Kādi faktori nosaka, vai jūs piedzīvosiet veselīgu un dzīvespriecīgu novecošanu, vai arī tā pārvērtīsies par nebeidzamu ciešanu ķēdi no daudziem veselības stāvokļiem?
Mūsu veselību ietekmē daudzi faktori, tostarp ģenētika, uzturs, fiziskās aktivitātes, smēķēšana un stress. Daži citi faktori var būt tikpat spēcīgi, bet vēl nav atpazīti.
Esmu vides toksikologs, kurš pēta, kā cilvēka radītās ķīmiskās vielas ietekmē mūsu veselību. Mani vienmēr interesēja saprast, kā mūsu pašreizējo veselību ietekmē ķīmiskās iedarbības laikā embrionālais un agrīnais pēcdzemdību periods – dzīves posmi, kas ir īpaši jutīgi pret vidi stresa faktori.
Lai risinātu šos jautājumus, es koncentrējos uz analīzi par ilgtermiņa ietekmi uz veselību, ko izraisa ķīmisko vielu grupa, ko izmanto kā liesmas slāpētājus, ko sauc par liesmu slāpētājiem. polibromētie difenilēteri (PBDE). Pirmais patents PBDE izmantošanai kā liesmas slāpētājam tika izdots 1960. gadā un komerciālu produktu ražošanai, kas satur PBDE, piemēram, būvmateriāli, elektronika, mēbeles, mehāniskie transportlīdzekļi, plastmasa, poliuretāna putas, bērnu pidžamas un citi,
Vēlāki pētījumi parādīja, ka šo ķīmisko vielu koncentrācija cilvēka asinīs, pienā un audos bija pēdējo 30 gadu laikā pieaug eksponenciāli, dubultojot ik pēc pieciem gadiem, savukārt to ietekme uz veselību bija slikti izprotama.
Agrīna iedarbība izraisa asins lipīdu izmaiņas mūža garumā
Vienā no saviem eksperimentiem es baroju peles ar vienu no cilvēka asinīs un pienā visbiežāk sastopamajiem PBDE – BDE-47. The peļu mātītes to saņēmano 8. grūtniecības dienas līdz zīdīšanas beigām (21. pēcdzemdību diena).
Mēs pakļāvām peles 0,2 miligramiem šīs ķīmiskās vielas uz kilogramu ķermeņa svara. Tas izraisīja BDE-47 koncentrāciju eksperimentālo dzīvnieku taukos, lai sasniegtu līdzīgu līmeni kā cilvēkiem, kas dzīvo lielajās Amerikas pilsētās. Šo salīdzinājumu izmanto toksikoloģijā, lai nodrošinātu, ka laboratorijas eksperimentos tiek izmantotas devas, kas atbilst iedarbībai uz cilvēkiem.
Mēs bijām pārsteigti, atklājot, ka triglicerīdu līmenis tika ievērojami mainīts pakļauto māšu pēcnācējiem, lai gan BDE-47 iedarbība tika pārtraukta trīs mēnešus agrāk. Triglicerīdi ir galvenās ķermeņa tauku un šūnu membrānu sastāvdaļas cilvēkiem un citiem dzīvniekiem.
Lai saprastu, kā BDE-47 maina triglicerīdu līmeni asinīs un citus lipīdus, mana laboratorija veica vēl vienu eksperimentu ar pelēm. Lipīdi ir nešķīstošas molekulas, ko izmanto enerģijas uzkrāšanai un kā šūnu membrānu strukturālās sastāvdaļas.
Mēs izvirzījām hipotēzi, ka izmaiņas asins lipīdos izraisa izmaiņas aknu darbībā. Ir labi zināms, ka aknas regulē lipīdu sastāvu asinīs. Aknas var sintezēt jaunus lipīdus, iznīcināt tos, izdalīt lipīdus asinīs un absorbēt tos no asinīm.
Lai pārbaudītu mūsu hipotēzi, mēs katru dienu grūsnības vai laktācijas laikā peles pakļāvām BDE-47 iedarbībai. un analizēja veselības rezultātus pēcnācējiem, kad tie sasniedza viena gada vecumu, kas aptuveni atbilst 50 gadiem cilvēkiem.
Šis eksperiments vēlreiz parādīja, ka īslaicīga BDE-47 iedarbība agrīnā attīstības stadijā rada ilgstošu ietekmi uz asins lipīdiem pelēm. Šie efekti bija ļoti līdzīgi dzīvniekiem, kuri tika pakļauti iedarbībai embrija periodā vai zīdīšanas laikā.
Lipīdu līdzsvara pārprogrammēšana asinīs un aknās
Eksponētajiem dzīvniekiem triglicerīdu līmenis asinīs samazinājās uz pusi, un aknas uzkrāja par 20–40 procentiem vairāk lipīdu nekā pelēm, kuras nekad nebija pakļautas ķīmiskajai vielai. Eksponētās pelēs tika mainīta daudzu aknu gēnu aktivitāte, kas kodē lipīdu metabolismam svarīgus enzīmus.
Mēs novērojām, ka zemākas iedarbības deva (0, 2 mg / kg) un lielāka iedarbība (1, 0 mg / kg) regulēja CD36 pretējos virzienos. Zemākas devas rezultātā pazeminājās CD36 un paaugstināts triglicerīdu līmenis asinīs, savukārt lielāka deva paaugstināja CD36 un pazemināja triglicerīdu līmeni asinīs. Mēs uzskatām, ka ir svarīgi atzīmēt, ka abas pārbaudītās devas bija cilvēku iedarbības diapazonā. Starp galvenajām olbaltumvielām, kas iesaistītas lipīdu metabolismā, viens bija īpaši augsts. Šis proteīns - CD36 - ir atbildīgs par lipīdu sūknēšanu no asinīm uz aknām. Palielināts CD36 daudzums pakļautajiem dzīvniekiem, iespējams, ir atbildīgs par lipīdu līmeņa pazemināšanos asinīs un to paaugstināšanos aknās, kā rezultātā palielinās šo tauku uzkrāšanās aknās.
Vai izmaiņas CD36 apdraud veselību?
Mūsu atklājumi liecina, ka BDE-47 iedarbība agrīnās attīstības laikā var mainīt CD36 līmeni abos virzienos pelēm un ka gan CD36 palielināšanās, gan samazināšanās var būt kaitīga.
Kad mēs pakļāvām peles lielām BDE-47 devām, tas palielināja CD36 proteīna līmeni, kas izraisa pārmērīgu tauku uzkrāšanos aknu šūnās. Šo stāvokli sauc par bezalkoholisko taukaino aknu slimību. Tas ir visizplatītākā hroniskā formaaknu slimība pieaugušajiem un bērniem.
Apkārt vienai trešdaļai Amerikas iedzīvotāju ir bezalkoholiska taukainu aknu slimība, un tā ir riska faktors 2. tipa cukura diabēts, hipertensija, sirds un asinsvadu un nieru slimības, aknu ciroze un aknu vēzis.
No otras puses, samazināta CD36 aktivitāte izraisīs augstāku lipīdu līmeni asinīs un rezultātā ateroskleroze - slimība, kurā uz asinsvadu sieniņām veidojas lipīdu plāksnes. Ateroskleroze ir galvenais riska faktors sirdslēkme, kas katru gadu izraisa aptuveni 800 000 nāves gadījumu tikai ASV. Tādējādi agrīna šīs vides ķīmiskās vielas iedarbība var pilnībā pārplānot mūža veselības trajektoriju.
Citu laboratoriju publicētie pētījumi to apstiprina PBDE traucē lipīdu metabolismu žurkām un palielināt bezalkoholisko taukainu aknu slimību risku pelēm, kas pakļautas agrīnā attīstības stadijā.
Joprojām riskē?
PBDE Eiropā tika aizliegts līdz 2008. gadam un Ziemeļamerikas rūpniecība to brīvprātīgi izņēmusi līdz 2013. gadam. Visticamāk, PBDE ražošana tika pārtraukta visā pasaulē, lai gan trūkst datu par daudziem reģioniem. Tomēr šīs ķīmiskās vielas joprojām atrodas izstrādājumos, ko izmanto ASV mājsaimniecībās un automašīnās. PBDE ir ļoti stabili savienojumi. Kad tie nonāk vidē, tie uzkrājas nogulumos un savvaļas dzīvnieku un cilvēku taukaudos un paliek tur daudzus gadus. Piemēram, dažādu PBDE pussabrukšanas periods cilvēka organismā ir no viena līdz septiņiem gadiem. Apkārtējā vidē tie atrada ceļu uz dzīvnieku taukaudiem, no kuriem daudzi mums ir nozīmīgi pārtikas avoti.
Lai gan PBDE ražošana attīstītajās valstīs ir pārtraukta, daži pētījumi liecina, ka PBDE koncentrācija cilvēka audos ASV. turpināt augt.
Cilvēki, kas dzimuši ASV un Kanādā pēdējo 15 līdz 20 gadu laikā, agrīnā dzīves laikā bija pakļauti PBDE koncentrācija vidē, kas ir salīdzināma ar tām, kas mūsu eksperimentos pārprogrammēja lipīdu metabolismu ar pelēm. Tādējādi mēs uzskatām, ka aptuveni 20 procentiem Ziemeļamerikas iedzīvotāju var rasties apstākļi, kas saistīti ar mainītu lipīdu koncentrāciju asinīs un aknās.
Vai šiem cilvēkiem ar novecošanu saistīti apstākļi attīstīsies vieglāk nekā iepriekšējām paaudzēm? Atbilde vēl ir gaidāma. Visticamāk, ka PBDE nav vienīgais vainīgais. Daudzi citi visuresošie piesārņotāji, piemēram, polihlorbifenili (PCB), dioksīns (TCDD) un perfluorētie savienojumi (PFOS, PFNA), šodien ir zināms, ka tie ietekmē CD36 pelēm.
Vēl nav skaidrs, vai šo citu ķīmisko vielu iedarbība ir tikpat ilgstoša kā PBDE iedarbība. Vēl nav arī skaidrs, vai pelēm novērotās ķīmiskās iedarbības ietekme uz cilvēkiem ir tāda pati. Peles ir visplašāk izmantotais dzīvnieku modelis farmaceitisko līdzekļu un rūpniecisko ķīmisko vielu toksicitātes testēšanai, un dzīvnieku toksikoloģijas pētījumi parasti ir piemērojami cilvēkiem, lai gan laboratorijas dzīvnieku atbildes un cilvēkiem ķīmiskās vielas var atšķirties pēc veida un smaguma pakāpes.
Šis raksts sākotnēji tika publicēts Saruna autors Aleksandrs Suvorovs, Masačūsetsas Universitātes Amherstas sabiedrības veselības docents.
