- Nanocząstki takie jak TiO₂, Ag, ZnO i nano/mikroplastiki najczęściej występują w żywności i wodzie pitnej, dostając się tam poprzez celowe dodawanie, migrację z opakowań lub środowisko.
- Badania wskazują na ryzyko utleniania, zapalenia, genotoksyczności i zmian w barierze nabłonkowej, z efektami w wątrobie, jelitach, rozwoju, rozrodzie i zachowaniu neurologicznym.
- Ocena ryzyka stosuje metody jak EDI, HQ, HI, MOE i modele Monte-Carlo, ale istnieją luki w pomiarach liczby nanocząstek i chronicznych badaniach doustnych.
- Proponowany framework wielopoziomowy standaryzuje ocenę ekspozycji oralnej, integrując testy biodostępności i modele farmakokinetyczne.
Wstęp do nanocząstek w łańcuchu żywnościowym
Nanotechnologia coraz szerzej wchodzi do systemów rolniczo-spożywczych, stosowana w nawozach, środkach pomocniczych w przetwarzaniu oraz inteligentnych opakowaniach. Budzi to obawy dotyczące ekspozycji dietetycznej i wpływu na zdrowie człowieka. Strukturyzowane wyszukiwanie w bazie Scopus z lat 2016-2025 zidentyfikowało 669 rekordów na temat nanocząstek (NPs) w żywności i wodzie pitnej, z czego 262 spełniło kryteria włączenia.
Najczęściej spotykane nanocząstki w żywności
Najczęściej raportowane nanocząstki to TiO₂, Ag, ZnO oraz nano- i mikroplastiki. Kolejne w kolejności to SiO₂, CuO, CeO₂, nanoscale zero-valent iron (nZVI), Fe₂O₃, Ni i grafen. Dostają się one do łańcucha pokarmowego na trzy główne sposoby: celowe dodawanie do żywności i suplementów, migracja z materiałów kontaktujących się z żywnością oraz transfer środowiskowy do surowców i produktów rolnych.
Toksykologiczne skutki ekspozycji oralnej
Badania in vitro i in vivo konsekwentnie wykazują stres oksydacyjny, zapalenie, sygnały genotoksyczne oraz zmiany w barierze nabłonkowej. Ekspozycja doustna u zwierząt wiąże się z efektami w wątrobie, przewodzie pokarmowym, rozwoju, układzie rozrodczym oraz zachowaniu neurobehawioralnym.
Metody oceny ryzyka zdrowotnego
Charakteryzacja ryzyka wykorzystuje wskaźniki takie jak szacowane dzienne spożycie (EDI), dzienne spożycie metali (DIM), współczynnik zagrożenia (HQ), indeks zagrożenia (HI), margines ekspozycji (MOE), metody oparte na dolnym limicie ufności dawki referencyjnej (BMDL) oraz ryzyko raka (CR). Często łączone są z probabilistycznym modelowaniem Monte-Carlo oraz korektami specyficznymi dla nanocząstek, w tym dawkowaniem równoważnym jonów, korygowanym o biodostępność, ekstrapolacją in vitro do in vivo (IVIVE) oraz modelami farmakokinetycznymi opartymi na fizjologii (PBPK/PBTK).
Luki metodologiczne w badaniach
Istnieją istotne braki, takie jak ograniczona liczba EDI oparta na jednostkach nanocząstek, poleganie na pomiarach całkowitej zawartości pierwiastków, niezgodność metryk dawek między ekspozycją a punktami wyjścia zagrożenia (PoDs) oraz brak chronicznych badań doustnych przy niskich dawkach odpowiednich do modelowania BMD.
Różnice regulacyjne i przykłady
Regulacje różnią się w zależności od regionu: E171 (TiO₂ spożywczy) nie jest już uznawany za bezpieczny w Unii Europejskiej z powodu nierozstrzygniętej genotoksyczności. Z kolei syntetyczna krzemionka amorficzna (E551) nie budzi obaw bezpieczeństwa, wsparta doustnym NOAEL na poziomie około 1000 mg/kg masy ciała/dzień.
Proponowany framework oceny ekspozycji oralnej
Aby wspomóc podejmowanie decyzji, proponowany jest wielopoziomowy framework ekspozycji oralnej. Łączy on metryki dawek, standaryzuje charakterystykę nano za pomocą spICP-MS i AF4-ICP-MS, integruje testy biodostępności oparte na INFOGEST oraz zapewnia przejrzyste raportowanie niepewności i wrażliwości.
Słowa kluczowe
- Model dawka-odpowiedź
- Bezpieczeństwo żywności
- Charakteryzacja zagrożenia
- Nanotechnologia
- Model probabilistyczny
- Zrównoważony system żywnościowy
Źródło: Oryginalny artykuł
Zapalony zielarz i miłośniki natury. Zainspirowany złożonością i bogactwem natury, poświęcił swoje życie odkrywaniu i naukowemu badaniu roślin leczniczych. Pasja do roślin i głębokie zrozumienie ich leczniczych właściwości przekłada się na unikalne, holistyczne podejście do zdrowia i wellness.
