Koji faktori određuju da li ćete doživeti zdravo i veselo starenje ili će se ono pretvoriti u beskrajni lanac patnje od brojnih zdravstvenih stanja?
Mnogi faktori utiču na naše zdravlje, uključujući genetiku, ishranu, fizičku aktivnost, pušenje i stres. Neki drugi faktori mogu biti jednako moćni, ali možda još nisu prepoznati.
Ja sam toksikolog za životnu sredinu koji proučava kako hemikalije koje je napravio čovek utiču na naše zdravlje. Uvek sam bio zainteresovan da razumem kako naše trenutno zdravlje oblikuje izlaganje hemikalijama tokom embrionalni i rani postnatalni period – životne faze koje su posebno osetljive na životnu sredinu stresori.
Da bih odgovorio na ova pitanja, fokusirao sam se na analizu dugoročnih efekata na zdravlje izazvanih porodicom hemikalija koje se koriste kao usporivači plamena tzv. polibromovani difenil etri (PBDE). Prvi patent za upotrebu PBDE kao usporivača plamena izdat je 1960. godine i proizvodnja komercijalnih proizvoda koji sadrže PBDE, kao što su građevinski materijali, elektronika, nameštaj, motorna vozila, plastika, poliuretanske pene, pidžame za bebe i drugi,
Kasnije studije su pokazale da su koncentracije ovih hemikalija u ljudskoj krvi, mleku i tkivima bile eksponencijalno raste u poslednjih 30 godina, udvostručujući se svakih pet godina, dok su njihovi zdravstveni efekti bili slabo shvaćeni.
Rano izlaganje izaziva doživotne promene u lipidima u krvi
U jednom od svojih eksperimenata, hranio sam miševe jednim od PBDE-a koji se najčešće nalaze u ljudskoj krvi i mleku – BDE-47. The ženke miševa su ga primileod 8. dana trudnoće do kraja dojenja (21. dan posle porođaja).
Izložili smo miševe 0,2 miligrama ove hemikalije po kilogramu telesne težine. Ovo je dovelo do toga da koncentracije BDE-47 u masti eksperimentalnih životinja dostignu slične nivoe kao i kod ljudi koji žive u velikim američkim gradovima. Ovo poređenje se koristi u toksikologiji kako bi se osiguralo da laboratorijski eksperimenti koriste doze relevantne za izlaganje ljudi.
Iznenadili smo se kada smo otkrili da su nivoi triglicerida značajno izmenjeni kod potomaka izloženih majki, iako je izloženost BDE-47 prestala tri meseca ranije. Trigliceridi su glavni sastojci telesne masti i ćelijskih membrana kod ljudi i drugih životinja.
Da biste razumeli kako BDE-47 menja trigliceride u krvi i druge lipide, moja laboratorija je sprovela još jedan eksperiment sa miševima. Lipidi su nerastvorljivi molekuli koji se koriste za skladištenje energije i kao strukturne komponente ćelijskih membrana.
Pretpostavili smo da su promene u lipidima u krvi posledica promena u funkciji jetre. Poznato je da jetra reguliše sastav lipida u krvi. Jetra može da sintetiše nove lipide, uništi ih, luči lipide u krv i apsorbuje ih iz krvi.
Da bismo testirali našu hipotezu, izlagali smo ženke miševa BDE-47 svakodnevno tokom trudnoće ili tokom perioda laktacije i analizirali zdravstvene ishode kod potomaka kada su navršili godinu dana – što je otprilike ekvivalentno 50 godina u ljudi.
Ovaj eksperiment je ponovo pokazao da kratkoročno izlaganje BDE-47 tokom ranih koraka razvoja rezultira dugotrajnim efektima na lipide u krvi kod miševa. Ovi efekti su bili veoma slični kod životinja koje su bile izložene tokom embrionalnog perioda ili tokom dojenja.
Reprogramiranje ravnoteže lipida u krvi i jetri
Kod izloženih životinja, nivoi triglicerida u krvi su pali za polovinu, i jetra akumulira 20 do 40 posto više lipida nego kod miševa koji nikada nisu bili izloženi hemikaliji. Aktivnost mnogih gena jetre koji kodiraju enzime važne za metabolizam lipida je promenjena kod izloženih miševa.
Primetili smo da doza niže izloženosti (0,2 mg/kg) i doza veće izloženosti (1,0 mg/kg) regulišu CD36 u suprotnim smerovima. Niža doza je dovela do smanjenja CD36 i povišenih triglicerida u krvi, dok je veća doza povećala CD36 i smanjila trigliceride u krvi. Mislimo da je važno napomenuti da su obe testirane doze bile u opsegu izloženosti ljudi. Među ključnim proteinima uključenim u metabolizam lipida, jedan je bio posebno visok. Ovaj protein - CD36 - odgovoran je za pumpanje lipida iz krvi u jetru. Povećana količina CD36 kod izloženih životinja je verovatno odgovorna za snižavanje lipida u krvi i njihovo podizanje u jetri, što rezultira povećanom akumulacijom ovih masti u jetri.
Da li promene u CD36 predstavljaju zdravstveni rizik?
Naši nalazi pokazuju da izloženost BDE-47 tokom ranog razvoja može da promeni nivoe CD36 u bilo kom smeru kod miševa i da i povećanje i smanjenje CD36 može biti štetno.
Kada smo miševe izložili visokim dozama BDE-47, to je povećalo nivoe CD36 proteina, što uzrokuje prekomerno nakupljanje masti u ćelijama jetre. Ovo stanje se naziva nealkoholna masna bolest jetre. То је Najčešći oblik hroničnogbolesti jetre kod odraslih i dece.
Око jedna trećina američkog stanovništva ima bezalkoholna masna bolest jetre i predstavlja faktor rizika za Dijabetes tipa 2, hipertenzija, kardiovaskularne i bubrežne bolesti, ciroza jetre i rak jetre.
S druge strane, smanjena aktivnost CD36 će dovesti do viših nivoa lipida u krvi i rezultirati ateroskleroza – bolest u kojoj se plakovi lipida stvaraju na zidovima krvnih sudova. Ateroskleroza je primarni faktor rizika za srčani udar, koji uzrokuje oko 800.000 smrtnih slučajeva godišnje samo u SAD. Stoga, izlaganje u ranom životu ovoj hemikaliji iz životne sredine može u potpunosti reprogramirati doživotnu putanju zdravlja.
Studije koje su objavile druge laboratorije to potvrđuju PBDE remete metabolizam lipida kod pacova и povećati rizik od nealkoholne masne bolesti jetre kod miševa izloženih tokom ranih koraka razvoja.
Još uvek u opasnosti?
PBDE su zabranjeni u Evropi do 2008 и dobrovoljno povukla industrija u Severnoj Americi do 2013. Verovatno je da je proizvodnja PBDE-a prestala širom sveta, iako nedostaju podaci za mnoge regione. Međutim, ove hemikalije su i dalje prisutne u proizvodima koji se koriste u američkim domaćinstvima i automobilima. PBDE su veoma stabilna jedinjenja. Kada se ispuste u životnu sredinu, akumuliraju se u sedimentima i masnim tkivima divljih životinja i ljudi i tu ostaju dugi niz godina. Na primer, the poluživot različitih PBDE u ljudskom telu je između jedne i sedam godina. U okruženju su našli put do masnih tkiva životinja, od kojih mnoge predstavljaju važne izvore hrane za nas.
Iako je proizvodnja PBDE-a prestala u razvijenim zemljama, neke studije navode da koncentracije PBDE-a u ljudskim tkivima u SAD. nastaviti da raste.
Ljudi rođeni u SAD i Kanadi tokom poslednjih 15 do 20 godina bili su izloženi tokom svog ranog života koncentracije PBDE u životnoj sredini, uporedive sa onima koje su reprogramirale metabolizam lipida u našim eksperimentima sa miševima. Stoga verujemo da oko 20 procenata severnoameričke populacije može biti izloženo riziku od stanja povezanih sa izmenjenom koncentracijom lipida u krvi i jetri.
Da li će ovi ljudi lakše razviti stanja povezana sa starenjem nego prethodne generacije? Odgovor tek dolazi. Verovatno je da PBDE nisu jedini krivac. Mnogi drugi sveprisutni zagađivači, kao npr polihlorovani bifenili (PCB), dioksin (TCDD) i perfluorovana jedinjenja (PFOS, PFNA), danas je poznato da utiču na CD36 kod miševa.
Još uvek nije jasno da li su efekti ovih drugih hemikalija dugotrajni kao i efekti PBDE. Takođe još uvek nije jasno da li su efekti izlaganja hemikalijama primećeni kod miševa isti kod ljudi. Miševi su najčešće korišćeni životinjski model za ispitivanje toksičnosti farmaceutskih i industrijskih hemikalija, a studije toksikologije na životinjama su generalno primenljive na ljude, iako odgovori laboratorijskih životinja a ljudi i hemikalije mogu se razlikovati po vrsti i ozbiljnosti.
Ovaj članak je prvobitno objavljen na Разговор од стране Aleksandar Suvorov, docent za javno zdravlje na Univerzitetu Masačusets Amherst.
