Kokie veiksniai nulemia, ar senstate sveikai ir linksmai, ar tai virs nesibaigiančia daugybės sveikatos būklių kančių virtinė?
Mūsų sveikatą lemia daugybė veiksnių, įskaitant genetiką, mitybą, fizinį aktyvumą, rūkymą ir stresą. Kai kurie kiti veiksniai gali būti tokie pat galingi, bet gali būti dar neatpažinti.
Esu aplinkos toksikologas, tiriantis, kaip žmogaus sukurtos cheminės medžiagos veikia mūsų sveikatą. Man visada buvo įdomu suprasti, kaip mūsų dabartinė sveikata formuojasi dėl cheminių medžiagų poveikio embrioninis ir ankstyvasis postnatalinis laikotarpis – gyvenimo tarpsniai, kurie ypač jautrūs aplinkai stresoriai.
Norėdami išspręsti šiuos klausimus, daugiausia dėmesio skyriau ilgalaikio poveikio sveikatai, kurį sukelia cheminių medžiagų, naudojamų kaip antipirenai, grupės, vadinamos antipirenais. polibrominti difenilo eteriai (PBDE). Pirmasis PBDE naudojimo kaip antipireno patentas buvo išduotas 1960 m. ir komercinių produktų, kurių sudėtyje yra PBDE, pvz., statybinės medžiagos, elektronika, baldai, motorinės transporto priemonės, plastikai, poliuretano putos, kūdikių pižamos ir kiti,
Vėlesni tyrimai parodė, kad šių cheminių medžiagų koncentracija žmogaus kraujyje, piene ir audiniuose buvo eksponentiškai didėja per pastaruosius 30 metų, padvigubėjo kas penkerius metus, o jų poveikis sveikatai buvo menkai suprantamas.
Ankstyvas poveikis sukelia visą gyvenimą trunkančius kraujo lipidų pokyčius
Viename iš savo eksperimentų peles maitinau vienu iš dažniausiai žmogaus kraujyje ir piene randamų PBDE – BDE-47. The pelių patelės jį gavonuo 8 nėštumo dienos iki žindymo pabaigos (21 diena po gimdymo).
Mes paveikėme peles su 0,2 miligramo šios cheminės medžiagos vienam kilogramui kūno svorio. Dėl to BDE-47 koncentracija eksperimentinių gyvūnų riebaluose pasiekė panašų lygį, kaip ir žmonių, gyvenančių dideliuose Amerikos miestuose. Šis palyginimas naudojamas toksikologijoje, siekiant užtikrinti, kad laboratoriniuose eksperimentuose būtų naudojamos dozės, susijusios su poveikiu žmonėms.
Nustebome, kad trigliceridų lygis reikšmingai pakito motinų palikuonims, nors BDE-47 poveikis buvo nutrauktas prieš tris mėnesius. Trigliceridai yra pagrindinė žmonių ir kitų gyvūnų kūno riebalų ir ląstelių membranų sudedamoji dalis.
Norėdami suprasti, kaip BDE-47 keičia trigliceridų ir kitų lipidų kiekį kraujyje, mano laboratorija atliko dar vieną eksperimentą su pelėmis. Lipidai yra netirpios molekulės, naudojamos energijai kaupti ir kaip struktūriniai ląstelių membranų komponentai.
Mes iškėlėme hipotezę, kad kraujo lipidų pokyčiai atsiranda dėl kepenų funkcijos pokyčių. Gerai žinoma, kad kepenys reguliuoja lipidų sudėtį kraujyje. Kepenys gali sintetinti naujus lipidus, juos sunaikinti, išskirti lipidus į kraują ir pasisavinti iš kraujo.
Norėdami patikrinti savo hipotezę, pelių pateles BDE-47 kasdien veikėme nėštumo metu arba laktacijos laikotarpiu. ir išanalizavo palikuonių sveikatos rezultatus, kai jiems sukanka vieneri metai, o tai maždaug atitinka 50 metų žmonių.
Šis eksperimentas dar kartą parodė, kad trumpalaikis BDE-47 poveikis ankstyvaisiais vystymosi etapais sukelia ilgalaikį poveikį pelių kraujo lipidams. Šis poveikis buvo labai panašus gyvūnams, kurie buvo paveikti embriono laikotarpiu arba žindymo metu.
Lipidų balanso kraujyje ir kepenyse perprogramavimas
Eksponuotų gyvūnų trigliceridų kiekis kraujyje sumažėjo perpus ir kepenys sukaupė 20–40 procentų daugiau lipidų nei pelių, kurios niekada nebuvo veikiamos cheminės medžiagos. Daugelio kepenų genų, koduojančių lipidų metabolizmui svarbius fermentus, aktyvumas buvo pakeistas veikiamose pelėse.
Pastebėjome, kad mažesnės ekspozicijos dozė (0, 2 mg / kg) ir didesnė ekspozicijos dozė (1, 0 mg / kg) reguliuoja CD36 priešingomis kryptimis. Mažesnė dozė sumažino CD36 ir padidino trigliceridų kiekį kraujyje, o didesnė dozė padidino CD36 ir sumažino trigliceridų kiekį kraujyje. Manome, kad svarbu pažymėti, kad abi tirtos dozės atitiko žmogaus poveikio diapazoną. Tarp pagrindinių baltymų, dalyvaujančių lipidų metabolizme, vienas buvo ypač didelis. Šis baltymas – CD36 – yra atsakingas už lipidų siurbimą iš kraujo į kepenis. Padidėjęs CD36 kiekis paveiktuose gyvūnuose greičiausiai yra atsakingas už lipidų kiekio kraujyje sumažėjimą ir jų padidėjimą kepenyse, todėl kepenyse kaupiasi daugiau šių riebalų.
Ar CD36 pokyčiai kelia pavojų sveikatai?
Mūsų išvados rodo, kad BDE-47 poveikis ankstyvojo vystymosi metu gali pakeisti CD36 lygį bet kuria kryptimi pelėms ir kad CD36 padidėjimas ir sumažėjimas gali būti žalingas.
Kai peles paveikėme didelėmis BDE-47 dozėmis, padidėjo CD36 baltymo kiekis, dėl kurio kepenų ląstelėse kaupiasi per daug riebalų. Ši būklė vadinama nealkoholine riebiųjų kepenų liga. Tai yra Dažniausia lėtinė formasuaugusiųjų ir vaikų kepenų liga.
Aplink turi trečdalis Amerikos gyventojų nealkoholinė suriebėjusių kepenų liga, ir tai yra rizikos veiksnys 2 tipo cukrinis diabetas, hipertenzija, širdies ir kraujagyslių bei inkstų ligos, kepenų cirozė ir kepenų vėžys.
Kita vertus, sumažėjęs CD36 aktyvumas padidins lipidų kiekį kraujyje ir dėl to aterosklerozė - liga, kai ant kraujagyslių sienelių susidaro lipidų plokštelės. Aterosklerozė yra pagrindinis rizikos veiksnys širdies priepuolis, dėl kurio kasmet miršta apie 800 000 žmonių vien tik JAV. Taigi ankstyvas šios aplinkos cheminės medžiagos poveikis gali visiškai perprogramuoti visą gyvenimą trunkančią sveikatos trajektoriją.
Tą patvirtina ir kitų laboratorijų paskelbti tyrimai PBDE sutrikdo lipidų apykaitą žiurkėms ir padidinti nealkoholinės suriebėjusių kepenų ligos riziką pelėms, paveiktoms ankstyvaisiais vystymosi etapais.
Vis dar rizikuojate?
PBDE Europoje buvo uždrausti 2008 m ir Šiaurės Amerikos pramonė savanoriškai atšaukė iki 2013 m. Tikėtina, kad PBDE gamyba buvo nutraukta visame pasaulyje, nors trūksta duomenų apie daugelį regionų. Tačiau šių cheminių medžiagų vis dar yra gaminiuose, naudojamuose JAV namų ūkiuose ir automobiliuose. PBDE yra labai stabilūs junginiai. Patekę į aplinką, jie kaupiasi nuosėdose ir laukinių gyvūnų bei žmonių riebaliniuose audiniuose ir ten išlieka daugelį metų. Pavyzdžiui, skirtingų PBDE pusinės eliminacijos laikas žmogaus organizme yra nuo vienerių iki septynerių metų. Aplinkoje jie pateko į gyvūnų riebalinius audinius, kurių daugelis yra mums svarbūs maisto šaltiniai.
Nors išsivysčiusiose šalyse PBDE gamyba buvo nutraukta, kai kurie tyrimai rodo, kad PBDE koncentracijos žmogaus audiniuose JAV. toliau augti.
Žmonės, gimę JAV ir Kanadoje per pastaruosius 15–20 metų, ankstyvame gyvenime buvo paveikti PBDE koncentracija aplinkoje, panaši į tas, kurios mūsų eksperimentuose perprogramavo lipidų metabolizmą su pelėmis. Taigi, manome, kad apie 20 procentų Šiaurės Amerikos gyventojų gali kilti būklių, susijusių su pakitusiomis lipidų koncentracijomis kraujyje ir kepenyse, rizika.
Ar šiems žmonėms su senėjimu susijusios sąlygos susirgs lengviau nei ankstesnės kartos? Atsakymas dar laukia. Tikėtina, kad PBDE nėra vienintelis kaltininkas. Daugelis kitų visur esančių teršalų, pvz polichlorinti bifenilai (PCB), dioksinas (TCDD) ir perfluorinti junginiai (PFOS, PFNA)Šiandien yra žinoma, kad jie veikia CD36 pelėms.
Dar neaišku, ar šių kitų cheminių medžiagų poveikis yra toks pat ilgalaikis kaip PBDE poveikis. Taip pat dar neaišku, ar pelėms pastebėtas cheminių medžiagų poveikio poveikis žmonėms yra toks pat. Pelės yra plačiausiai naudojamas gyvūnų modelis tiriant vaistų ir pramoninių cheminių medžiagų toksiškumą, o gyvūnų toksikologijos tyrimai paprastai taikomi žmonėms, nors laboratorinių gyvūnų atsakymai ir žmonių cheminės medžiagos gali skirtis pagal tipą ir sunkumą.
Šis straipsnis iš pradžių buvo paskelbtas Pokalbis pateikė Aleksandras Suvorovas, Masačusetso universiteto Amherst visuomenės sveikatos docentas.
