ปัจจัยอะไรเป็นตัวกำหนดว่าคุณจะอายุมากขึ้นอย่างมีสุขภาพดีและร่าเริง หรือจะกลายเป็นห่วงโซ่แห่งความทุกข์ทรมานจากสภาวะสุขภาพมากมายไม่รู้จบ?
หลายปัจจัยกำหนดสุขภาพของเรา รวมทั้งพันธุกรรม อาหาร การออกกำลังกาย การสูบบุหรี่ และความเครียด ปัจจัยอื่นๆ บางอย่างอาจทรงพลังแต่อาจยังไม่เป็นที่รู้จัก
ฉันเป็นนักพิษวิทยาด้านสิ่งแวดล้อมที่กำลังศึกษาว่าสารเคมีที่มนุษย์สร้างขึ้นส่งผลต่อสุขภาพของเราอย่างไร ฉันสนใจเสมอที่จะทำความเข้าใจว่าสุขภาพในปัจจุบันของเรามีรูปร่างอย่างไรจากการได้รับสารเคมีในช่วง ระยะตัวอ่อนและหลังคลอดระยะแรก – ช่วงชีวิตที่อ่อนไหวต่อสิ่งแวดล้อมเป็นพิเศษ ความเครียด
เพื่อตอบคำถามเหล่านี้ ฉันเน้นที่การวิเคราะห์ผลกระทบด้านสุขภาพในระยะยาวที่เกิดจากกลุ่มสารเคมีที่ใช้เป็นสารหน่วงไฟที่เรียกว่า โพลีโบรมิเนต ไดฟีนิล อีเทอร์ (PBDEs). สิทธิบัตรแรกสำหรับการใช้ PBDE เป็นสารหน่วงไฟออกในปี 1960 และการผลิตผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ที่มี PBDE เช่น วัสดุก่อสร้าง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องตกแต่ง ยานยนต์ พลาสติก โฟมโพลียูรีเทน ชุดนอนเด็ก และ คนอื่น, เริ่มในปี พ.ศ. 2508. PBDEs ถูกตรวจพบครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ใน เนื้อเยื่อสัตว์ในทศวรรษ 1980.
การศึกษาในภายหลังพบว่าความเข้มข้นของสารเคมีเหล่านี้ในเลือด นม และเนื้อเยื่อของมนุษย์นั้น เพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุก ๆ ห้าปีในขณะที่ผลกระทบต่อสุขภาพของพวกเขายังไม่เป็นที่เข้าใจ
การได้รับสารในระยะแรกทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของไขมันในเลือดตลอดชีวิต
ในการทดลองหนึ่งของฉัน ฉันได้ให้อาหารหนูที่มี PBDE ที่มักพบในเลือดและนมของมนุษย์ – BDE-47 NS หนูตัวเมียได้รับมันตั้งแต่วันที่ 8 ของการตั้งครรภ์จนถึงสิ้นสุดการพยาบาล (วันที่ 21 หลังคลอด)
เราให้หนูได้รับสารเคมี 0.2 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมของน้ำหนักตัว สิ่งนี้ทำให้ความเข้มข้นของ BDE-47 ในไขมันของสัตว์ทดลองถึงระดับที่ใกล้เคียงกับความเข้มข้นที่พบในมนุษย์ที่อาศัยอยู่ในเมืองใหญ่ในอเมริกา การเปรียบเทียบนี้ใช้ในพิษวิทยาเพื่อให้แน่ใจว่าการทดลองในห้องปฏิบัติการใช้ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสของมนุษย์
เราประหลาดใจที่พบว่าระดับไตรกลีเซอไรด์มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในลูกหลานของมารดาที่สัมผัสเชื้อ แม้ว่าการสัมผัสกับ BDE-47 จะหยุดลงเมื่อสามเดือนก่อน ไตรกลีเซอไรด์เป็นองค์ประกอบหลักของไขมันในร่างกายและเยื่อหุ้มเซลล์ในมนุษย์และสัตว์อื่นๆ
เพื่อให้เข้าใจว่า BDE-47 เปลี่ยนไตรกลีเซอไรด์ในเลือดและไขมันอื่นๆ ได้อย่างไร ห้องปฏิบัติการของฉันได้ทำการทดลองอีกครั้ง กับหนู ลิปิดเป็นโมเลกุลที่ไม่ละลายน้ำซึ่งใช้ในการเก็บพลังงานและเป็นส่วนประกอบโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์
เราตั้งสมมติฐานว่าการเปลี่ยนแปลงของไขมันในเลือดเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของตับ เป็นที่ทราบกันดีว่าตับควบคุมองค์ประกอบของไขมันในเลือด ตับสามารถสังเคราะห์ลิพิดใหม่ ทำลายมัน ขับลิพิดออกสู่เลือด และดูดซับจากเลือด
เพื่อทดสอบสมมติฐานของเรา เราได้ให้หนูเพศเมียได้รับสาร BDE-47 ทุกวันในระหว่างตั้งครรภ์หรือในช่วงให้นมบุตร และวิเคราะห์ผลลัพธ์ด้านสุขภาพของลูกหลานเมื่ออายุครบ 1 ขวบ เท่ากับประมาณ 50 ปีใน มนุษย์.
การทดลองนี้แสดงให้เห็นอีกครั้งว่าการได้รับ BDE-47 ในระยะสั้นในช่วงระยะเริ่มต้นของการพัฒนาส่งผลให้เกิดผลกระทบระยะยาวต่อไขมันในเลือดในหนูทดลอง ผลกระทบเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกันมากในสัตว์ที่สัมผัสในช่วงระยะตัวอ่อนหรือระหว่างการพยาบาล
Reprogramming สมดุลของไขมันในเลือดและตับ
ในสัตว์ทดลอง ระดับไตรกลีเซอไรด์ในเลือดลดลงครึ่งหนึ่งและ ตับสะสมไขมันมากกว่าในหนูที่ไม่เคยสัมผัสสารเคมีถึง 20 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์. กิจกรรมของยีนตับจำนวนมากที่เข้ารหัสเอนไซม์ที่สำคัญสำหรับการเผาผลาญไขมันมีการเปลี่ยนแปลงในหนูทดลอง
เราสังเกตว่าปริมาณที่ได้รับแสงต่ำกว่า (0.2 มก./กก.) และปริมาณที่ได้รับสัมผัสสูงกว่า (1.0 มก./กก.) ควบคุม CD36 ในทิศทางตรงกันข้าม ปริมาณที่ลดลงส่งผลให้ CD36 ลดลงและไตรกลีเซอไรด์ในเลือดสูง ในขณะที่ปริมาณที่สูงขึ้นจะเพิ่ม CD36 และลดไตรกลีเซอไรด์ในเลือด เราคิดว่าเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าปริมาณที่ได้รับการทดสอบทั้งสองนั้นอยู่ในช่วงของการสัมผัสของมนุษย์ ในบรรดาโปรตีนหลักที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญไขมัน โปรตีนหนึ่งตัวนั้นสูงเป็นพิเศษ โปรตีนนี้ – CD36 – มีหน้าที่ในการสูบไขมันจากเลือดไปยังตับ ปริมาณ CD36 ที่เพิ่มขึ้นในสัตว์ที่สัมผัสมีโอกาสลดไขมันในเลือดและเลี้ยงในตับ ส่งผลให้มีการสะสมของไขมันในตับเพิ่มขึ้น
การเปลี่ยนแปลงใน CD36 ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพหรือไม่?
การค้นพบของเราแสดงให้เห็นว่าการสัมผัสกับ BDE-47 ในระหว่างการพัฒนาในช่วงต้นสามารถเปลี่ยนแปลงระดับของ CD36 ไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งในหนูทดลอง และทั้งการเพิ่มขึ้นและลดลงของ CD36 อาจเป็นอันตรายได้
เมื่อเราให้หนูทดลองได้รับ BDE-47 ในปริมาณมาก ระดับโปรตีน CD36 จะเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้ไขมันสะสมในเซลล์ตับมากเกินไป ภาวะนี้เรียกว่าโรคตับไขมันที่ไม่มีแอลกอฮอล์ มันคือ รูปแบบเรื้อรังที่พบบ่อยที่สุดโรคตับในผู้ใหญ่และเด็ก.
รอบ ๆ หนึ่งในสามของประชากรอเมริกันมี โรคตับไขมันที่ไม่มีแอลกอฮอล์และเป็นปัจจัยเสี่ยงสำหรับ เบาหวานชนิดที่ 2 โรคความดันโลหิตสูง โรคหลอดเลือดหัวใจ และโรคไต, โรคตับแข็งและมะเร็งตับ.
ในทางกลับกัน กิจกรรมที่ลดลงของ CD36 จะทำให้ระดับไขมันในเลือดสูงขึ้นและส่งผลให้ หลอดเลือด – โรคที่มีคราบไขมันเกาะตามผนังหลอดเลือด หลอดเลือดเป็นปัจจัยเสี่ยงหลักสำหรับ หัวใจวายซึ่งทำให้เสียชีวิตได้ประมาณ 800,000 รายต่อปี ในสหรัฐอเมริกาเพียงอย่างเดียว ดังนั้นการได้รับสารเคมีในสิ่งแวดล้อมตั้งแต่อายุยังน้อยอาจตั้งโปรแกรมเส้นทางสุขภาพตลอดชีวิตได้อย่างสมบูรณ์
การศึกษาที่ตีพิมพ์โดยห้องปฏิบัติการอื่นยืนยันว่า PBDEs ขัดขวางการเผาผลาญไขมันในหนู และ เพิ่มเสี่ยงโรคไขมันพอกตับ ในหนูที่ได้รับสัมผัสในช่วงแรกของการพัฒนา
ยังคงมีความเสี่ยง?
PBDE ถูกห้ามในยุโรปภายในปี 2008 และ ถอนตัวโดยสมัครใจโดยอุตสาหกรรมในอเมริกาเหนือภายในปี 2013. มีแนวโน้มว่าการผลิตของ PBDE จะหยุดทั่วโลก แม้ว่าข้อมูลจะหายไปในหลายภูมิภาค อย่างไรก็ตาม สารเคมีเหล่านี้ยังคงมีอยู่ในผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในบ้านเรือนและรถยนต์ของสหรัฐฯ PBDEs เป็นสารประกอบที่เสถียรมาก เมื่อปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมจะสะสมในตะกอนและเนื้อเยื่อไขมันของสัตว์ป่าและมนุษย์และอยู่ที่นั่นเป็นเวลาหลายปี ตัวอย่างเช่น ครึ่งชีวิตของ PBDE ที่แตกต่างกัน ในร่างกายมนุษย์อยู่ระหว่างหนึ่งถึงเจ็ดปี ในสภาพแวดล้อมที่พวกเขาพบเนื้อเยื่อไขมันของสัตว์ซึ่งหลายแห่งเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญสำหรับเรา
แม้ว่าการผลิต PBDE จะหยุดในประเทศที่พัฒนาแล้ว แต่การศึกษาบางชิ้นรายงานว่าความเข้มข้นของ PBDE ในเนื้อเยื่อของมนุษย์ในสหรัฐอเมริกา เติบโตต่อไป.
ผู้ที่เกิดในสหรัฐอเมริกาและแคนาดาในช่วง 15 ถึง 20 ปีที่ผ่านมาถูกเปิดเผยในช่วงวัยเด็กถึง ความเข้มข้นของ PBDE ในสิ่งแวดล้อม เทียบได้กับที่โปรแกรมเมแทบอลิซึมของไขมันในการทดลองของเรา กับหนู ดังนั้น เราเชื่อว่าประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ของประชากรในอเมริกาเหนืออาจมีความเสี่ยงต่อสภาวะที่เกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของไขมันในเลือดและตับที่เปลี่ยนแปลงไป
คนเหล่านี้จะพัฒนาสภาวะที่เกี่ยวข้องกับความชราได้ง่ายกว่าคนรุ่นก่อนหรือไม่? คำตอบยังมาไม่ถึง มีแนวโน้มว่า PBDE ไม่ใช่ผู้กระทำความผิดเพียงคนเดียว มลพิษที่แพร่หลายอื่น ๆ อีกมากมายเช่น โพลีคลอริเนต ไบฟีนิล (PCBs), ไดออกซิน (TCDD) และสารประกอบเพอร์ฟลูออริเนต (PFOS, PFNA)เป็นที่รู้จักกันในปัจจุบันว่ามีผลกระทบต่อ CD36 ในหนู
ยังไม่ชัดเจนว่าผลกระทบของสารเคมีอื่นๆ เหล่านี้จะคงอยู่ยาวนานเท่ากับผลกระทบของ PBDE หรือไม่ ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่าผลกระทบของการได้รับสารเคมีที่สังเกตพบในหนูจะเหมือนกันในมนุษย์หรือไม่ หนูเป็นรูปแบบสัตว์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดสำหรับการทดสอบความเป็นพิษของยาและสารเคมีทางอุตสาหกรรม และการศึกษาทางพิษวิทยาของสัตว์โดยทั่วไปจะนำไปใช้กับมนุษย์ แม้ว่าการตอบสนองของสัตว์ทดลอง และมนุษย์กับสารเคมีอาจแตกต่างกันในประเภทและความรุนแรง
บทความนี้ถูกตีพิมพ์ครั้งแรกเมื่อ บทสนทนา โดย Alexander Suvorov, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านสาธารณสุข มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ แอมเฮิร์สต์
