חשיפה לכימיקלים מעשה ידי אדם משפיעה על גנים השולטים הזדקנות, מערכת החיסון ומטבוליזם

חשיפה לכימיקלים מעשה ידי אדם משפיעה על גנים השולטים על הזדקנות, מערכת החיסון ומטבוליזם
מרבית הגנים בגוף האדם יכולים להיות משובשים על ידי כימיקלים מעשה ידי אדם.
גורן אנדרסון / Getty Images

כיום בני האדם נחשפים לאלפי כימיקלים מעשה ידי אדם. אולם ההשפעות על בריאות האנשים עדיין אינן מובנות במלואן.

בשנת 2020 הגיע מספר הכימיקלים הרשומים 167 מיליון. מדי יום אנשים נחשפים אליהם באמצעות מזון, מים, אוויר מזוהם, סמים, קוסמטיקה וחומרים אחרים מעשה ידי אדם. פחות מ 1% מכימיקלים אלה נבדקו על רעילות, ואלה שנבדקו מדגימים יכולת לשבש כמעט כל תהליך ביולוגי בגופנו. האם אנו יכולים להסיק כיצד חשיפות מצטברות מעצבות את בריאותנו?

אני רעיל סביבה חקר ההשפעות של כימיקלים מעשה ידי אדם על בריאותנו. החלטתי להתפתח גישה חישובית להשוות באופן אובייקטיבי רגישות של כל הגנים לכלל הכימיקלים ולזהות את התהליכים הביולוגיים הפגיעים ביותר.

גישה לא מוטה

למחקר שלנו, עמיתי למחקר ואני השתמשנו בנתונים מה- מאגר טוקסיקוגנומי השוואתי. המאגר השוואתי Toxicogenomic אוסף מידע מאלפי מחקרים שפורסמו על האופן שבו כימיקלים משנים את פעילות הגנים. גנים הם מקטעי DNA המקודדים חלבונים המבצעים מגוון רחב של פונקציות בתאים, החל מבניית רקמות וכלה בחומרים מזינים מטבוליים. כאשר כימיקלים משפיעים על גנים, התוצאה היא ייצור מוגבר או ירידה של חלבונים.


 קבל את הדוא"ל האחרון

מגזין שבועי השראה יומית

שיטות מודרניות של ביולוגיה מולקולרית יכולות לזהות שינויים בפעילות של כל הגנים בגנום בתגובה לעלבון כימי. פיתחתי גישה המעבירה רשימות של גנים שהשתנו ממחקרים שונים כדי לחשב כמה פעמים כל גן הושפע. המספרים המתקבלים משקפים רגישויות של גנים לכימיקלים בדרך כלל.

באמצעות 2,169 מחקרים על עכברים, חולדות, בני אדם ותאים שלהם, קבוצת המחקר שלי דירגה את הרגישות של 17,338 גנים לחשיפות כימיות. מחקרים אלו בדקו את ההשפעה של 1,239 כימיקלים מגוונים החל מתרופות מרשם וכלה במזהמים סביבתיים.

בשלב הבא ערכנו בדיקות כדי להבטיח שמדגם זה של למעלה מ -1,000 כימיקלים היה גדול מספיק כדי לייצג באופן אמין את כל סוגי הכימיקלים מעשה ידי אדם שאנשים נחשפים אליהם. לשם כך מדדנו רגישות של גנים במחצית מהרשימה הזו ואז אחר כדי לבדוק אם אפילו מספר קטן יותר של כימיקלים יכולים לזהות באופן אמין גנים רגישים. התוצאות היו מעודדות - ערכי הרגישות לגן היו כמעט זהים בשני הניסויים.

מערכת ההגנה הסלולרית מגיבה לכימיקלים

התאים שלנו אינם חסרי אונים לחלוטין כאשר הם נחשפים לעלבונות כימיים. למעשה, הם להחזיק אסטרטגיות להתמודדות עם מתח ונזק הנגרם על ידי כימיקלים. הנתונים שלנו מאשרים כי אמצעי הגנה אלה הופכים לפעילים בתגובה לחשיפות.

קו הגנה זה כולל אנזימים המבטלים כימיקלים רעילים, מקלים על מתח חמצוני (הצטברות רדיקלים תגובתיים בתאים), מתקנים דנ"א וחלבונים פגומים, ומזהים תאים פגומים מאוד כדי לגרום למותם ולמנוע מהם להפוך לסרטניים.

האם חשיפה לכימיקלים מעשה ידי אדם עשויה להגביר את שיעורי ההשמנה ברחבי העולם?האם חשיפה לכימיקלים מעשה ידי אדם עשויה להגביר את שיעורי ההשמנה ברחבי העולם? Chutima Sonma / EyeEm / Getty Images

מטבוליזם של שומנים ופחמימות הוא פגיע

באופן מפתיע, מצאנו שרשתות מולקולריות המעורבות בוויסות חילוף החומרים בתאים רגישות ביותר לחשיפות כימיות. אחד מהם הוא איתות PPAR. PPARs הם קבוצת חלבונים המווסתים את איזון האנרגיה ואת חילוף החומרים של ליפידים וגלוקוז.

עליות או ירידות בפעילות ה- PPAR תורמות השמנת יתר, תסמונת מטבולית, סוכרת ומחלות כבד שומניות. היכולת של חלקם כימיקלים סביבתיים להשפיע על PPARs הוצג לפני כן. עם זאת, לא ציפינו לראות רגישות של PPAR למגוון רחב מאוד של תרכובות.

גילינו גם כי גנים המעורבים בהתפתחות תאי בטא בלבלב, המפרישים אינסולין וממלאים תפקיד מפתח בחילוף החומרים של הגלוקוז, מדוכאים על ידי רוב הכימיקלים ברשימה שלנו. תפקוד לקוי של תאי בטא מביא לסוכרת. לפיכך, חשיפה כימית מצטברת עשויה להוות גורם סיכון משמעותי לסוכרת.

כיום מגיפה של מחלות מטבוליות היא סוגיה מרכזית בבריאות הציבור. השכיחות של השמנת יתר כמעט שולשה בין 1975 ל -2016. בְּעֵרֶך 40% מהאמריקאים יפתחו סוכרת מסוג 2 במהלך חייהם, ו 33% -88% סובלים מכבד שומני. הקשר בין חשיפות למחלות מטבוליות הוצג בעבר עבור כימיקלים מסוימים בעלי תכונות משבשות אנדוקריניות. עם זאת, תפקידם של מגוון רחב ביותר של כימיקלים מעשה ידי אדם במגיפה זו לא הוכר קודם לכן אך יכול להיות משמעותי.

צמיחה, הזדקנות ומערכת החיסון

שני הורמונים המעורבים בצמיחה - הורמון גדילה (GH) וגורם גדילה דמוי אינסולין (IGF1) - מושפעים גם מחשיפה לכימיקלים.

IGF1 הוא הורמון מופרש בעיקר על ידי הכבד. הוא מוכר כרגולטור מרכזי של צמיחת גוף. בנוסף, מספר ניסויים בעכבר מראים שהפחיתו את איתות ה- GH-IGF1 מביא לתוחלת חיים ארוכה יותר. מסלול זה קובע גם אם התאים ירצו השתמש באנרגיה לבניית מולקולות חדשות שהגוף זקוק להן, או אם הם יפרקו מולקולות קיימות כדי לשחרר אנרגיה לשימוש האורגניזם. היכולת של כימיקלים להשפיע על הרגולטור המרכזי של צמיחה והזדקנות היא ממצא חדש. אילו בעיות בריאותיות עשויות להיות בגלל הרגישות של GH-IGF1 טרם נחשף.

הניתוח שלנו מצביע על כך שגנים השולטים בתגובה החיסונית רגישים מאוד גם לכימיקלים.

שתי תוצאות עיקריות של מערכת חיסון לא מתפקדת הן אלרגיה ואוטואימוניות. שכיחות שני התנאים עוקבת אחר מגמות עלייה. אלרגיות למזון עלו מ 3.4% עד 5.1% בין 1997 ל 2011 בקרב ילדים בארה"ב אלרגיות בעור עלו מ 7.4% עד 12.5% ​​באותה תקופה. מחקר אחר הראה א עלייה של 5% בסמן הדם למחלה אוטואימונית באמריקאים בתקופה 1988-2012.

כל המסלולים המולקולריים רגישים לכימיקלים

בסך הכל מצאנו שכמעט כל מסלול ידוע עשוי להיות מושפע מכימיקלים. לממצא זה השלכות משמעותיות על הטוקסיקולוגיה הרגולטורית.

עם מספר הולך וגדל של כימיקלים מעשה ידי אדם, החברה צריכה להתפתח שיטות מהירות וחסכוניות של בדיקת רעילות.

שאלה חשובה אחת שנותרה ללא מענה היא אילו מסלולים צריך לכסות בבדיקות כדי להבטיח כי הרגולטורים לא מאשרים כימיקלים הפוגעים או משבשים מעגלים מולקולריים קריטיים. מהנתונים שלנו עולה כי עלינו לפתח בדיקות המכסות כל מסלול מולקולרי ידוע ללא יוצא מן הכלל.

המחקר שלנו מתאר סדרי עדיפויות חדשים למחקר טוקסיקולוגי, כולל תפקידם של חשיפות כימיות לבריאות חילוף החומרים, למערכת החיסון, להתפתחות ולהזדקנות.שיחה

על המחבר

אלכסנדר סובורוב, עוזר פרופסור, אוניברסיטת מסצ'וסטס אמהרסט

מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.

ספרים_סביבתיים

אולי גם תאהב

שפות זמינות

אנגלית אפריקאנס ערבי הסיני (פשוט) סינית (מסורתית) דני הולנדי פיליפיני פיני צרפתית גרמנית יווני עברי הינדי הונגרי אינדונזי איטלקי יפני קוריאני מלאית נורבגי פרסי פולני פורטוגזי רומנית רוסי ספרדי סוואהילית שבדי תאילנדי תורכי אוקראיני אורדו ויאטנמית

עקוב אחר InnerSelf ב

אייקון פייסבוקאייקון טוויטרסמל YouTubeאייקון אינסטגרםסמל pintrestאייקון rss

 קבל את הדוא"ל האחרון

מגזין שבועי השראה יומית

עמדות חדשות - אפשרויות חדשות

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | שוק InnerSelf
זכויות יוצרים © 1985 - פרסומי 2021 InnerSelf. כל הזכויות שמורות.