Банановый крахмал, который традиционно считается полезным для пищеварения, может как лечить, так и усугублять воспаление кишечника – всё зависит от размера его частиц. К такому выводу пришла группа ученых из Шанхайского университета Цзяо Тун под руководством Бин Цзяна. Их исследование, опубликованное в журнале npj Science of Food, показало, что наночастицы крахмала обостряют колит у мышей, в то время как тот же крахмал в своей природной форме, наоборот, снимает воспаление.
Исследователи работали с мышами, у которых искусственно вызвали колит – заболевание, по своим симптомам напоминающее язвенный колит у человека. Животным давали банановый крахмал в двух видах: в виде наночастиц, которые могут образовываться при промышленной переработке продуктов, и в необработанной, нативной форме.
Результаты оказались однозначными. У мышей с колитом, получавших наночастицы, состояние заметно ухудшилось. Их кишечник стал короче, что в таких экспериментах указывает на сильное воспаление и повреждение тканей. Анализы также показали повышенный уровень провоспалительных цитокинов – сигнальных молекул, которые иммунные клетки используют для усиления воспалительной реакции. Фактически, наночастицы активно способствовали развитию болезни.
Механизм их действия связан с нарушением кишечного барьера. Наночастицы повреждали плотные белковые соединения, которые скрепляют клетки эпителия, из-за чего барьер становился проницаемым. Это позволяло содержимому кишечника проникать в ткани и провоцировать иммунный ответ. Одновременно наночастицы усугубляли дисбиоз – нарушали баланс микроорганизмов в кишечнике.
Противоположный эффект наблюдался у животных, которые получали обычный, не измельченный до наночастиц банановый крахмал. Их состояние улучшилось, повреждение кишечного барьера уменьшилось, а симптомы колита ослабли. Ученые связывают это с тем, что нативный крахмал служит пищей для полезных бактерий, в частности для родов Akkermansia и Oscillospira. Эти микроорганизмы укрепляют защитный слизистый слой кишечника.
Разница в действии объясняется физическими свойствами частиц. Крупные гранулы природного крахмала медленно ферментируются в толстой кишке, постепенно питая микрофлору. Наночастицы же из-за огромной площади поверхности по отношению к массе гораздо агрессивнее взаимодействуют со стенками кишечника и могут проникать сквозь слизистый слой, напрямую повреждая клетки.
Авторы работы считают, что людям с воспалительными заболеваниями кишечника, такими как колит или болезнь Крона, следует с осторожностью относиться к продуктам с высоким содержанием резистентного крахмала. Исследование на мышах не означает прямого переноса результатов на человека, но оно выявляет важный фактор риска: физическая форма компонента пищи, зависящая от способа обработки, может быть не менее важна, чем его химический состав. Это открытие также ставит вопросы перед пищевой промышленностью, которая всё чаще использует наноструктурированные ингредиенты для улучшения текстуры и сроков хранения продуктов.