Milyen tényezők határozzák meg, hogy egészséges és vidám öregedést fog-e megélni, vagy ez a szenvedés végtelen láncolatává válik számos egészségügyi állapottól?
Számos tényező befolyásolja egészségünket, köztük a genetika, az étrend, a fizikai aktivitás, a dohányzás és a stressz. Néhány más tényező ugyanilyen erős lehet, de előfordulhat, hogy még nem ismerjük fel.
Környezettoxikológus vagyok, aki azt tanulmányozza, hogy az ember által előállított vegyszerek hogyan hatnak egészségünkre. Mindig is érdekelt, hogy megértsem, hogyan formálják jelenlegi egészségünket a vegyi expozíciók során embrionális és korai posztnatális időszak – a környezetre különösen érzékeny életszakasz stresszorok.
E kérdések megválaszolására fókuszáltam az égésgátlóként használt vegyi anyagok családja által kiváltott hosszú távú egészségügyi hatások elemzésére, polibrómozott difenil-éterek (PBDE-k). Az első szabadalmat a PBDE égésgátlóként való felhasználására 1960-ban adták ki, és olyan kereskedelmi termékek gyártását, amelyek PBDE-k, például építőanyagok, elektronikai cikkek, bútorok, gépjárművek, műanyagok, poliuretán habok, baba pizsamák és mások,
Későbbi vizsgálatok kimutatták, hogy ezeknek a vegyi anyagoknak a koncentrációja az emberi vérben, a tejben és a szövetekben volt exponenciálisan nőtt az elmúlt 30 évben, és ötévente megduplázódott, miközben az egészségre gyakorolt hatásukat kevéssé ismerték.
A korai expozíció egész életen át tartó változásokat vált ki a vérzsírokban
Egyik kísérletem során az emberi vérben és tejben leggyakrabban előforduló PBDE egyikével – a BDE-47-tel – etettem az egereket. Az nőstény egerek kaptákterhességük 8. napjától a szoptatás végéig (szülés utáni 21. nap).
Az egereket testtömegkilogrammonként 0,2 milligramm vegyi anyag hatásának tettük ki. Emiatt a kísérleti állatok zsírjában a BDE-47 koncentrációja hasonló szintet ért el, mint az amerikai nagyvárosokban élő emberekben. Ezt az összehasonlítást a toxikológiában használják annak biztosítására, hogy a laboratóriumi kísérletek az emberi expozíció szempontjából releváns dózisokat alkalmazzák.
Meglepődve tapasztaltuk, hogy a kitett anyák utódaiban a trigliceridszintek jelentősen megváltoztak, annak ellenére, hogy a BDE-47 expozíció három hónappal korábban megszűnt. A trigliceridek az emberek és más állatok testzsírjának és sejtmembránjainak fő alkotóelemei.
Annak megértéséhez, hogy a BDE-47 hogyan változtatja meg a vér trigliceridjét és más lipideket, laboratóriumom újabb kísérletet végzett egerekkel. A lipidek oldhatatlan molekulák, amelyek energia tárolására és a sejtmembránok szerkezeti alkotóelemeiként szolgálnak.
Feltételeztük, hogy a vérlipidek változása a májfunkció változásaiból adódik. Köztudott, hogy a máj szabályozza a vér lipidek összetételét. A máj képes új lipideket szintetizálni, elpusztítani, lipideket kiválasztani a vérbe és felszívni a vérből.
Hipotézisünk tesztelésére nőstény egereket naponta BDE-47-nek tettünk ki vemhesség vagy laktáció alatt. és elemezte az utódok egészségi állapotát, amikor elérték az egyéves kort – ez nagyjából megfelel az 50 évnek emberek.
Ez a kísérlet ismét bebizonyította, hogy a BDE-47 rövid távú expozíciója a fejlődés korai szakaszában hosszan tartó hatást eredményez az egerek vérzsírjaira. Ezek a hatások nagyon hasonlóak voltak az embrionális időszakban vagy a szoptatás alatt kitett állatoknál.
A vér és a máj lipid egyensúlyának újraprogramozása
A kitett állatokban a vér trigliceridszintje felére csökkent, és a májban 20-40 százalékkal több lipid halmozódott fel, mint azokban az egerekben, amelyek soha nem voltak kitéve a vegyszernek. Számos, a lipidmetabolizmusban fontos enzimeket kódoló májgén aktivitása megváltozott exponált egerekben.
Megfigyeltük, hogy az alacsonyabb expozíciós dózis (0,2 mg/kg) és a nagyobb expozíciós dózis (1,0 mg/kg) ellentétes irányba szabályozta a CD36-ot. Az alacsonyabb dózis csökkent CD36-szintet és emelkedett vér trigliceridszintet, míg a magasabb dózis növelte a CD36-ot és csökkentette a vér trigliceridszintjét. Fontosnak tartjuk megjegyezni, hogy mindkét vizsgált dózis az emberi expozíció tartományába esett. A lipidanyagcserében részt vevő kulcsfontosságú fehérjék közül az egyik különösen magas volt. Ez a fehérje – CD36 – felelős a lipidek vérből a májba történő pumpálásáért. Az expozíciónak kitett állatokban a CD36 megnövekedett mennyisége valószínűleg felelős a vér lipidszintjének csökkentéséért és a májban történő növekedésért, aminek következtében ezek a zsírok fokozottan felhalmozódnak a májban.
A CD36 változásai egészségügyi kockázatot jelentenek?
Eredményeink azt mutatják, hogy a BDE-47-nek való kitettség a korai fejlődés során bármelyik irányba megváltoztathatja a CD36 szintjét egerekben, és a CD36 növekedése és csökkenése egyaránt káros lehet.
Amikor az egereket nagy dózisú BDE-47-nek tettük ki, ez megnövelte a CD36 fehérje szintjét, ami túlzott zsírfelhalmozódást okoz a májsejtekben. Ezt az állapotot nem alkoholos zsírmájbetegségnek nevezik. Ez a leggyakoribb krónikus formájamájbetegség felnőttek és gyermekek körében.
Körül az amerikai lakosság egyharmada rendelkezik alkoholmentes zsírmájbetegség, és ez kockázati tényező 2-es típusú cukorbetegség, magas vérnyomás, szív- és érrendszeri és vesebetegség, májcirrózis és májrák.
Másrészt, a CD36 csökkent aktivitása magasabb lipidszintet eredményez a vérben, és ennek eredménye érelmeszesedés – olyan betegség, amelyben lipid plakkok rakódnak le az erek falán. Az érelmeszesedés az elsődleges kockázati tényező szívroham, amely évente körülbelül 800 000 halálesetet okoz egyedül az USA-ban. Így ennek a környezeti vegyszernek a korai életében való kitettsége teljesen átprogramozhatja az egész életen át tartó egészségügyi pályát.
Más laboratóriumok által publikált tanulmányok megerősítik ezt A PBDE-k megzavarják a lipidanyagcserét patkányokban és növeli a nem alkoholos zsírmájbetegség kockázatát a fejlődés korai szakaszában exponált egerekben.
Még mindig veszélyben?
A PBDE-ket 2008-ra betiltották Európában és Észak-Amerikában 2013-ig önként visszavonta az ipar. Valószínű, hogy a PBDE-k gyártása az egész világon leállt, bár sok régióról hiányoznak az adatok. Ezek a vegyszerek azonban még mindig jelen vannak az Egyesült Államok háztartásaiban és autóiban használt termékekben. A PBDE-k nagyon stabil vegyületek. A környezetbe kerülve felhalmozódnak az üledékekben és a vadon élő állatok és az emberek zsírszöveteiben, és évekig ott maradnak. Például a különböző PBDE-k felezési ideje az emberi szervezetben egy és hét év közötti. A környezetben megtalálták az utat az állatok zsírszöveteihez, amelyek közül sok fontos táplálékforrás számunkra.
Bár a PBDE-k gyártása a fejlett országokban leállt, egyes tanulmányok szerint a PBDE-k koncentrációja az emberi szövetekben az Egyesült Államokban. tovább növekszik.
Az Egyesült Államokban és Kanadában az elmúlt 15-20 évben született emberek korai életük során ki voltak téve a A PBDE környezeti koncentrációi hasonlóak azokhoz, amelyek kísérleteinkben átprogramozták a lipidmetabolizmust egerekkel. Így úgy gondoljuk, hogy az észak-amerikai lakosság körülbelül 20 százalékát fenyegeti a vérben és a májban megváltozott lipidkoncentrációval kapcsolatos állapotok.
Ezeknél az embereknél könnyebben alakulnak ki öregedéssel kapcsolatos állapotok, mint az előző generációknál? A válasz még várat magára. Valószínű, hogy nem a PBDE-k az egyedüli bűnösök. Sok más mindenütt előforduló szennyezőanyag, mint pl poliklórozott bifenilek (PCB-k), dioxin (TCDD) és perfluorozott vegyületek (PFOS, PFNA)ma ismert, hogy hatással vannak a CD36-ra egerekben.
Egyelőre nem világos, hogy ezeknek a vegyi anyagoknak a hatása olyan hosszú-e, mint a PBDE hatása. Az sem világos, hogy az egereknél megfigyelt kémiai expozíció hatásai azonosak-e az emberben. Az egerek a legszélesebb körben használt állatmodellek a gyógyszerek és ipari vegyszerek toxicitásának tesztelésére, és az állattoxikológiai vizsgálatok általában alkalmazhatók emberre is, bár a laboratóriumi állatok válaszai és a vegyi anyagok típusa és súlyossága eltérő lehet.
Ez a cikk eredetileg ekkor jelent meg A beszélgetés által Alekszandr Szuvorov, közegészségügyi adjunktus a Massachusetts Amherst Egyetemen.
