ما هي العوامل التي تحدد ما إذا كنت ستختبر شيخوخة صحية ومرحة أم أنها ستتحول إلى سلسلة لا نهاية لها من المعاناة من العديد من الحالات الصحية؟
تؤثر العديد من العوامل على صحتنا ، بما في ذلك العوامل الوراثية والنظام الغذائي والنشاط البدني والتدخين والتوتر. قد تكون بعض العوامل الأخرى قوية ولكن قد لا يتم التعرف عليها بعد.
أنا عالم سموم بيئي أدرس كيف تؤثر المواد الكيميائية التي يصنعها الإنسان على صحتنا. كنت دائمًا مهتمًا بفهم كيف تتشكل صحتنا الحالية من خلال التعرض للمواد الكيميائية أثناء الفترة الجنينية وما بعد الولادة المبكرة - مراحل الحياة الحساسة بشكل خاص للبيئة الضغوطات.
للإجابة على هذه الأسئلة ، ركزت على تحليل الآثار الصحية طويلة المدى التي تحدثها عائلة من المواد الكيميائية المستخدمة كمثبطات للهب تسمى الاثيرات ثنائية الفينيل متعددة البروم (PBDEs). صدرت أول براءة اختراع لاستخدام PBDE كمثبط للهب في عام 1960 ، وتصنيع منتجات تجارية تحتوي على الإثيرات متعددة البروم ثنائية الفينيل ، مثل مواد البناء والإلكترونيات والمفروشات والسيارات والبلاستيك ورغوة البولي يوريثان وبيجاما الأطفال و الآخرين، بدأ في عام 1965
أظهرت الدراسات اللاحقة أن تركيزات هذه المواد الكيميائية في الدم والحليب والأنسجة البشرية كانت تتزايد باطراد خلال الثلاثين عامًا الماضية ، وتتضاعف كل خمس سنوات، في حين أن آثارها الصحية لم تكن مفهومة بشكل جيد.
يؤدي التعرض المبكر إلى تغيرات مدى الحياة في نسبة الدهون في الدم
في إحدى تجاربي ، قمت بإطعام الفئران بأحد مكونات الإثيرات ثنائية الفينيل متعددة البروم الموجودة غالبًا في دم الإنسان والحليب - BDE-47. ال تلقته الفئران الإناثمن اليوم الثامن من الحمل حتى نهاية الرضاعة (اليوم 21 بعد الولادة).
عرّضنا الفئران إلى 0.2 ملليغرام من هذه المادة الكيميائية لكل كيلوغرام من وزن الجسم. وقد أدى ذلك إلى وصول تركيزات BDE-47 في دهن حيوانات التجارب إلى مستويات مماثلة للتركيزات الموجودة في البشر الذين يعيشون في المدن الأمريكية الكبرى. تستخدم هذه المقارنة في علم السموم للتأكد من أن التجارب المعملية تستخدم جرعات ذات صلة بالتعرض البشري.
لقد فوجئنا عندما اكتشفنا أن مستويات الدهون الثلاثية قد تغيرت بشكل كبير في نسل الأمهات المعرضات ، على الرغم من توقف التعرض للإيثر الثنائي الفينيل العشاري البروم -47 قبل ثلاثة أشهر. الدهون الثلاثية هي المكونات الرئيسية لدهون الجسم وأغشية الخلايا في البشر والحيوانات الأخرى.
لفهم كيف يغير BDE-47 الدهون الثلاثية في الدم والدهون الأخرى ، أجرى مختبري تجربة أخرى مع الفئران. الدهون هي جزيئات غير قابلة للذوبان تستخدم لتخزين الطاقة وكمكونات هيكلية لأغشية الخلايا.
افترضنا أن التغيرات في نسبة الدهون في الدم ناتجة عن تغيرات في وظائف الكبد. من المعروف أن الكبد ينظم تكوين الدهون في الدم. يمكن للكبد تخليق دهون جديدة وتدميرها وإفراز الدهون في الدم وامتصاصها من الدم.
لاختبار فرضيتنا ، قمنا بتعريض إناث الفئران لـ BDE-47 يوميًا أثناء الحمل أو خلال فترة الرضاعة وحللت النتائج الصحية في النسل عندما بلغوا السنة الأولى - أي ما يعادل 50 عامًا تقريبًا البشر.
أثبتت هذه التجربة مرة أخرى أن التعرض قصير الأمد لـ BDE-47 خلال الخطوات المبكرة للنمو يؤدي إلى تأثيرات طويلة الأمد على دهون الدم لدى الفئران. كانت هذه التأثيرات متشابهة جدًا في الحيوانات التي تعرضت خلال فترة الجنين أو أثناء الرضاعة.
إعادة برمجة توازن الدهون في الدم والكبد
في الحيوانات المعرضة ، انخفضت مستويات الدهون الثلاثية في الدم بمقدار النصف ، و تراكمت نسبة الدهون في الكبد بنسبة 20 إلى 40 في المائة أكثر من الفئران التي لم تتعرض أبدًا للمادة الكيميائية. تم تغيير نشاط العديد من جينات الكبد التي تشفر الإنزيمات المهمة لعملية التمثيل الغذائي للدهون في الفئران المعرضة.
لاحظنا أن جرعة التعرض المنخفضة (0.2 مجم / كجم) والجرعة العالية التعرض (1.0 مجم / كجم) تنظم CD36 في اتجاهين متعاكسين. أدت الجرعة المنخفضة إلى انخفاض CD36 وارتفاع نسبة الدهون الثلاثية في الدم ، بينما أدت الجرعة العالية إلى زيادة CD36 وانخفاض الدهون الثلاثية في الدم. نعتقد أنه من المهم ملاحظة أن كلا الجرعتين المختبرتين كانتا في نطاق التعرض البشري. من بين البروتينات الرئيسية المشاركة في استقلاب الدهون ، كان أحدها مرتفعًا بشكل خاص. هذا البروتين - CD36 - مسؤول عن ضخ الدهون من الدم إلى الكبد. من المحتمل أن تكون زيادة كمية CD36 في الحيوانات المعرضة مسؤولة عن خفض الدهون في الدم ورفعها في الكبد ، مما يؤدي إلى زيادة تراكم هذه الدهون في الكبد.
هل التغييرات في CD36 تشكل مخاطر صحية؟
توضح النتائج التي توصلنا إليها أن التعرض للإيثر الثنائي الفينيل العشاري البروم -47 أثناء التطور المبكر يمكن أن يغير مستويات CD36 في أي اتجاه في الفئران وأن كلا من الزيادة والنقصان في CD36 قد يكون ضارًا.
عندما عرّضنا الفئران لجرعات عالية من BDE-47 ، أدى ذلك إلى زيادة مستويات بروتين CD36 ، الذي يتسبب في تراكم الدهون بشكل مفرط في خلايا الكبد. تسمى هذه الحالة بمرض الكبد الدهني غير الكحولي. انها الشكل الأكثر شيوعًا للمزمنأمراض الكبد بين البالغين والأطفال.
حول ثلث السكان الأمريكيين لديهم مرض الكبد الدهني غير الكحولي ، وهو عامل خطر له مرض السكري من النوع 2 وارتفاع ضغط الدم وأمراض القلب والأوعية الدموية والكلى, تليف الكبد وسرطان الكبد.
من ناحية أخرى ، سيؤدي انخفاض نشاط CD36 إلى ارتفاع مستويات الدهون في الدم مما يؤدي إلى حدوث ذلك تصلب الشرايين - مرض تتراكم فيه لويحات الدهون على جدران الأوعية الدموية. تصلب الشرايين هو عوامل الخطر الرئيسية ل النوبة القلبية التي تتسبب في وفاة 800 ألف شخص سنويًا في الولايات المتحدة وحدها. وبالتالي ، قد يؤدي التعرض المبكر لهذه المادة الكيميائية البيئية إلى إعادة برمجة المسار الصحي مدى الحياة تمامًا.
تؤكد الدراسات التي نشرتها المعامل الأخرى ذلك تعطل الإثيرات متعددة البروم ثنائية الفينيل عملية التمثيل الغذائي للدهون في الفئران و يزيد من خطر الإصابة بمرض الكبد الدهني غير الناجم عن شرب الكحول في الفئران التي تعرضت خلال الخطوات المبكرة للنمو.
هل مازلت في خطر؟
تم حظر الإثيرات متعددة البروم ثنائية الفينيل في أوروبا بحلول عام 2008 و انسحبت طواعية من قبل الصناعة في أمريكا الشمالية بحلول عام 2013. من المحتمل أن يكون إنتاج الإثيرات متعددة البروم ثنائية الفينيل قد توقف في جميع أنحاء العالم ، على الرغم من أن البيانات مفقودة بالنسبة للعديد من المناطق. ومع ذلك ، لا تزال هذه المواد الكيميائية موجودة في المنتجات المستخدمة في المنازل والسيارات الأمريكية. الإثيرات متعددة البروم ثنائية الفينيل مركبات مستقرة للغاية. بمجرد إطلاقها في البيئة ، تتراكم في الرواسب والأنسجة الدهنية للحياة البرية والبشر وتبقى هناك لسنوات عديدة. على سبيل المثال ، ملف نصف العمر للإثيرات متعددة البروم ثنائية الفينيل المختلفة في جسم الإنسان ما بين سنة وسبع سنوات. وجدوا طريقهم في البيئة إلى الأنسجة الدهنية للحيوانات ، والتي يمثل الكثير منها مصادر مهمة للغذاء بالنسبة لنا.
على الرغم من توقف إنتاج الإثيرات ثنائية الفينيل متعددة البروم في البلدان المتقدمة ، تشير بعض الدراسات إلى أن تركيزات الإثيرات متعددة البروم ثنائية الفينيل في الأنسجة البشرية في الولايات المتحدة. استمر في النمؤ.
الأشخاص الذين ولدوا في الولايات المتحدة وكندا خلال آخر 15 إلى 20 عامًا تعرضوا خلال حياتهم المبكرة التركيزات البيئية للإثير ثنائي الفينيل متعدد البروم ، مماثلة لتلك التي أعادت برمجة التمثيل الغذائي للدهون في تجاربنا مع الفئران. وبالتالي ، نعتقد أن حوالي 20 في المائة من سكان أمريكا الشمالية قد يكونون معرضين لخطر الإصابة بأمراض مرتبطة بتركيزات الدهون المتغيرة في الدم والكبد.
هل سيصاب هؤلاء الأشخاص بظروف مرتبطة بالشيخوخة بسهولة أكبر من الأجيال السابقة؟ الجواب لم يأت بعد. من المحتمل أن لا تكون الإثيرات متعددة البروم ثنائية الفينيل هي الجاني الوحيد. العديد من الملوثات الأخرى الموجودة في كل مكان ، مثل ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs), الديوكسين (TCDD) والمركبات المشبعة بالفلور (PFOS ، PFNA)، من المعروف اليوم أنها تؤثر على CD36 في الفئران.
ولم يتضح بعد ما إذا كانت تأثيرات هذه المواد الكيميائية الأخرى طويلة الأمد مثل تأثيرات PBDE. كما أنه لم يتضح بعد ما إذا كانت تأثيرات التعرض للمواد الكيميائية التي لوحظت في الفئران هي نفسها لدى البشر. الفئران هي النموذج الحيواني الأكثر استخدامًا لاختبار سمية الأدوية والمواد الكيميائية الصناعية ، ودراسات السموم الحيوانية تنطبق عمومًا على البشر ، على الرغم من استجابات حيوانات المختبر وقد يختلف البشر عن المواد الكيميائية من حيث النوع والشدة.
تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة بواسطة الكسندر سوفوروف، أستاذ مساعد في الصحة العامة بجامعة ماساتشوستس أمهيرست.
