Ποιοι παράγοντες καθορίζουν αν θα βιώσετε μια υγιή και χαρούμενη γήρανση ή αν θα μετατραπεί σε μια ατελείωτη αλυσίδα ταλαιπωρίας από πολλές παθήσεις υγείας;
Πολλοί παράγοντες διαμορφώνουν την υγεία μας, όπως η γενετική, η διατροφή, η σωματική δραστηριότητα, το κάπνισμα και το άγχος. Κάποιοι άλλοι παράγοντες μπορεί να είναι εξίσου ισχυροί αλλά μπορεί να μην έχουν ακόμη αναγνωριστεί.
Είμαι περιβαλλοντικός τοξικολόγος που μελετά πώς οι ανθρωπογενείς χημικές ουσίες επηρεάζουν την υγεία μας. Πάντα με ενδιέφερε να καταλάβω πώς διαμορφώνεται η τρέχουσα υγεία μας από τις χημικές εκθέσεις κατά τη διάρκεια του εμβρυϊκή και πρώιμη μεταγεννητική περίοδος – στάδια ζωής που είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στο περιβάλλον στρεσογόνους παράγοντες.
Για να απαντήσω σε αυτά τα ερωτήματα, επικεντρώθηκα στην ανάλυση των μακροπρόθεσμων επιπτώσεων στην υγεία που προκαλούνται από μια οικογένεια χημικών ουσιών που χρησιμοποιούνται ως επιβραδυντικά φλόγας που ονομάζονται πολυβρωμιωμένοι διφαινυλαιθέρες (PBDEs). Το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για χρήση PBDE ως επιβραδυντικό φλόγας εκδόθηκε το 1960 και για την κατασκευή εμπορικών προϊόντων που περιέχουν PBDEs, όπως οικοδομικά υλικά, ηλεκτρονικά είδη, έπιπλα, μηχανοκίνητα οχήματα, πλαστικά, αφροί πολυουρεθάνης, παιδικές πιτζάμες και οι υπολοιποι,
Μεταγενέστερες μελέτες έδειξαν ότι οι συγκεντρώσεις αυτών των χημικών ουσιών στο ανθρώπινο αίμα, το γάλα και τους ιστούς ήταν αυξάνονται εκθετικά τα τελευταία 30 χρόνια, διπλασιάζονται κάθε πέντε χρόνια, ενώ οι επιπτώσεις τους στην υγεία ήταν ελάχιστα κατανοητές.
Η πρώιμη έκθεση πυροδοτεί δια βίου αλλαγές στα λιπίδια του αίματος
Σε ένα από τα πειράματά μου, τάισα ποντίκια με ένα από τα PBDE που βρίσκονται πιο συχνά στο ανθρώπινο αίμα και στο γάλα - BDE-47. ο το έλαβαν θηλυκά ποντίκιααπό την 8η ημέρα της εγκυμοσύνης τους μέχρι το τέλος του θηλασμού (21η ημέρα μετά τον τοκετό).
Εκθέσαμε ποντίκια σε 0,2 χιλιοστόγραμμα αυτής της χημικής ουσίας ανά κιλό σωματικού βάρους. Αυτό προκάλεσε τις συγκεντρώσεις του BDE-47 στο λίπος των πειραματόζωων να φτάσουν παρόμοια επίπεδα με εκείνα που βρέθηκαν σε ανθρώπους που ζούσαν σε μεγάλες αμερικανικές πόλεις. Αυτή η σύγκριση χρησιμοποιείται στην τοξικολογία για να διασφαλιστεί ότι τα εργαστηριακά πειράματα χρησιμοποιούν δόσεις σχετικές με την ανθρώπινη έκθεση.
Με έκπληξη ανακαλύψαμε ότι τα επίπεδα τριγλυκεριδίων μεταβλήθηκαν σημαντικά στους απογόνους των εκτεθειμένων μητέρων, παρόλο που η έκθεση στο BDE-47 σταμάτησε τρεις μήνες νωρίτερα. Τα τριγλυκερίδια είναι τα κύρια συστατικά του σωματικού λίπους και των κυτταρικών μεμβρανών στον άνθρωπο και σε άλλα ζώα.
Για να κατανοήσετε πώς το BDE-47 αλλάζει τα τριγλυκερίδια του αίματος και άλλα λιπίδια, το εργαστήριό μου έκανε ένα άλλο πείραμα με ποντίκια. Τα λιπίδια είναι αδιάλυτα μόρια που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση ενέργειας και ως δομικά συστατικά των κυτταρικών μεμβρανών.
Υποθέσαμε ότι οι αλλαγές στα λιπίδια του αίματος προκύπτουν από αλλαγές στη λειτουργία του ήπατος. Είναι γνωστό ότι το συκώτι ρυθμίζει τη σύνθεση των λιπιδίων στο αίμα. Το συκώτι μπορεί να συνθέσει νέα λιπίδια, να τα καταστρέψει, να εκκρίνει λιπίδια στο αίμα και να τα απορροφήσει από το αίμα.
Για να ελέγξουμε την υπόθεσή μας, εκθέσαμε θηλυκά ποντίκια σε BDE-47 καθημερινά κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης ή κατά την περίοδο της γαλουχίας και ανέλυσαν τα αποτελέσματα υγείας στους απογόνους όταν έφτασαν στην ηλικία του ενός έτους - περίπου ισοδύναμο με 50 ετών του ανθρώπου.
Αυτό το πείραμα έδειξε και πάλι ότι η βραχυπρόθεσμη έκθεση στο BDE-47 κατά τα πρώτα στάδια ανάπτυξης έχει ως αποτέλεσμα μακροχρόνιες επιπτώσεις στα λιπίδια του αίματος σε ποντίκια. Αυτές οι επιδράσεις ήταν πολύ παρόμοιες σε ζώα που εκτέθηκαν κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής περιόδου ή κατά τη διάρκεια του θηλασμού.
Επαναπρογραμματισμός της ισορροπίας των λιπιδίων στο αίμα και το ήπαρ
Στα εκτεθειμένα ζώα, τα επίπεδα των τριγλυκεριδίων στο αίμα μειώθηκαν στο μισό και το συκώτι συσσώρευσε 20 τοις εκατό έως 40 τοις εκατό περισσότερα λιπίδια από ό, τι σε ποντίκια που δεν εκτέθηκαν ποτέ στη χημική ουσία. Η δραστηριότητα πολλών ηπατικών γονιδίων που κωδικοποιούν ένζυμα σημαντικά για τον μεταβολισμό των λιπιδίων μεταβλήθηκε σε εκτεθειμένα ποντίκια.
Παρατηρήσαμε ότι η δόση χαμηλότερης έκθεσης (0,2 mg/kg) και η δόση υψηλότερης έκθεσης (1,0 mg/kg) ρύθμισαν το CD36 σε αντίθετες κατευθύνσεις. Η χαμηλότερη δόση είχε ως αποτέλεσμα μειωμένο CD36 και αυξημένα τριγλυκερίδια αίματος, ενώ υψηλότερη δόση αύξησε το CD36 και μείωσε τα τριγλυκερίδια του αίματος. Πιστεύουμε ότι είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι και οι δύο δοκιμασμένες δόσεις ήταν στο εύρος της ανθρώπινης έκθεσης. Μεταξύ των βασικών πρωτεϊνών που εμπλέκονται στο μεταβολισμό των λιπιδίων, μία ήταν ιδιαίτερα υψηλή. Αυτή η πρωτεΐνη – CD36 – είναι υπεύθυνη για την άντληση λιπιδίων από το αίμα στο ήπαρ. Η αυξημένη ποσότητα CD36 σε εκτεθειμένα ζώα είναι πιθανόν υπεύθυνη για τη μείωση των λιπιδίων στο αίμα και την αύξηση τους στο ήπαρ, με αποτέλεσμα την αυξημένη συσσώρευση αυτών των λιπών στο ήπαρ.
Οι αλλαγές στο CD36 εγκυμονούν κινδύνους για την υγεία;
Τα ευρήματά μας καταδεικνύουν ότι η έκθεση στο BDE-47 κατά την πρώιμη ανάπτυξη μπορεί να μεταβάλει τα επίπεδα του CD36 προς οποιαδήποτε κατεύθυνση σε ποντίκια και ότι τόσο η αύξηση όσο και η μείωση του CD36 μπορεί να είναι επιβλαβής.
Όταν εκθέσαμε ποντίκια σε υψηλές δόσεις BDE-47, αυτό αύξησε τα επίπεδα της πρωτεΐνης CD36, η οποία προκαλεί υπερβολική συσσώρευση λίπους στα ηπατικά κύτταρα. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται μη αλκοολική λιπώδης ηπατική νόσος. Είναι το η πιο κοινή μορφή χρόνιαςηπατική νόσο μεταξύ ενηλίκων και παιδιών.
Περίπου το ένα τρίτο του αμερικανικού πληθυσμού έχει μη αλκοολική λιπώδη νόσο του ήπατος και αποτελεί παράγοντα κινδύνου για Διαβήτης τύπου 2, υπέρταση, καρδιαγγειακή και νεφρική νόσο, κίρρωση του ήπατος και καρκίνο του ήπατος.
Από την άλλη πλευρά, η μειωμένη δραστηριότητα του CD36 θα οδηγήσει σε υψηλότερα επίπεδα λιπιδίων στο αίμα και θα έχει ως αποτέλεσμα αθηροσκλήρωση – μια ασθένεια κατά την οποία πλάκες λιπιδίων δημιουργούνται στα τοιχώματα των αγγείων. Η αθηροσκλήρωση είναι ο κύριος παράγοντας κινδύνου για καρδιακή προσβολή, η οποία προκαλεί περίπου 800.000 θανάτους ετησίως μόνο στις ΗΠΑ. Έτσι, η πρώιμη έκθεση σε αυτή την περιβαλλοντική χημική ουσία μπορεί να επαναπρογραμματίσει πλήρως την πορεία της δια βίου υγείας.
Μελέτες που δημοσιεύθηκαν από άλλα εργαστήρια το επιβεβαιώνουν Τα PBDE διαταράσσουν τον μεταβολισμό των λιπιδίων σε αρουραίους και αυξάνουν τον κίνδυνο μη αλκοολικής λιπώδους ηπατικής νόσου σε ποντίκια που εκτέθηκαν κατά τα πρώτα στάδια ανάπτυξης.
Ακόμα σε κίνδυνο;
Τα PBDE απαγορεύτηκαν στην Ευρώπη από το 2008 και αποσύρθηκε οικειοθελώς από τη βιομηχανία στη Βόρεια Αμερική έως το 2013. Είναι πιθανό ότι η παραγωγή των PBDE σταμάτησε σε όλο τον κόσμο, αν και λείπουν δεδομένα για πολλές περιοχές. Ωστόσο, αυτές οι χημικές ουσίες εξακολουθούν να υπάρχουν σε προϊόντα που χρησιμοποιούνται σε νοικοκυριά και αυτοκίνητα στις ΗΠΑ. Τα PBDE είναι πολύ σταθερές ενώσεις. Μόλις απελευθερωθούν στο περιβάλλον, συσσωρεύονται σε ιζήματα και σε λιπώδεις ιστούς της άγριας ζωής και του ανθρώπου και παραμένουν εκεί για πολλά χρόνια. Για παράδειγμα, το χρόνο ημιζωής διαφορετικών PBDEs στο ανθρώπινο σώμα είναι μεταξύ ενός και επτά ετών. Στο περιβάλλον βρήκαν το δρόμο τους σε λιπώδεις ιστούς ζώων, πολλά από τα οποία αντιπροσωπεύουν σημαντικές πηγές τροφής για εμάς.
Αν και η παραγωγή PBDEs έχει σταματήσει στις ανεπτυγμένες χώρες, ορισμένες μελέτες αναφέρουν ότι οι συγκεντρώσεις PBDEs σε ανθρώπινους ιστούς στις Η.Π.Α. συνεχίσει να αυξάνεται.
Οι άνθρωποι που γεννήθηκαν στις ΗΠΑ και τον Καναδά τα τελευταία 15 έως 20 χρόνια εκτέθηκαν κατά τη διάρκεια της πρώιμης ζωής τους σε περιβαλλοντικές συγκεντρώσεις PBDE, συγκρίσιμες με εκείνες που επαναπρογραμμάτισαν τον μεταβολισμό των λιπιδίων στα πειράματά μας με ποντίκια. Έτσι, πιστεύουμε ότι περίπου το 20 τοις εκατό του πληθυσμού της Βόρειας Αμερικής μπορεί να κινδυνεύει από καταστάσεις που σχετίζονται με μεταβολές των συγκεντρώσεων λιπιδίων στο αίμα και το ήπαρ.
Θα αναπτύξουν αυτοί οι άνθρωποι καταστάσεις που σχετίζονται με τη γήρανση πιο εύκολα από τις προηγούμενες γενιές; Η απάντηση δεν έχει έρθει ακόμη. Είναι πιθανό ότι τα PBDE δεν είναι ο μόνος ένοχος. Πολλοί άλλοι πανταχού παρόντες ρύποι, όπως π.χ πολυχλωριωμένα διφαινύλια (PCB), διοξίνη (TCDD) και υπερφθοριωμένες ενώσεις (PFOS, PFNA), είναι γνωστό σήμερα ότι επηρεάζει το CD36 σε ποντίκια.
Δεν είναι ακόμη σαφές εάν τα αποτελέσματα αυτών των άλλων χημικών ουσιών είναι τόσο μακροχρόνια όσο τα αποτελέσματα της PBDE. Επίσης, δεν είναι ακόμη σαφές εάν τα αποτελέσματα της έκθεσης σε χημικά που παρατηρούνται σε ποντίκια είναι τα ίδια και στους ανθρώπους. Τα ποντίκια είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο ζωικό μοντέλο για τη δοκιμή της τοξικότητας των φαρμακευτικών και βιομηχανικών χημικών ουσιών και οι τοξικολογικές μελέτες σε ζώα γενικά ισχύουν για τον άνθρωπο, αν και απαντήσεις πειραματόζωων και από ανθρώπους σε χημικά μπορεί να διαφέρουν ως προς τον τύπο και τη σοβαρότητα.
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Η συζήτηση με Αλεξάντερ Σουβόροφ, Επίκουρος Καθηγητής Δημόσιας Υγείας στο Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης Amherst.
