellte ihren Gang durch die unterschiedlichen Bedingungen des Verdauungstrakts im Labor nach. So herrscht im Magen ein sehr saurer pH-Wert während es im restlichen Trakt eher neutral zugeht. Die Forscher konnten zeigen, dass sich eine Vielzahl von Nanomaterialien an Bakterien binden kann.

„Dies hat verschiedene Auswirkungen: So scheint die körpereigene Immunpolizei bedeckte Bakterien weniger gut zu erkennen, was vermehrt zu Entzündungen führen kann“, erläutert Prof. Knauer. Doch es gibt auch positive Effekte. Silica-Nanoteilchen schwächten die Infektiosität des Keims Helicobacter pylori. Er gilt als Hauptursache für die Entstehung von Magenkrebs.

Und was ist mit Lebensmitteln ohne künstliche Zusätze? „Besonders spannend wurde es, als wir Nanopartikeln aus Bier isoliert haben. Das heißt, Nanoteilchen werden nicht nur gezielt unserer Nahrung zugesetzt, sondern entstehen auch völlig natürlich bei deren Zubereitung – sie sind also bereits omnipräsent.“, erklärt Juniorprofessor Dr. Jens Voskuhl vom Institut für Organische Chemie.

Die Wissenschaftler arbeiten daran in Zeiten von „Designer-food“ und Verbraucherschutz die potenziell negativen oder positiven Auswirkungen von mit der Nahrung aufgenommenen Nanoteilchen bestmöglich zu verstehen. „Aus unseren Ergebnissen lassen sich nun Strategien ableiten, um technische Nanopartikel als Inhaltsstoffe für Lebensmittel weiter zu entwickeln. Nicht nur für die Anwendung sondern auch Grundlagenforschung, einschließlich Nahrungsmittelallergien, liegt ein riesiges Potenzial“, betonen Professorin Knauer und ihr Team.

Die Ergebnisse sind in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature Publishing Journal-Science of Food“ nachzulesen.