Epitheliale Barriere Theorie
Die epitheliale Barriere Theorie besagt, dass schädliche Substanzen zu einer zunehmenden Barrierepermeabilität, mikrobiellen Dysbiose, Translokation der Bakterien in inter- und subepitheliale Gebiete, Gewebemikroinflammation und zu einer proinflammatorischen Immunantworten beitragen.
Emulgatoren schädigen Darmzellen
Von besonderem Interesse sind in diesem Zusammenhang Emulgatoren, die zu den am meisten eingesetzten Nahrungsmittelzusatzstoffen zählen und dazu genutzt werden, funktionelle Komponenten und den Geschmack zu stabilisieren, also die Haltbarkeit zu verlängern. Seit Mitte des 20. Jahrhunderts stieg der Konsum von verarbeiteten Lebensmitteln, die Emulgatoren beinhalten, stark an. Hiermit koinzidierend erhöhte sich die Prävalenz von chronischen Erkrankungen beispielsweise Morbus Crohn und Colitis ulcerosa, die mit einer Schädigung der Darmbarriere verbunden sind.
Frühere in vitro-Studien zeigten bereits, dass Lebensmittelemulgatoren, inklusive Polysorbate, unter anderem konzentrationsabhängige Effekte auf intestinale Zellpermeabilität und die Lebensfähigkeit der Zellen haben. Weiterhin können sie strukturelle und funktionelle Schäden an den Mitochondrien der Enterozyten induzieren und die Absorption von Allergenen erhöhen können. Sie können zudem direkt die Mikrobiota beeinflussen und ihr proinflammatorisches Potential erhöhen. Trotz dieser Studien ist der direkte Einfluss von Emulgatoren in verschiedenen Konzentrationen auf die Genexpression unklar.
Effekt von Polysorbat 20 und 80 auf Darm untersucht
Daher untersuchte eine Studie kürzlich den Effekt von häufig genutzten Nahrungsmittelemulgatoren auf die Zytotoxizität, Barrierefunktion, Transkriptom-Alterationen und Proteinexpression der gastrointestinalen Epithelzellen. Für die Studie wurden Zellkulturen mit den zwei Emulgatoren Polysorbat 20 (P20; E432) und Polysorbat 80 (P80; E433) exponiert. Diese werden von der Nahrungsmittelindustrie in Eiscremes, Getränken, Dressings, Broten und Süßwaren zugesetzt und erreichen dort Konzentrationen von bis zu 1%.
Emulgatoren verursachten Darmbarriereschädigung
Es konnte gezeigt werden, dass die Zellen als Antwort auf die P20- und P80-Exposition bei Konzentrationen zwischen 0,1 und 1% lysierten.
Zudem konnte eine konzentrationsabhängige Darmbarriereschädigung mit Hilfe eines verminderten transepithelialen elektrischen Widerstands (transepithelial electrical resistance [TEER]) und erhöhtem parazellulärem Fluss ab Konzentrationen von 0,1% (P20) bzw. 0,25% (P80) nachgewiesen werden. Die Exposition mit den Polysorbaten führte zu Schädigungen der Tight Junctions und Adherence Junctions. Diese fanden teilweise bereits bei Konzentrationen von 0,05% statt, die 20-fach niedriger sind als die derzeit erlaubte Konzentration von 1%.
Emulgatoren veränderten mRNA-Expression
Beide Emulgatoren veränderten bereits bei 0,05%-iger Konzentration mRNA-Expressionen, die mit Entwicklungsprozessen, Zelldifferenzierung, Zellkommunikation, Zelladhäsion, Zellmigration und ihrer Antwort auf Stress assoziiert sind.
Nach Exposition der Zellen mit P20 und P80 kam es zu einer proinflammatorischen Antwort. Auf der anderen Seite wurden Faktoren der Wundheilung, Entzündungsunterdrückung und Gewebeumbau durch P20 downreguliert. Die Expressionsmuster sprechen daher für einen Zellschaden und Immunzellaktivierung sowie eine Th1-gewichtete Immunantwort.
