אילו גורמים קובעים אם תחווה הזדקנות בריאה ועליזה או אם היא תהפוך לשרשרת אינסופית של סבל ממספר רב של מצבים בריאותיים?
גורמים רבים מעצבים את בריאותנו, כולל גנטיקה, תזונה, פעילות גופנית, עישון ומתח. גורמים אחרים עשויים להיות חזקים באותה מידה, אך ייתכן שעדיין לא יזהו.
אני טוקסיקולוגית סביבתית החוקרת כיצד כימיקלים מעשה ידי אדם משפיעים על הבריאות שלנו. תמיד התעניינתי להבין כיצד הבריאות הנוכחית שלנו מעוצבת על ידי חשיפות כימיות במהלך המחלה תקופה עוברית ומוקדמת לאחר הלידה - שלבי חיים רגישים במיוחד לסביבה גורמי לחץ.
כדי לענות על שאלות אלו, התמקדתי בניתוח ההשפעות הבריאותיות ארוכות הטווח הנגרמות על ידי משפחה של כימיקלים המשמשים כמעכבי בעירה הנקראים אתרים דיפניל פוליברום (PBDE). הפטנט הראשון לשימוש ב-PBDE כחומר מעכב בעירה הונפק בשנת 1960, וייצור של מוצרים מסחריים המכילים PBDEs, כגון חומרי בניין, אלקטרוניקה, ריהוט, כלי רכב, פלסטיק, קצף פוליאוריטן, פיג'מות לתינוקות אחרים, התחיל ב-1965. PBDEs זוהו לראשונה על ידי מדענים ב רקמות של בעלי חיים בשנות ה-80.
מחקרים מאוחרים יותר הראו כי ריכוזים של כימיקלים אלו בדם, בחלב וברקמות אנושיים היו
חשיפות מוקדמות מעוררות שינויים לכל החיים בשומני הדם
באחד הניסויים שלי, האכלתי עכברים באחד מה-PBDEs שנמצאים לרוב בדם וחלב אנושיים - BDE-47. ה נקבות עכברים קיבלו את זהמהיום ה-8 להריונם ועד לסיום ההנקה (יום 21 לאחר לידה).
חשפנו עכברים ל-0.2 מיליגרם של הכימיקל הזה לכל קילוגרם משקל גוף. זה גרם לריכוזי BDE-47 בשומן של חיות ניסוי להגיע לרמות דומות לריכוזים שנמצאו בבני אדם החיים בערים גדולות באמריקה. השוואה זו משמשת ברוקסיקולוגיה כדי להבטיח שניסויי מעבדה משתמשים במינונים הרלוונטיים לחשיפה של בני אדם.
הופתענו לגלות שרמות הטריגליצרידים השתנו באופן משמעותי בצאצאים של אמהות חשופות, למרות שהחשיפה ל-BDE-47 פסקה שלושה חודשים קודם לכן. טריגליצרידים הם המרכיבים העיקריים של שומן הגוף וממברנות התאים בבני אדם ובבעלי חיים אחרים.
כדי להבין כיצד BDE-47 משנה טריגליצרידים בדם ושומנים אחרים, המעבדה שלי ערכה ניסוי נוסף עם עכברים. ליפידים הם מולקולות בלתי מסיסות המשמשות לאגירת אנרגיה וכמרכיבים מבניים של ממברנות התא.
שיערנו ששינויים בשומנים בדם נובעים משינויים בתפקוד הכבד. ידוע שהכבד מווסת את הרכב השומנים בדם. הכבד יכול לסנתז שומנים חדשים, להרוס אותם, להפריש שומנים לדם ולספוג אותם מהדם.
כדי לבדוק את ההשערה שלנו, חשפנו עכברים נקבות ל-BDE-47 מדי יום במהלך ההריון או בתקופת ההנקה וניתחו תוצאות בריאותיות של צאצאים כשהם הגיעו לגיל שנה - שווה בערך ל-50 שנים ב בני אנוש.
ניסוי זה הוכיח שוב שחשיפה לטווח קצר ל-BDE-47 במהלך שלבי התפתחות מוקדמים גורמת להשפעות ארוכות טווח על שומנים בדם בעכברים. השפעות אלו היו דומות מאוד בבעלי חיים שנחשפו במהלך תקופת העובר או במהלך ההנקה.
תכנות מחדש של מאזן השומנים בדם ובכבד
בבעלי חיים חשופים, רמות הטריגליצרידים בדם ירדו בחצי, ו כבדים צברו 20% עד 40% יותר שומנים מאשר בעכברים שמעולם לא נחשפו לחומר הכימי.. פעילותם של גנים רבים בכבד המקודדים לאנזימים החשובים לחילוף החומרים של שומנים שונתה בעכברים חשופים.
ראינו שמינון חשיפה נמוך יותר (0.2 מ"ג/ק"ג) ומינון חשיפה גבוה יותר (1.0 מ"ג/ק"ג) מווסת את CD36 בכיוונים מנוגדים. מינון נמוך יותר הביא לירידה ב-CD36 ולעלייה בטריגליצרידים בדם, בעוד מינון גבוה יותר העלה את ה-CD36 ולירידה בטריגליצרידים בדם. אנו חושבים שחשוב לציין ששתי המינונים שנבדקו היו בטווח של חשיפות אנושיות. בין חלבוני המפתח המעורבים בחילוף החומרים של שומנים, אחד מהם היה גבוה במיוחד. חלבון זה - CD36 - אחראי על שאיבת השומנים מהדם לכבד. כמות מוגברת של CD36 בבעלי חיים חשופים אחראית ככל הנראה להורדת שומנים בדם ולהעלאתם בכבד, וכתוצאה מכך הצטברות מוגברת של שומנים אלו בכבד.
האם שינויים ב-CD36 מהווים סיכונים בריאותיים?
הממצאים שלנו מראים שחשיפה ל-BDE-47 במהלך התפתחות מוקדמת יכולה לשנות את רמות ה-CD36 בכל כיוון בעכברים ושגם עלייה וגם ירידה ב-CD36 עשויות להיות מזיקות.
כאשר חשפנו עכברים למינונים גבוהים של BDE-47, הדבר העלה את רמות החלבון CD36, מה שגורם להצטברות יתר של שומן בתאי הכבד. מצב זה נקרא מחלת כבד שומני לא אלכוהולי. זה הצורה הנפוצה ביותר של כרונימחלת כבד בקרב מבוגרים וילדים.
סְבִיב לשליש מהאוכלוסייה האמריקאית יש מחלת כבד שומני לא אלכוהולי, והיא מהווה גורם סיכון עבור סוכרת סוג 2, יתר לחץ דם, מחלות לב וכליות, שחמת הכבד וסרטן הכבד.
מצד שני, ירידה בפעילות של CD36 תוביל לרמות שומנים גבוהות יותר בדם ותגרום לכך טרשת עורקים - מחלה שבה רובדים של שומנים נבנים על דפנות כלי הדם. טרשת עורקים היא גורמי הסיכון העיקריים עבור התקף לב, שגורם לכ-800,000 מקרי מוות בשנה בארה"ב בלבד. לפיכך, חשיפה לחיים מוקדמים לכימיקל סביבתי זה עשויה לתכנת מחדש לחלוטין את מסלול הבריאות לכל החיים.
מחקרים שפורסמו על ידי מעבדות אחרות מאשרים זאת PBDEs משבשים את חילוף החומרים של שומנים בחולדות ו להגביר את הסיכון למחלת כבד שומני לא אלכוהולי בעכברים שנחשפו בשלבי התפתחות מוקדמים.
עדיין בסיכון?
PBDEs נאסרו באירופה עד 2008 ו הוסר מרצון על ידי התעשייה בצפון אמריקה עד 2013. סביר להניח שייצור PBDEs הופסק בכל העולם, אם כי חסרים נתונים עבור אזורים רבים. עם זאת, כימיקלים אלה עדיין קיימים במוצרים המשמשים במשקי בית ובמכוניות בארה"ב. PBDEs הם תרכובות יציבות מאוד. לאחר שחרורם לסביבה, הם מצטברים במשקעים וברקמות שומן של חיות בר ובני אדם ונשארים שם שנים רבות. לדוגמה, ה זמן מחצית חיים של PBDEs שונים בגוף האדם הוא בין שנה לשבע שנים. בסביבה הם מצאו את דרכם לרקמות שומן של בעלי חיים, שרבות מהן מייצגות מקורות מזון חשובים עבורנו.
למרות שהייצור של PBDEs הופסק במדינות מפותחות, כמה מחקרים מדווחים שריכוזים של PBDEs ברקמות אנושיות בארה"ב. להמשיך לגדול.
אנשים שנולדו בארה"ב ובקנדה במהלך 15 עד 20 השנים האחרונות נחשפו במהלך חייהם המוקדמים ל ריכוזים סביבתיים של PBDE, דומים לאלה שתכנתו מחדש את חילוף החומרים השומנים בניסויים שלנו עם עכברים. לפיכך, אנו מאמינים שכ-20 אחוז מאוכלוסיית צפון אמריקה עשויים להיות בסיכון לתנאים הקשורים לשינוי בריכוזי השומנים בדם ובכבד.
האם אנשים אלה יפתחו מצבים הקשורים להזדקנות בקלות רבה יותר מאשר הדורות הקודמים? התשובה עוד לפניה. סביר להניח ש-PBDEs הם לא האשם היחיד. מזהמים רבים אחרים הנמצאים בכל מקום, כגון ביפנילים פולי-כלוריים (PCB), דיוקסין (TCDD) ותרכובות פרפלואורינטות (PFOS, PFNA), ידועים היום כמשפיעים על CD36 בעכברים.
עדיין לא ברור אם ההשפעות של כימיקלים אחרים אלה ארוכות טווח כמו ההשפעות של PBDE. כמו כן, עדיין לא ברור אם ההשפעות של חשיפות כימיות שנצפו בעכברים זהות בבני אדם. עכברים הם מודל החיות הנפוץ ביותר לבדיקת הרעילות של תרופות וכימיקלים תעשייתיים, ומחקרי רעילות בבעלי חיים בדרך כלל ישימים לבני אדם, למרות תגובות של חיות מעבדה ובני אדם לכימיקלים עשויים להיות שונים בסוג ובחומרה.
מאמר זה פורסם במקור ב השיחה על ידי אלכסנדר סובורוב, עוזר פרופסור לבריאות הציבור באוניברסיטת מסצ'וסטס אמהרסט.
