Kluczowe wnioski:

  • Nanocząstki takie jak TiO₂, Ag, ZnO i nano/mikroplastiki najczęściej występują w żywności i wodzie pitnej, dostając się tam poprzez celowe stosowanie, migrację z opakowań lub zanieczyszczenie środowiska.
  • Badania wskazują na skutki toksyczne, w tym stres oksydacyjny, zapalenia, genotoksyczność oraz zaburzenia barier nabłonkowych, z efektami w wątrobie, przewodzie pokarmowym i układzie nerwowym.
  • Oszacowanie ryzyka wykorzystuje metody jak EDI, HQ, HI, MOE i modele Monte Carlo, ale istnieją luki, np. brak badań chronicznych przy niskich dawkach.
  • Unia Europejska zakazała TiO₂ (E171) z powodu genotoksyczności, podczas gdy krzemionka (E551) jest uznawana za bezpieczną przy dawce NOAEL ok. 1000 mg/kg masy ciała/dzień.

Wstęp do nanocząstek w łańcuchu żywnościowym

Nanotechnologia jest coraz szerzej stosowana w systemach rolniczo-spożywczych, w tym w nawozach, środkach pomocniczych przetwarzania oraz inteligentnych opakowaniach. To rodzi obawy dotyczące ekspozycji dietetycznej i wpływu na zdrowie człowieka. Strukturalne przeszukanie bazy Scopus w latach 2016-2025 выявiło 669 rekordów na temat nanocząstek (NP) w żywności i wodzie pitnej, z czego 262 spełniło kryteria włączenia.

Najczęściej występujące nanocząstki w żywności

Najczęściej zgłaszanymi nanocząstkami są TiO₂, Ag, ZnO oraz nano- i mikroplastiki. Na dalszych miejscach znajdują się SiO₂, CuO, CeO₂, nanocząstki zerovalentnego żelaza (nZVI), Fe₂O₃, Ni i grafen. Nanocząstki dostają się do łańcucha żywnościowego 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.

Trasy wejścia nanocząstek do żywności

  • Celowe użycie w żywności i suplementach diety.
  • Migracja z opakowań i materiałów kontaktowych.
  • Zanieczyszczenie środowiska wpływające na surowce.

Toksykologiczne skutki ekspozycji doustnej

Badania in vitro i in vivo konsekwentnie wykazują stres oksydacyjny, stany zapalne, sygnały genotoksyczne oraz zmiany w barierach nabłonkowych. Ekspozycja doustna u zwierząt wiąże się z efektami w wątrobie, przewodzie pokarmowym, rozwoju, rozrodzie oraz zachowaniach neurobehawioralnych. Te obserwacje podkreślają potencjalne zagrożenia dla zdrowia ludzkiego.

Sprawdź również:  Postępy w neuroprotekcyjnych efektach proantocyjanidyn: struktura, wchłanianie, aktywność biologiczna, mechanizmy i perspektywy

Metody oceny ryzyka zdrowotnego

Charakteryzacja ryzyka opiera się na wskaźnikach takich jak szacowany dzienny pobór (EDI), dzienny pobór metali (DIM), współczynnik zagrożenia (HQ), indeks zagrożenia (HI), margines ekspozycji (MOE), metody oparte na dolnej granicy ufności dawki referencyjnej (BMDL) oraz ryzyko raka (CR). Często łączy się je z probabilistycznym modelowaniem Monte Carlo oraz korektami specyficznymi dla nanocząstek, w tym dawkami równoważnymi jonów, skorygowanymi o biodostępność, ekstrapolacją in vitro do in vivo (IVIVE) oraz modelami farmakokinetycznymi (PBPK/PBTK).

Luki metodologiczne w badaniach

  • Ograniczona liczba EDI oparta na jednostkach NP.
  • Zależność od pomiarów całkowitej zawartości pierwiastków.
  • Niezgodność metryk dawek między ekspozycją a punktami wyjścia zagrożenia (PoD).
  • Brak chronicznych badań doustnych przy niskich dawkach odpowiednich do modelowania BMD.

Różnice regulacyjne i propozycje rozwiązań

W Unii Europejskiej E171 (TiO₂ spożywczy) nie jest już uznawany za bezpieczny z powodu nierozstrzygniętej genotoksyczności, natomiast syntetyczna krzemionka bezpostaciowa (E551) nie budzi obaw bezpieczeństwa, z dawką NOAEL ok. 1000 mg/kg masy ciała/dzień. Aby wspomóc podejmowanie decyzji, proponowany jest hierarchiczny model ekspozycji doustnej, który standaryzuje metryki dawek, charakteryzację nano za pomocą spICP-MS i AF4-ICP-MS, integruje testy biodostępności INFOGEST oraz zapewnia przejrzyste raportowanie niepewności i wrażliwości.

Źródło: Oryginalny artykuł