Quels facteurs déterminent si vous vivrez un vieillissement sain et joyeux ou s'il se transformera en une chaîne sans fin de souffrance de nombreux problèmes de santé ?
De nombreux facteurs façonnent notre santé, notamment la génétique, l'alimentation, l'activité physique, le tabagisme et le stress. Certains autres facteurs peuvent être aussi puissants mais peuvent ne pas encore être reconnus.
Je suis un toxicologue environnemental qui étudie comment les produits chimiques fabriqués par l'homme affectent notre santé. J'ai toujours été intéressé à comprendre comment notre santé actuelle est façonnée par les expositions chimiques au cours de la période embryonnaire et postnatale précoce – stades de la vie particulièrement sensibles aux facteurs de stress.
Pour répondre à ces questions, je me suis concentré sur l'analyse des effets à long terme sur la santé induits par une famille de produits chimiques utilisés comme retardateurs de flamme appelés éthers diphényliques polybromés (PBDE). Le premier brevet pour l'utilisation de PBDE comme retardateur de flamme a été délivré en 1960, et la fabrication de produits commerciaux contenant PBDE, tels que les matériaux de construction, l'électronique, l'ameublement, les véhicules à moteur, les plastiques, les mousses de polyuréthane, les pyjamas pour bébés et autres,
Des études ultérieures ont montré que les concentrations de ces produits chimiques dans le sang, le lait et les tissus humains étaient augmentation exponentielle au cours des 30 dernières années, doublant tous les cinq ans, alors que leurs effets sur la santé étaient mal compris.
Les expositions précoces déclenchent des changements à vie dans les lipides sanguins
Dans l'une de mes expériences, j'ai nourri des souris avec l'un des PBDE le plus souvent trouvés dans le sang et le lait humains – le BDE-47. Les des souris femelles l'ont reçudu jour 8 de leur grossesse jusqu'à la fin de l'allaitement (jour 21 post-partum).
Nous avons exposé des souris à 0,2 milligramme de ce produit chimique par kilogramme de poids corporel. Cela a fait que les concentrations de BDE-47 dans la graisse des animaux de laboratoire ont atteint des niveaux similaires aux concentrations trouvées chez les humains vivant dans les grandes villes américaines. Cette comparaison est utilisée en toxicologie pour s'assurer que les expériences de laboratoire utilisent des doses pertinentes pour les expositions humaines.
Nous avons été surpris de constater que les taux de triglycérides étaient significativement modifiés chez les descendants des mères exposées, même si l'exposition au BDE-47 avait cessé trois mois plus tôt. Les triglycérides sont les principaux constituants de la graisse corporelle et des membranes cellulaires chez l'homme et d'autres animaux.
Pour comprendre comment le BDE-47 modifie les triglycérides sanguins et autres lipides, mon laboratoire a mené une autre expérience avec des souris. Les lipides sont des molécules insolubles qui sont utilisées pour stocker de l'énergie et en tant que composants structurels des membranes cellulaires.
Nous avons émis l'hypothèse que les modifications des lipides sanguins résultent de modifications de la fonction hépatique. Il est bien connu que le foie régule la composition des lipides dans le sang. Le foie peut synthétiser de nouveaux lipides, les détruire, sécréter des lipides dans le sang et les absorber du sang.
Pour tester notre hypothèse, nous avons exposé des souris femelles au BDE-47 quotidiennement pendant la gestation ou pendant la période de lactation. et analysé les résultats de santé de la progéniture lorsqu'ils ont atteint l'âge d'un an - environ l'équivalent de 50 ans en humains.
Cette expérience a de nouveau démontré qu'une exposition à court terme au BDE-47 au cours des premières étapes du développement entraîne des effets durables sur les lipides sanguins chez la souris. Ces effets étaient très similaires chez les animaux qui ont été exposés pendant la période embryonnaire ou pendant l'allaitement.
Reprogrammer l'équilibre des lipides dans le sang et le foie
Chez les animaux exposés, les taux de triglycérides sanguins ont diminué de moitié et les foies ont accumulé 20 à 40 pour cent de lipides en plus que chez les souris qui n'ont jamais été exposées au produit chimique. L'activité de nombreux gènes hépatiques codant pour des enzymes importantes pour le métabolisme des lipides a été altérée chez les souris exposées.
Nous avons observé qu'une dose d'exposition plus faible (0,2 mg/kg) et une dose d'exposition plus élevée (1,0 mg/kg) régulaient le CD36 dans des directions opposées. Une dose plus faible a entraîné une diminution du CD36 et une augmentation des triglycérides sanguins, tandis qu'une dose plus élevée a entraîné une augmentation du CD36 et une diminution des triglycérides sanguins. Nous pensons qu'il est important de noter que les deux doses testées étaient dans la gamme des expositions humaines. Parmi les protéines clés impliquées dans le métabolisme des lipides, une était particulièrement élevée. Cette protéine – CD36 – est responsable du pompage des lipides du sang vers le foie. Une quantité accrue de CD36 chez les animaux exposés est probablement responsable de la baisse des lipides dans le sang et de leur augmentation dans le foie, entraînant une accumulation accrue de ces graisses dans le foie.
Les modifications du CD36 présentent-elles des risques pour la santé ?
Nos résultats démontrent que l'exposition au BDE-47 au cours du développement précoce peut modifier les niveaux de CD36 dans les deux sens chez la souris et que l'augmentation et la diminution de CD36 peuvent être délétères.
Lorsque nous avons exposé des souris à de fortes doses de BDE-47, cela a augmenté les niveaux de la protéine CD36, ce qui provoque une accumulation excessive de graisse dans les cellules du foie. Cette condition est appelée stéatose hépatique non alcoolique. C'est le forme la plus courante de maladie chroniquemaladie du foie chez les adultes et les enfants.
Environ un tiers de la population américaine a stéatose hépatique non alcoolique, et c'est un facteur de risque de Diabète de type 2, hypertension, maladies cardiovasculaires et rénales, cirrhose du foie et cancer du foie.
D'un autre côté, une diminution de l'activité du CD36 entraînera une augmentation des taux de lipides dans le sang et entraînera athérosclérose – une maladie dans laquelle des plaques de lipides s'accumulent sur les parois des vaisseaux. L'athérosclérose est le principal facteur de risque de crise cardiaque, qui cause environ 800 000 décès par an aux États-Unis seulement. Ainsi, l'exposition au début de la vie à ce produit chimique environnemental peut reprogrammer complètement la trajectoire de santé tout au long de la vie.
Des études publiées par d'autres laboratoires confirment que Les PBDE perturbent le métabolisme des lipides chez le rat et augmenter le risque de stéatose hépatique non alcoolique chez les souris exposées au cours des premières étapes du développement.
Toujours à risque ?
Les PBDE ont été interdits en Europe en 2008 et retirés volontairement par l'industrie en Amérique du Nord d'ici 2013. Il est probable que la production de PBDE ait cessé partout dans le monde, bien que les données soient manquantes pour de nombreuses régions. Cependant, ces produits chimiques sont toujours présents dans les produits utilisés dans les ménages et les voitures américains. Les PBDE sont des composés très stables. Une fois rejetés dans l'environnement, ils s'accumulent dans les sédiments et dans les tissus adipeux de la faune et des humains et y restent pendant de nombreuses années. Par exemple, le demi-vie de différents PBDE dans le corps humain se situe entre un et sept ans. Dans l'environnement, ils ont trouvé leur chemin vers les tissus adipeux des animaux, dont beaucoup représentent d'importantes sources de nourriture pour nous.
Bien que la production de PBDE ait cessé dans les pays développés, certaines études rapportent que les concentrations de PBDE dans les tissus humains aux États-Unis. continuer à grandir.
Les personnes nées aux États-Unis et au Canada au cours des 15 à 20 dernières années ont été exposées au début de leur vie à concentrations environnementales de PBDE, comparables à celles qui ont reprogrammé le métabolisme des lipides dans nos expériences avec des souris. Ainsi, nous pensons qu'environ 20 pour cent de la population nord-américaine peut être à risque de maladies associées à des concentrations modifiées de lipides dans le sang et le foie.
Ces personnes développeront-elles plus facilement des affections liées au vieillissement que les générations précédentes? La réponse est encore à venir. Il est probable que les PBDE ne soient pas les seuls coupables. De nombreux autres polluants omniprésents, tels que biphényles polychlorés (PCB), dioxine (TCDD) et composés perfluorés (PFOS, PFNA), sont connus aujourd'hui pour affecter le CD36 chez la souris.
Il n'est pas encore clair si les effets de ces autres produits chimiques sont aussi durables que les effets des PBDE. Il n'est pas encore clair non plus si les effets des expositions chimiques observées chez la souris sont les mêmes chez l'homme. Les souris sont le modèle animal le plus largement utilisé pour tester la toxicité des produits pharmaceutiques et des produits chimiques industriels, et les études de toxicologie animale sont généralement applicables aux humains, bien que les réponses des animaux de laboratoire et les humains aux produits chimiques peuvent différer en type et en gravité.
Cet article a été initialement publié le La conversation par Alexandre Souvorov, professeur adjoint de santé publique à l'Université du Massachusetts Amherst.
