Studi precedenti hanno mostrato che TiO2 può accumularsi nel fegato e possibilmente interferire con DNA del fegato. L'esposizione a TiO2 può portare a danni acuti, soprattutto per le cellule del fegato, milza, reni e polmoni.
Ipotesi: suggeriamo che TiO2 può metabolicamente influenzare la funzione delle cellule epatiche ostacolando lo segnalazione metabolica dell'insulina tramite l'esposizione diretta e/o del percorso macrofagi-mediato.
http://www.accent-network.org/accent_documents/16/3-Rudich.pdf
[pdf] http://www.accent-network.org/accent_documents/16/3-Rudich.pdf [/pdf]

Nanoparticelle di biossido di titanio aumentano glicemia tramite ossigeno reattivo specie indotta insulino-resistenza nei topi.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25826740
Ci sono state alcune segnalazioni circa i possibili effetti tossici di biossido di titanio (TiO2) nanoparticelle sul sistema endocrino. Abbiamo esplorato gli effetti endocrini di somministrazione orale a topi di anatasio nanoparticelle di TiO2 (0, 64 e 320 mg per chilogrammo di peso corporeo al giorno -1 per controllare, i gruppi a basso dosaggio e ad alte dosi, rispettivamente, 7 giorni a settimana per 14 settimane ). TiO 2 nanoparticelle sono stati caratterizzati mediante microscopia elettronica a scansione e trasmissione (TEM) e light scattering dinamico (DLS), e la loro distribuzione fisiologica è stata studiata da plasma ad accoppiamento induttivo. Analisi biochimiche inclusi glicemia, insulina, trigliceridi nel sangue del cuore (TG), acidi grassi liberi (FFA), a bassa densità di colesterolo lipoproteine ​​(LDL-C), ad alta densità di colesterolo HDL (HDL-C), colesterolo totale (TC), fattore di necrosi tumorale alfa (TNF-α), interleuchina (IL) -6 e le specie reattive dell'ossigeno (ROS) -related marcatori (SOD totale, GSH e MDA). La fosforilazione di IRS1, Akt, JNK1, e p38 MAPK sono stati analizzati mediante western blotting. Livelli aumentati di titanio sono stati trovati nel fegato, milza, intestino tenue, rene e pancreas. Analisi biochimiche hanno mostrato che il glucosio plasmatico significativamente aumentata, mentre non vi era alcuna differenza nella secrezione di insulina plasmatica. Livelli di ROS aumento sono stati trovati nel siero e nel fegato, come evidenziato da una riduzione dell'attività SOD totale e il livello di GSH e maggiore contenuto di MDA. Western blotting ha dimostrato che la somministrazione orale di nanoparticelle di TiO2 insulino-resistenza indotta (IR) nel fegato di topo, dimostrato da un aumento della fosforilazione di IRS1 (Ser307) e la fosforilazione di Akt (ser473) ridotto. Il percorso attraverso il quale nanoparticelle di TiO2 aumentano ROS indotta IR sono stati inclusi nella risposta infiammatoria e fosfochinasi, come dimostra l'aumento dei livelli sierici di TNF-α e IL-6 e una maggiore fosforilazione di p38 MAPK JNK1 e nel fegato. Questi risultati mostrano che la somministrazione orale di TiO 2 nanoparticelle aumenta ROS, IR e conseguente aumento del glucosio plasmatico in topi.

Identificazione dei meccanismi che guidano la tossicità di TiO 2 particolato: il contributo delle caratteristiche fisico-chimiche
http://www.particleandfibretoxicology.com/content/6/1/33
Questa recensione concentra sulla delineando tossicità di biossido di titanio (TiO 2) il particolato in vitro e in vivo, per comprendere la loro capacità di influire negativamente sulla salute umana. Valutare i rischi associati con TIO 2 particelle è di vitale importanza in quanto consente la valutazione del rischio da svolgere, combinando queste informazioni con le conoscenze sui livelli di esposizione probabili degli esseri umani. Questa recensione è concentrata sulla tossicità di TiO 2, a causa del fatto che il maggior numero di studi di gran lunga hanno valutato la tossicità di TiO 2, in confronto ad altre particelle di ossido metallico. Questo deriva da ragioni storiche (per cui la dimensione della dipendenza della tossicità del particolato è stato realizzato prima di TiO2) e grazie alla sua applicazione diffusa nei prodotti di consumo (ad esempio filtri solari). I polmonari e cutanee rischi di TiO2 sono stati una particolare attenzione degli studi disponibili, a causa dell'uso passato di TiO2 come controllo (negativo) nel valutare la tossicità polmonare di particelle, e grazie alla sua incorporazione in prodotti di consumo come filtri solari. Processi meccanicistici che sono fondamentali per la tossicità TiO 2 particolato saranno discussi, ed è evidente che, nel complesso, l'ossidante guidato conseguenze infiammatorie, genotossici e citotossici associati TiO2 esposizione, sono intrinsecamente legati, e sono evidenti, sia in vivo e in vitro. Gli attributi di TiO2 che sono stati identificati come i più verosimilmente a guidare la tossicità osservata includono la dimensione delle particelle (e quindi di superficie), cristallinità (e attività fotocatalitica), chimica di superficie, e l'aggregazione delle particelle / agglomerato tendenza. Il set up sperimentale influenza anche i risultati tossicologici, in modo che la specie (o il modello) utilizzata, via di esposizione, la durata dell'esperimento, la concentrazione di particelle e le condizioni di luce sono tutti in grado di influenzare i risultati delle indagini. Inoltre, l'applicabilità dei risultati osservati per particolari TiO 2 forme, TiO 2 particolato in genere, richiede considerazione. In questo momento non è opportuno prendere in considerazione i risultati di una forma TiO2 come rappresentante per TiO2 particolato nel suo complesso, a causa del gran numero di disponibili TiO2 forme di particolato e grande varietà di potenziali obiettivi di tessuti e cellule che possono essere interessati dall'esposizione. Così sottolineando che le caratteristiche fisico-chimiche sono fondamentali per la loro tossicità.

Carbon Black e nanoparticelle di biossido di titanio suscitano percorsi apoptotici distinte in cellule epiteliali bronchiali
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2873464/
Contesto:Aumentare l'esposizione ambientale e professionale alle nanoparticelle (NP), autorizzano una conoscenza più approfondita dei meccanismi tossicologici indotti da questi materiali. Il presente studio è stato progettato per caratterizzare la morte cellulare indotta da nerofumo (CB) e biossido di titanio (TiO2) NP nelle cellule epiteliali bronchiali (linea cellulare 16HBE14o- e cellule primarie) e di indagare i meccanismi molecolari implicati.
Risultati:Dettagliati studi corso del tempo hanno rivelato che due cellule esposte (15 nm) NP sia CB (13 nm) e TiO presentano (ridotta dimensione delle cellule, membrane blebbing, condensazione della cromatina periferica, la formazione del corpo apoptotico) tipico morfologica e biochimica (attivazione delle caspasi e frammentazione del DNA) Caratteristiche della morte cellulare per apoptosi. Una diminuzione del potenziale di membrana mitocondriale, l'attivazione di Bax e il rilascio di citocromo c dai mitocondri sono stati osservati solo in caso di CB NP, mentre perossidazione lipidica, lisosomiale membrana destabilizzazione e rilascio catepsina B sono stati osservati durante il processo apoptotico indotto da TiO2 NP. Inoltre, la produzione di ROS è stata osservata dopo l'esposizione al CB e TiO 2, ma il perossido di idrogeno (H 2 O 2) la produzione è stato coinvolto solo in apoptosi da CB NP.
Conclusioni: Sia CB e TiO2 NP inducono la morte cellulare per apoptosi nelle cellule epiteliali bronchiali. CB NP indurre apoptosi da un dipendente via mitocondriale di ROS che, TiO2 NP inducono la morte delle cellule attraverso la membrana lisosomiale destabilizzazione e la perossidazione lipidica. Sebbene il risultato finale è simile (apoptosi), le vie molecolari attivati ​​da NP variano a seconda della natura chimica dei NP.

Microparticelle possono contribuire alla malattia infiammatoria intestinale: innocue o infiammatorie?
http://ebm.sagepub.com/content/232/1/1.short

Le microparticelle di inquinamento atmosferico sono ben noti agenti tossici, contribuendo ad asma, malattie cardiovascolari e la mortalità complessiva ( 1 , 2 ). Inalazione, tuttavia, non è l'unica via di esposizione a microparticelle. Quantità significative di biossido di titanio e di silicato di ingestione, sia come contaminanti naturali di cibo e come additivi. In realtà, più di 10 12 particelle al giorno sono ingeriti ( 3 ). La carta in questo numero della rivista da Ashwood et al (. 4 ) propone una domanda ragionevole: sono i terreni, prodotti alimentari trasformati, e dentifrici che noi ingoiare innocuo come abbiamo ipotizzato?

Con particelle di inquinamento atmosferico, sono le popolazioni ad alto rischio, che agiscono come sentinelle. Le persone con asma sono particolarmente sensibili agli effetti del particolato, sperimentando un aumento visite in ospedale nei giorni con livelli di particolato alto ( 1 ). Con microparticelle che sono ingerito, può essere i pazienti con malattia di Crohn che forniscono tempestivamente eventuali tossicità. La malattia di Crohn, un infiammazione devastante del tratto gastrointestinale, può portare ad una serie di complicanze da carenze nutrizionali a intestinale costrizioni che richiedono la chirurgia ( 5 ). I casi più gravi possono richiedere la rimozione di grandi porzioni di intestino. Attualmente non esiste una cura per questa malattia, solo trattamenti volti a sopprimere la risposta immunitaria e gestire le complicazioni. I potenziali contributori alla malattia comprendono microbi, la genetica, fattori immunologici, salute psicologica, dieta e, come proposto dal documento corrente, microparticelle. Impieghi precedenti da questo gruppo indagato l'ipotesi che microparticelle possono essere associati con la malattia. Infatti, microparticelle fanno penetrare l'epitelio intestinale, residente in macrofagi del GALT ( 6 ). Uno studio iniziale dei pazienti ha dimostrato che una dieta a basso contenuto di microparticelle è stato benefico per i pazienti con malattia di Crohn ( 7 ). Tuttavia, uno studio di follow-up, con un gruppo più ampio di pazienti, non ha confermato le conclusioni iniziali ( 8 ). Uno studio al microscopio elettronico del tessuto del colon ottenuti da pazienti con cancro sia o morbo di Crohn ha rivelato microparticelle in tutti i 18 pazienti affetti. Nessun microparticelle sono stati trovati in campioni da tre controlli ( 9 ). Gli autori suggeriscono che la fonte delle particelle potrebbe includere materiali dentali, alimenti e farmaci ( 9 ). I materiali identificati erano inorganici, inerte, e ovviamente non tossici. Questo documento corrente dal gruppo Powell affronta una questione importante: Come può la tossicità derivare da un gruppo così apparentemente innocua di particelle?

. Il manoscritto da Ashwood et al esplora un'ipotesi unico, come segue: ingerite particelle di biossido di titanio caricate negativamente legano cationi metallici nell'intestino. Poi, questa nuova superficie viene rivestita con anioni batteriche infiammatorie. Queste molecole, riconosciuti dai recettori di pattern recognition del sistema immunitario, sono i sottoprodotti onnipresenti di un intestino sano ben colonizzato-. Normalmente le difese dell'epitelio tratto digestivo, compresa muco e IgA, impediscono la penetrazione di queste tossine nell'interstizio intestinale. Ma le particelle attraversano questa barriera, e potrebbero fungere da vettori. Le tossine, come lipopolisaccaride (LPS), sono i mediatori che causano lo shock settico di un'infezione batterica sistemica. Se lo fanno penetrare l'intestino con un vettore particellare, attivazione del sistema immunitario e infiammazione sarà il risultato.

Come modello, il Ashwood et al. Carta utilizza biossido di titanio particolato, calcio come catione ponte, e LPS come la molecola infiammatoria batterica. Essi mostrano che in effetti le particelle di biossido di titanio mescolato con ioni calcio si legano LPS. Quando questo coniugato viene quindi introdotto monociti, il recettore per LPS, CD14, è persa dalla superficie cellulare, un'indicazione di assorbimento da parte delle cellule. Poi confermano apoptosi dei monociti mediante formazione di un picco subdiploid di citometria a flusso, indicando che il DNA delle cellule è frammentata. La scoperta più importante, tuttavia, è che l'infiammazione si verifica pure. Macrofagi infiammatori proteina-1 alfa viene rilasciato a causa di esposizione coniugato, mentre monociti chemoattractant proteina 1 è ridotta, suggerendo un tipo Th1 infiammazione. Altri mediatori elevati sono interleuchina-1β (IL-1β), fattore di necrosi tumorale-α, e l'interleuchina-6-al di sopra dei livelli che potrebbero essere attribuiti a calcio e LPS. Infine, il rapporto di interleuchina-1 antagonista del recettore di IL-1β è drasticamente ridotto.

Così, le particelle ingeriamo quotidianamente in alimenti trasformati, nel dentifricio, e come contaminanti del suolo possono causare infiammazione nel tratto digestivo. Questo può verificarsi o essere più importante in una popolazione suscettibile, per esempio, in pazienti con malattia di Crohn. Il passo successivo è chiaro: un modello in vivo per confermare che l'infiammazione visti in vitro -might contribuire a malattie come il morbo di Crohn o il cancro.

Nanoparticelle di biossido di titanio: una revisione degli attuali dati tossicologici
http://www.particleandfibretoxicology.com/content/10/1/15
Il biossido di titanio (TiO 2) nanoparticelle (NP) sono fabbricati in tutto il mondo in grandi quantità per uso in una vasta gamma di applicazioni. TiO2 NP possiedono diverse proprietà fisico-chimiche rispetto al loro particelle fini (FP) analoghi, che possa modificare il bioattività. La maggior parte della letteratura citata qui è concentrata sul sistema respiratorio, mostrando l'importanza di inalazione come la via primaria di esposizione TiO 2 NP nei luoghi di lavoro. TiO2 NP possono traslocare agli organi sistemici dal tratto polmone e gastrointestinale (GIT) anche se il tasso di traslocazione appare bassa. Ci sono stati anche gli studi incentrati su altre vie possibili di esposizione umana. Esposizione orale avviene principalmente attraverso i prodotti alimentari contenenti TiO2 NP-additivi. La maggior parte degli studi di esposizione cutanea, sia in vivo o in vitro, riferiscono che TiO2 NP non penetrano lo strato corneo (SC). Nel campo della nanomedicina, iniezione endovenosa può fornire vettori TiO 2 nanoparticellari direttamente nel corpo umano. Dopo l'esposizione per via endovenosa, TiO2 NP possono indurre lesioni patologiche del fegato, milza, reni e cervello. Abbiamo anche dimostrato qui che la maggior parte di questi effetti possono essere dovuti all'uso di dosi molto elevate di TiO 2 NP. C'è anche un enorme mancanza di dati epidemiologici riguardanti TiO2 NP nonostante la sua maggiore produzione ed uso. Tuttavia, studi di inalazione a lungo termine sui ratti hanno riportato tumori del polmone. Questa review riassume le attuali conoscenze sulla tossicologia di TiO2 NP e rileva le aree che richiedono ulteriori informazioni.

Nanoparticelle di biossido di titanio in Alimenti e prodotti per igiene personali

Il biossido di titanio è un additivo comune in molti prodotti alimentari, cura della persona, e altri prodotti di consumo utilizzati da persone che, dopo l'uso può entrare nel sistema fognario e, successivamente, accedere all'ambiente come effluente trattato scaricati nelle acque di superficie o biosolids applicate ai terreni agricoli, rifiuti avviati all'incenerimento, o solidi discariche. Questo studio quantifica la quantità di titanio in prodotti alimentari comune, deriva stime di esposizione umana per alimentare (nano) TiO 2, e discute l'impatto della frazione nanoscala di TiO 2 entra nell'ambiente. Gli alimenti con il più alto contenuto di TiO2 inclusi caramelle, dolci e gomme da masticare. Tra i prodotti per la cura personale, dentifrici e creme solari contenute selezionare 1% a> 10% in peso di titanio. Mentre alcune altre creme contenute in titanio, nonostante sia di colore bianco, la maggior parte degli shampoo, deodoranti e creme da barba contenevano i più bassi livelli di titanio (<0,01 mg / mg). Per diversi farmaci ad alto consumo, il contenuto di titanio variava da sotto il limite di rilevabilità dello strumento (0,0001 mg Ti / mg) per un massimo di 0,014 mg Ti / mg. La microscopia elettronica e stabilità test di alimentare TiO 2 (E171) suggerisce che circa il 36% delle particelle sono inferiori a 100 nm in almeno una dimensione e che si disperde facilmente in acqua come colloidi piuttosto stabili. Tuttavia, filtrazione di acqua solubilizzati prodotti di consumo e per la cura personale indicato che meno del 5% del titanio è stato in grado di passare attraverso 0,45 o 0,7 micron pori. Due vernici bianche contenevano 110 mg Ti / mg mentre tre sigillanti (cioè, vernice mano di fondo) contenevano meno di titanio (25 a 40 mcg Ti / mg). Questa ricerca ha dimostrato che, mentre molti prodotti di colore bianco-contenevano in titanio, che non era un prerequisito. Sebbene molte di queste classi di prodotti contenevano piccole quantità di titanio, il loro uso diffuso e smaltimento giù per lo scarico e, infine, al trattamento delle acque reflue impianti (impianti di depurazione), merita attenzione. A Monte Carlo analisi esposizione umana a TiO 2 attraverso gli alimenti bambini identificati come aventi più esposti perché TiO 2 contenuto di dolci è superiore ad altri prodotti alimentari e che un'esposizione tipico per un adulto US può essere dell'ordine di 1 mg per chilogrammo Ti di peso corporeo al giorno. Così, a causa dei milioni di tonnellate di pigmento bianco a base di titanio utilizzate annualmente, test dovrebbe concentrarsi sul cibo-grade TiO 2 (E171), piuttosto che quello adottato in molti test di salute e sicurezza ambientale (ad esempio, P25), che viene utilizzato in importi molto inferiori a prodotti meno probabilità di entrare nell'ambiente (ad esempio, supporta catalizzatore, rivestimenti fotocatalitici).