Millised tegurid määravad, kas vananete tervena ja rõõmsalt või muutub see lõputuks mitmete terviseseisundite vaevuste ahelaks?
Meie tervist mõjutavad paljud tegurid, sealhulgas geneetika, toitumine, füüsiline aktiivsus, suitsetamine ja stress. Mõned teised tegurid võivad olla sama võimsad, kuid neid ei pruugita veel ära tunda.
Olen keskkonnatoksikoloog, kes uurib, kuidas inimtekkelised kemikaalid mõjutavad meie tervist. Olin alati huvitatud sellest, kuidas meie praegust tervist mõjutavad keemilised kokkupuuted ajal embrüonaalne ja varajane sünnijärgne periood – eluetapid, mis on keskkonna suhtes eriti tundlikud stressorid.
Nende küsimuste lahendamiseks keskendusin leegiaeglustitena kasutatavate kemikaalide perekonna põhjustatud pikaajaliste tervisemõjude analüüsile. polübroomitud difenüüleetrid (PBDE). Esimene patent PBDE kasutamiseks leegiaeglustajana anti välja 1960. aastal ja seda sisaldavate kaubanduslike toodete valmistamisel. PBDE-d, nagu ehitusmaterjalid, elektroonika, sisustus, mootorsõidukid, plastid, polüuretaanvahud, imikute pidžaamad ja teised,
Hilisemad uuringud näitasid, et nende kemikaalide kontsentratsioonid inimese veres, piimas ja kudedes olid plahvatuslikult kasvanud viimase 30 aasta jooksul, kahekordistudes iga viie aasta järel, kuigi nende mõju tervisele oli halvasti mõistetav.
Varajane kokkupuude kutsub esile eluaegsed muutused vere lipiidides
Ühes oma katses andsin hiirtele ühe inimveres ja -piimas kõige sagedamini leiduvatest PBDE-dest – BDE-47. The emased hiired said selleraseduse 8. päevast kuni imetamise lõpuni (21. sünnitusjärgne päev).
Me eksponeerisime hiirtele 0,2 milligrammi seda kemikaali kilogrammi kehakaalu kohta. See põhjustas BDE-47 kontsentratsiooni katseloomade rasvas, mis jõudis samale tasemele kui Ameerika suurlinnades elavatel inimestel. Seda võrdlust kasutatakse toksikoloogias tagamaks, et laboratoorsetes katsetes kasutatakse doose, mis on olulised inimeste kokkupuute jaoks.
Olime üllatunud, kui avastasime, et triglütseriidide tase muutus märkimisväärselt kokku puutunud emade järglastel, kuigi kokkupuude BDE-47-ga lõppes kolm kuud varem. Triglütseriidid on inimeste ja teiste loomade keharasva ja rakumembraanide peamised koostisosad.
Et mõista, kuidas BDE-47 muudab vere triglütseriide ja teisi lipiide, minu labor viis läbi veel ühe katse hiirtega. Lipiidid on lahustumatud molekulid, mida kasutatakse energia salvestamiseks ja rakumembraanide struktuurikomponentidena.
Me oletasime, et muutused vere lipiidides tulenevad muutustest maksafunktsioonis. On hästi teada, et maks reguleerib vere lipiidide koostist. Maks suudab sünteesida uusi lipiide, neid hävitada, lipiide verre eritada ja verest absorbeerida.
Oma hüpoteesi kontrollimiseks eksponeerisime emaseid hiiri iga päev tiinuse või imetamise ajal BDE-47-ga ja analüüsis järglaste tervisenäitajaid, kui nad said üheaastaseks – ligikaudu 50 aasta vanuseks inimesed.
See katse näitas taas, et lühiajaline kokkupuude BDE-47-ga arengu varajastes etappides põhjustab hiirte vere lipiididele pikaajalist mõju. Need toimed olid väga sarnased loomadel, kes puutusid kokku embrüoperioodil või imetamise ajal.
Lipiidide tasakaalu ümberprogrammeerimine veres ja maksas
Eksponeeritud loomadel langes vere triglütseriidide tase poole võrra ja maksad kogusid 20–40 protsenti rohkem lipiide kui hiirtel, kes pole kunagi kemikaaliga kokku puutunud. Eksponeeritud hiirtel muudeti paljude lipiidide metabolismi jaoks olulisi ensüüme kodeerivate maksageenide aktiivsust.
Täheldasime, et madalam annus (0, 2 mg / kg) ja suurem kokkupuute annus (1, 0 mg / kg) reguleerisid CD36 vastassuundades. Väiksem annus põhjustas CD36 vähenemise ja vere triglütseriidide tõusu, samas kui suurem annus suurendas CD36 ja vere triglütseriidide vähenemist. Arvame, et on oluline märkida, et mõlemad testitud annused olid inimeste kokkupuute vahemikus. Lipiidide metabolismis osalevate peamiste valkude hulgas oli üks eriti kõrge. See valk - CD36 - vastutab lipiidide pumpamise eest verest maksa. Suurenenud CD36 kogus eksponeeritud loomadel põhjustab tõenäoliselt lipiidide sisalduse langetamist veres ja nende tõusu maksas, mille tulemuseks on nende rasvade suurenenud kogunemine maksas.
Kas muutused CD36-s kujutavad endast terviseriske?
Meie leiud näitavad, et kokkupuude BDE-47-ga varase arengu ajal võib hiirtel muuta CD36 taset mõlemas suunas ja nii CD36 suurenemine kui ka vähenemine võivad olla kahjulikud.
Kui puutusime hiirtel kokku BDE-47 suurte annustega, suurendas see CD36 valgu taset, mis põhjustab liigset rasva kogunemist maksarakkudes. Seda seisundit nimetatakse mittealkohoolseks rasvmaksahaiguseks. See on kõige levinum krooniline vormmaksahaigus täiskasvanutel ja lastel.
Ümberringi kolmandikul Ameerika elanikkonnast on mittealkohoolne rasvmaksahaigus ja see on riskitegur II tüüpi diabeet, hüpertensioon, südame-veresoonkonna- ja neeruhaigused, maksatsirroos ja maksavähk.
Teisest küljest toob CD36 aktiivsuse vähenemine kaasa kõrgema lipiidide taseme veres ja selle tulemuseks on ateroskleroos - haigus, mille puhul veresoonte seintele tekivad lipiidide naastud. Ateroskleroos on peamised riskifaktorid südameatakk, mis põhjustab igal aastal umbes 800 000 surma ainult USA-s. Seega võib varane kokkupuude selle keskkonnakemikaaliga täielikult ümber programmeerida elukestva tervise trajektoori.
Seda kinnitavad ka teiste laborite avaldatud uuringud PBDE-d häirivad lipiidide metabolismi rottidel ja suurendada mittealkohoolse rasvmaksahaiguse riski hiirtel, mis on eksponeeritud arengu varases etapis.
Kas ikka veel ohus?
PBDE-d keelustati Euroopas 2008. aastal ja Põhja-Ameerika tööstus on selle 2013. aastaks vabatahtlikult tagasi võtnud. Tõenäoliselt lakkas PBDE tootmine kõikjal maailmas, kuigi paljude piirkondade kohta puuduvad andmed. Neid kemikaale leidub siiski USA kodumajapidamistes ja autodes kasutatavates toodetes. PBDE-d on väga stabiilsed ühendid. Pärast keskkonda sattumist kogunevad nad setetesse ning eluslooduse ja inimeste rasvkoesse ning jäävad sinna paljudeks aastateks. Näiteks erinevate PBDE-de poolestusaeg inimkehas on üks kuni seitse aastat. Keskkonnas leidsid nad tee loomade rasvkudedesse, millest paljud on meie jaoks olulised toiduallikad.
Kuigi PBDE-de tootmine on arenenud riikides lakanud, näitavad mõned uuringud, et USA-s on PBDE-de kontsentratsioon inimkudedes. edasi kasvada.
Inimesed, kes on sündinud USA-s ja Kanadas viimase 15–20 aasta jooksul, puutusid oma varases elus kokku PBDE keskkonnakontsentratsioonid, mis on võrreldavad nendega, mis meie katsetes lipiidide metabolismi ümber programmeerisid hiirtega. Seega usume, et umbes 20 protsenti Põhja-Ameerika elanikkonnast võivad olla ohus seisundite tekkeks, mis on seotud muutunud lipiidide kontsentratsiooniga veres ja maksas.
Kas neil inimestel tekivad vananemisega seotud seisundid kergemini kui eelmistel põlvkondadel? Vastus on alles ees. Tõenäoliselt pole PBDE-d ainus süüdlane. Paljud teised üldlevinud saasteained, nt polüklooritud bifenüülid (PCB-d), dioksiin (TCDD) ja perfluoritud ühendid (PFOS, PFNA), mis tänapäeval teadaolevalt mõjutavad CD36 hiirtel.
Ei ole veel selge, kas nende teiste kemikaalide mõju on sama kauakestev kui PBDE mõju. Samuti pole veel selge, kas hiirtel täheldatud keemiliste kokkupuute mõjud on inimestel samad. Hiired on kõige laialdasemalt kasutatav loommudel ravimite ja tööstuskemikaalide toksilisuse testimiseks ning loomadega tehtud toksikoloogilised uuringud on üldiselt rakendatavad ka inimestele, kuigi laboriloomade vastused ja inimesed võivad kemikaalide tüübi ja raskusastme poolest erineda.
See artikkel avaldati algselt Vestlus kõrval Aleksander Suvorov, Massachusettsi Amhersti ülikooli rahvatervise abiprofessor.
