Jaké faktory určují, zda budete prožívat zdravé a veselé stárnutí, nebo zda se promění v nekonečný řetězec utrpení z mnoha zdravotních problémů?
Naše zdraví ovlivňuje mnoho faktorů, včetně genetiky, stravy, fyzické aktivity, kouření a stresu. Některé další faktory mohou být stejně silné, ale ještě nemusí být rozpoznány.
Jsem environmentální toxikolog a studuji, jak umělé chemikálie ovlivňují naše zdraví. Vždy mě zajímalo, jak je naše současné zdraví utvářeno působením chemických látek během tohoto období embryonální a rané postnatální období – životní fáze, které jsou zvláště citlivé na prostředí stresory.
Abych odpověděl na tyto otázky, zaměřil jsem se na analýzu dlouhodobých účinků na zdraví vyvolaných skupinou chemikálií používaných jako retardéry hoření tzv. polybromované difenylethery (PBDE). První patent na použití PBDE jako zpomalovače hoření byl vydán v roce 1960 a výroba komerčních produktů obsahujících PBDE, jako jsou stavební materiály, elektronika, nábytek, motorová vozidla, plasty, polyuretanové pěny, dětská pyžama a ostatní,
Pozdější studie ukázaly, že koncentrace těchto chemikálií v lidské krvi, mléce a tkáních byly za posledních 30 let exponenciálně roste a každých pět let se zdvojnásobuje, zatímco jejich zdravotní účinky byly špatně pochopeny.
Časné expozice vyvolávají celoživotní změny krevních lipidů
V jednom ze svých experimentů jsem krmil myši jedním z PBDE, který se nejčastěji vyskytuje v lidské krvi a mléce – BDE-47. The dostaly to samičky myšíod 8. dne těhotenství do konce kojení (21. den po porodu).
Myši jsme vystavili 0,2 miligramu této chemikálie na kilogram tělesné hmotnosti. To způsobilo, že koncentrace BDE-47 v tuku pokusných zvířat dosáhly podobné úrovně jako u lidí žijících ve velkých amerických městech. Toto srovnání se používá v toxikologii k zajištění toho, že laboratorní experimenty používají dávky relevantní pro expozice člověka.
Překvapilo nás zjištění, že hladiny triglyceridů byly významně změněny u potomků exponovaných matek, i když expozice BDE-47 přestala o tři měsíce dříve. Triglyceridy jsou hlavními složkami tělesného tuku a buněčných membrán u lidí a jiných zvířat.
Chcete-li pochopit, jak BDE-47 mění krevní triglyceridy a další lipidy, moje laboratoř provedla další experiment s myšmi. Lipidy jsou nerozpustné molekuly, které se používají k ukládání energie a jako strukturální složky buněčných membrán.
Předpokládali jsme, že změny krevních lipidů vyplývají ze změn jaterních funkcí. Je dobře známo, že játra regulují složení lipidů v krvi. Játra mohou syntetizovat nové lipidy, ničit je, vylučovat lipidy do krve a absorbovat je z krve.
Abychom ověřili naši hypotézu, vystavili jsme samice myší BDE-47 denně během březosti nebo během období laktace a analyzovali zdravotní výsledky u potomků, když dosáhli jednoho roku – zhruba ekvivalent 50 let lidé.
Tento experiment opět ukázal, že krátkodobá expozice BDE-47 během raných fází vývoje vede k dlouhodobým účinkům na krevní lipidy u myší. Tyto účinky byly velmi podobné u zvířat, která byla exponována během embryonálního období nebo během kojení.
Přeprogramování rovnováhy lipidů v krvi a játrech
U exponovaných zvířat klesly hladiny krevních triglyceridů o polovinu a játra nashromáždila o 20 až 40 procent více lipidů než u myší, které nikdy nebyly vystaveny chemické látce.. U exponovaných myší byla změněna aktivita mnoha jaterních genů kódujících enzymy důležité pro metabolismus lipidů.
Pozorovali jsme, že nižší expoziční dávka (0,2 mg/kg) a vyšší expoziční dávka (1,0 mg/kg) regulovaly CD36 v opačných směrech. Nižší dávka vedla ke snížení CD36 a zvýšení krevních triglyceridů, zatímco vyšší dávka zvýšila CD36 a snížila krevní triglyceridy. Myslíme si, že je důležité poznamenat, že obě testované dávky byly v rozmezí expozice člověka. Mezi klíčovými proteiny zapojenými do metabolismu lipidů byl jeden zvláště vysoký. Tento protein – CD36 – je zodpovědný za pumpování lipidů z krve do jater. Zvýšené množství CD36 u exponovaných zvířat je pravděpodobně zodpovědné za snížení lipidů v krvi a jejich zvýšení v játrech, což vede ke zvýšené akumulaci těchto tuků v játrech.
Představují změny v CD36 zdravotní rizika?
Naše zjištění ukazují, že expozice BDE-47 během časného vývoje může u myší změnit hladiny CD36 v obou směrech a že jak zvýšení, tak snížení CD36 může být škodlivé.
Když jsme vystavili myši vysokým dávkám BDE-47, zvýšily se tím hladiny proteinu CD36, což způsobuje nadměrné hromadění tuku v jaterních buňkách. Tento stav se nazývá nealkoholické ztučnění jater. to je nejběžnější forma chronickéonemocnění jater u dospělých a dětí.
Kolem má jedna třetina americké populace nealkoholické ztučnění jater a je rizikovým faktorem pro Diabetes typu 2, hypertenze, kardiovaskulární onemocnění a onemocnění ledvin, jaterní cirhóza a rakovina jater.
Na druhou stranu, snížená aktivita CD36 povede k vyšším hladinám lipidů v krvi a bude mít za následek ateroskleróza – onemocnění, při kterém se na stěnách cév tvoří lipidové plaky. Ateroskleróza je primárním rizikovým faktorem srdeční infarkt, který ročně způsobí kolem 800 000 úmrtí v samotných USA. Takže raná expozice této environmentální chemické látce může zcela přeprogramovat celoživotní dráhu zdraví.
Studie publikované jinými laboratořemi to potvrzují PBDE narušují metabolismus lipidů u potkanů a zvyšují riziko nealkoholického ztučnění jater u myší vystavených během raných fází vývoje.
Stále v ohrožení?
PBDE byly v Evropě zakázány do roku 2008 a dobrovolně staženo průmyslem v Severní Americe do roku 2013. Je pravděpodobné, že výroba PBDE byla ukončena na celém světě, i když údaje pro mnoho regionů chybí. Tyto chemikálie jsou však stále přítomny v produktech používaných v domácnostech a autech v USA. PBDE jsou velmi stabilní sloučeniny. Jakmile se uvolní do životního prostředí, hromadí se v sedimentech a v tukových tkáních volně žijících živočichů a lidí a zůstávají tam po mnoho let. Například, poločas různých PBDE v lidském těle je jeden až sedm let. V životním prostředí si našly cestu do tukových tkání zvířat, z nichž mnohé pro nás představují důležité zdroje potravy.
Ačkoli výroba PBDE ve vyspělých zemích přestala, některé studie uvádějí, že koncentrace PBDE v lidských tkáních v U.S. nadále růst.
Lidé narození v USA a Kanadě během posledních 15 až 20 let byli během svého raného života vystaveni environmentální koncentrace PBDE, srovnatelné s těmi, které přeprogramovaly metabolismus lipidů v našich experimentech s myšmi. Domníváme se tedy, že asi 20 procent severoamerické populace může být ohroženo stavy spojenými se změněnými koncentracemi lipidů v krvi a játrech.
Rozvinou se u těchto lidí stavy související se stárnutím snadněji než u předchozích generací? Odpověď teprve přijde. Je pravděpodobné, že PBDE nejsou jediným viníkem. Mnoho dalších všudypřítomných škodlivin, jako např polychlorované bifenyly (PCB), dioxin (TCDD) a perfluorované sloučeniny (PFOS, PFNA)dnes je známo, že ovlivňují CD36 u myší.
Dosud není jasné, zda účinky těchto dalších chemikálií jsou tak dlouhodobé jako účinky PBDE. Dosud také není jasné, zda účinky chemických expozic pozorovaných u myší jsou stejné u lidí. Myši jsou nejrozšířenějším zvířecím modelem pro testování toxicity léčiv a průmyslových chemikálií a toxikologické studie na zvířatech jsou obecně použitelné pro lidi, i když reakce laboratorních zvířat a lidé vůči chemikáliím se mohou lišit v typu a závažnosti.
Tento článek byl původně publikován dne Konverzace podle Alexandr Suvorov, odborný asistent veřejného zdraví na University of Massachusetts Amherst.
