Kimchi od dawna kojarzy się z fermentowaną żywnością i bakteriami kwasu mlekowego. Teraz koreańscy naukowcy odkryli jego znacznie bardziej zaskakujący potencjał. Bakteria wyizolowana z kimchi potrafiła skutecznie wiązać nanoplastik w środowisku przypominającym ludzkie jelita, a w eksperymencie na zwierzętach jej podawanie prowadziło do ponad dwukrotnie większego wydalania cząstek nanoplastiku z kałem. To niezwykle interesujący kierunek badań, ponieważ z mikroskopijnymi cząstkami tworzyw sztucznych mamy kontakt praktycznie każdego dnia.
Nanoplastik trafia również do naszego organizmu
Nanoplastiki to wyjątkowo małe cząstki tworzyw sztucznych, mające mniej niż 1 mikrometr. Powstają m.in. podczas stopniowego rozpadu większych fragmentów plastiku i mogą przedostawać się do organizmu wraz z żywnością oraz wodą. Ich niewielkie rozmiary sprawiają, że naukowcy coraz intensywniej badają ich zachowanie w organizmie. Jednocześnie dopiero zaczynamy poznawać biologiczne sposoby, które mogłyby ograniczać ich obecność w przewodzie pokarmowym.
I właśnie tutaj pojawia się kimchi... Badacze z World Institute of Kimchi postanowili sprawdzić, czy mikroorganizmy występujące w tradycyjnej fermentowanej żywności mogą wchodzić w bezpośrednie interakcje z nanoplastikiem. Wyniki okazały się wyjątkowo interesujące.
Bakteria z kimchi zaczęła wiązać nanoplastik
Naukowcy skoncentrowali się na bakterii kwasu mlekowego Leuconostoc mesenteroides CBA3656, wyizolowanej z kimchi. Sprawdzili jej zdolność do adsorpcji nanoplastiku polistyrenowego, czyli mówiąc prościej – do przyłączania jego drobnych cząstek do swojej powierzchni. W standardowych warunkach laboratoryjnych skuteczność adsorpcji wyniosła aż 87%. Dla porównania referencyjny szczep Latilactobacillus sakei CBA3608 osiągnął 85%. Jeszcze ciekawsze wydarzyło się wtedy, gdy naukowcy stworzyli warunki przypominające środowisko ludzkiego przewodu pokarmowego. Zdolność szczepu referencyjnego do wiązania nanoplastiku spadła wtedy do zaledwie 3%. Tymczasem bakteria pochodząca z kimchi nadal osiągała 57% adsorpcji.
Mikroorganizm nie tylko potrafił wiązać cząstki plastiku w laboratorium, ale zachowywał znaczną część tej zdolności również w znacznie bardziej wymagającym środowisku imitującym jelita. Kolejnym etapem były eksperymenty z wykorzystaniem myszy wolnych od drobnoustrojów. Badacze chcieli sprawdzić, czy obserwowana wcześniej zdolność bakterii może mieć przełożenie na usuwanie nanoplastiku z przewodu pokarmowego. Rezultat daje powody do dużego zainteresowania tym kierunkiem badań.
Zarówno u samców, jak i samic myszy otrzymujących Leuconostoc mesenteroides CBA3656 stwierdzono ponad dwukrotnie większą ilość nanoplastiku w kale w porównaniu z grupą kontrolną, która nie otrzymywała probiotyku. Najbardziej interesujące jest możliwe wyjaśnienie tego zjawiska. Bakteria może działać trochę jak biologiczny „chwytak” – wiązać cząstki nanoplastiku w przewodzie pokarmowym i razem z nimi przemieszczać się w kierunku wydalenia. To otwiera zupełnie nową perspektywę patrzenia na mikroorganizmy obecne w fermentowanej żywności.
Fermentowana żywność może skrywać jeszcze wiele niespodzianek
Kimchi powstaje w wyniku fermentacji warzyw i stanowi środowisko dla licznych mikroorganizmów. Dotychczas zainteresowanie nimi koncentrowało się przede wszystkim na fermentacji oraz ich możliwych interakcjach z mikrobiotą przewodu pokarmowego. Nowe badanie pokazuje coś jeszcze: mikroorganizmy pochodzące z żywności mogą wchodzić w bezpośrednie interakcje z zanieczyszczeniami środowiskowymi obecnymi w przewodzie pokarmowym.
To bardzo ciekawa zmiana perspektywy. Być może w przyszłości określone bakterie będą wykorzystywane nie tylko ze względu na ich klasyczne właściwości probiotyczne, lecz również ze względu na zdolność wiązania niepożądanych cząstek. Autorzy badania właśnie w tym widzą potencjał swojego odkrycia. Zwracają uwagę, że mikroorganizmy pochodzące z tradycyjnej fermentowanej żywności mogą stać się podstawą nowych biologicznych sposobów ograniczania kontaktu organizmu z nanoplastikiem.
Czy bakterie mogą stać się naszym sprzymierzeńcem przeciwko nanoplastikom?
Najciekawsze w tym odkryciu jest połączenie dwóch pozornie odległych światów: tradycyjnej fermentowanej żywności i jednego z najbardziej współczesnych problemów środowiskowych. Naukowcy pokazali konkretny mechanizm – bakteria z kimchi wiązała nanoplastik, zachowywała tę zdolność w warunkach przypominających jelita, a następnie jej podawanie zwierzętom wiązało się ze znacznie większym wydalaniem nanoplastiku. To dopiero początek niezwykle interesującego kierunku. Wyniki dają jednak nadzieję, że rozwiązania problemów związanych z nowoczesnymi zanieczyszczeniami mogą częściowo kryć się w mikroorganizmach, które człowiek wykorzystuje do fermentacji żywności od setek lat.
FAQ
Czy kimchi może pomagać usuwać nanoplastik z organizmu?
Badanie wskazuje na taki interesujący potencjał. Bakteria Leuconostoc mesenteroides CBA3656 wyizolowana z kimchi skutecznie wiązała nanoplastik, a u myszy jej podawanie wiązało się z ponad dwukrotnie większą ilością nanoplastiku wydalanego z kałem.
Jak bakteria z kimchi radziła sobie z nanoplastikiem?
W standardowych warunkach laboratoryjnych osiągnęła 87% adsorpcji nanoplastiku. W warunkach symulujących środowisko ludzkich jelit nadal wiązała 57% badanych cząstek.
Co oznacza „wiązanie” nanoplastiku przez bakterie?
Chodzi o adsorpcję, czyli przyłączanie cząstek nanoplastiku do powierzchni bakterii. Naukowcy badają możliwość wykorzystania tego zjawiska do ułatwienia usuwania nanoplastiku z przewodu pokarmowego.
Czy badanie przeprowadzono na ludziach?
Nie. Eksperymenty obejmowały badania laboratoryjne oraz model zwierzęcy z wykorzystaniem myszy. Wyniki są obiecujące, ale nie pokazują jeszcze efektu u ludzi.
Czy jedzenie kimchi daje taki sam efekt jak badana bakteria?
Tego badanie nie sprawdzało. Naukowcy analizowali konkretny szczep bakterii wyizolowany z kimchi, dlatego nie można jeszcze określić, jaka ilość zwykłego kimchi byłaby potrzebna do uzyskania podobnego efektu.
Dlaczego to odkrycie jest interesujące?
Nanoplastiki są bardzo małymi cząstkami, z którymi możemy mieć kontakt poprzez żywność i wodę. Możliwość wykorzystania mikroorganizmów do ich wiązania i zwiększania wydalania otwiera ciekawy kierunek dalszych badań.
Czy inne bakterie fermentacyjne również mogą wiązać nanoplastik?
Badacze porównali dwa szczepy i oba wykazywały wysoką adsorpcję w standardowych warunkach. Jednak w środowisku imitującym jelita bakteria Leuconostoc mesenteroides CBA3656 zdecydowanie lepiej zachowała tę zdolność.
Czy bakterie z fermentowanej żywności mogą być w przyszłości wykorzystywane przeciwko nanoplastikom?
Wyniki tego badania dają podstawy do dalszych prac nad takim zastosowaniem. Szczególnie interesująca jest możliwość wykorzystania mikroorganizmów jako biologicznego sposobu wiązania nanoplastiku w przewodzie pokarmowym i wspomagania jego wydalania.
Źródło: Efficient biosorption of nanoplastics by food-derived lactic acid bacterium https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960852426003159?via%3Dihub
