Tyto běžné chemikálie mohou navždy ovlivnit zdraví vašich střev a vést k celoživotním nemocem

Výzkum na myších naznačuje, že časná expozice perzistentním organickým polutantům významně narušuje střevní mikrobiom, což ovlivňuje nástup metabolických poruch v dospělosti.

Nová studie z Pennsylvania State University odhaluje, že brzké vystavení „volným“ chemikáliím v životním prostředí trvale narušuje střevní mikrobiom myší, což potenciálně vede k rozvoji metabolických onemocnění později v životě. Výsledky byly publikovány v časopise Environmentální zdravotní vyhlídkyStudie naznačují, že podobná expozice v raném dětství může být faktorem zvyšujícího se výskytu metabolických poruch, jako je obezita a diabetes 2. typu, u dospělých.

Výzkumníci se zaměřili zejména na 2,3,7,8-tetrachlordibenzofuran (TCDF), rozšířenou perzistentní organickou polutant, která je vedlejším produktem spalování odpadu, výroby kovů a spalování fosilních paliv a dřeva. TCDF se hromadí v potravinovém řetězci a lidé jsou primárně vystaveni konzumaci potravin s vysokým obsahem tuku, jako je maso, mléčné výrobky a některé ryby. Děti mu mohou být vystaveny konzumací mateřského mléka.

„POP jsou v životním prostředí velmi rozšířené a téměř každý živý organismus jim byl vystaven,“ řekl Andrew Patterson, profesor molekulární toxikologie, biochemie a molekulární biologie na Penn State University. „Negativní účinky těchto chemikálií na zdraví jsou dobře zdokumentované a zahrnují vrozené vady a rakovinu. Naše studie je první, která naznačuje, že expozice specifické perzistentní organické látce zvané TCDF v raném věku také narušuje střevní mikrobiom a je spojena s metabolické poruchy později v životě.“

Metodika a předběžné výsledky

Tým zkoumal účinky TCDF na dvou skupinách myší – na testovací skupině nebo na myších léčených TCDF a na kontrolní skupině nebo na myších, které nedostaly žádnou léčbu. Tým krmil čtyřtýdenní myši tablety obsahujícími buď 0,46 mikrogramu (µg) TCDF nebo kontrolní tabletu, která neobsahovala žádný TCDF po dobu pěti dnů. Zatímco 0,46 mikrogramu je vyšší než to, co se běžně nachází v lidské stravě, není to dost vysoké, aby způsobilo toxické onemocnění.

„V naší studii jsme použili relativně vysokou dávku ve srovnání s typickými expozicemi u lidí, ale můžeme tyto informace použít k identifikaci nových toxických vysokých bodů, včetně střevního mikrobiomu, a začít extrapolovat, co se může stát při nižších dávkách.“ , musíme také zvážit „Zvažujeme, jak složité směsi těchto perzistentních organických polutantů interagují s námi a našimi mikrobiálními partnery, protože individuální expozice přesně nenapodobuje scénáře ze skutečného života.“

Dále vědci zkoumali střevní mikrobiom zvířat spolu s několika ukazateli zdraví zvířat, včetně tělesné hmotnosti, glukózové tolerance, množství triglyceridů v jejich játrech a hlenu v jejich výkalech, mimo jiné příznaky metabolického onemocnění. Tyto údaje shromáždili bezprostředně po pětidenní kúře TCDF a také tři měsíce po poslední dávce. U lidí jsou tyto časové body ekvivalentní kojencům a mladým dospělým.

„Zjistili jsme, že časná expozice TCDF trvale narušila střevní mikrobiom myší divokého typu,“ řekl Yuan Tian, ​​hlavní autor a docent na Penn State University „Zjistili jsme také, že tyto myši měly vyšší tělesnou hmotnost a intoleranci glukózy ve čtyřech měsících věku.“

Další experimenty a závěry

Aby vědci dále prozkoumali účinky TCDF na střevní mikrobiom, provedli myším bez mikrobiomu transplantaci střevního mikrobiomu od myší s narušeným mikrobiomem kvůli TCDF a měřili jejich zdravotní výsledky. Zjistili, že u transplantovaných myší se vyvinuly metabolické poruchy, což naznačuje, že změněný mikrobiom je příčinou metabolického onemocnění.

„Tato zjištění naznačují, že expozice TCDF v raném věku může být základem poruch funkce střevního mikrobiomu a zdravotních výsledků později v životě, a to i poté, co je TCDF z těla odstraněn,“ řekl Tian.

Vysvětlila, že poruchy střevního mikrobiomu byly charakterizovány úbytkem některých bakterií Klasifikovatvčetně Akkermansia mucinivellabakterie, která se také běžně vyskytuje v lidském střevním mikrobiomu.

„To je důležité, protože Akkermansia „Je známo, že vitamín D je důležitý pro celkové zdraví střev, ale nyní víme, že může být negativně ovlivněn TCDF,“ řekl Tian.

Pro kontrolu důležitosti Akkermansia mucinivella Aby tým ovlivnil zdravotní výsledky, experimentoval s podáváním bakterií jako probiotik myším léčeným TCDF. Probiotika vrátila mikrobiom do normálního stavu.

„Naše výsledky naznačují, že tyto bakterie jsou ovlivněny expozicí toxinům a hrají důležitou roli při zprostředkování zdravotních výsledků,“ řekl Patterson. „Je možné, že s dalším výzkumem můžeme jednoho dne obnovit mikrobiom člověka do jeho optimálního stavu prostřednictvím doplňků obsahujících prebiotika a probiotika.“

Odkaz: „Účinky časné expozice receptoru aryluhlovodíku TCDF na střevní mikroflóru a hostitelskou metabolickou homeostázu u myší C57BL/6J“ od Yuan Tian, ​​​​Bipin Rimal a Jordan E. Bisanz, Wei Gui a Trenton M. Wolfe, Imui Ko a Ian A. Murray a Shanice K. Nettleford, Shigetoshi Yokoyama, Fangcong Dong, Sergey Koshkin a K. Sandeep Prabhu a Peter J. Turnbaugh a Seth T. Procházka a Gary H. Perdue a Andrew D. Patterson, 14. srpna 2024. Environmentální zdravotní vyhlídky.
DOI: 10.1289/EHP13356

Mezi další autory studie Penn State patří Jordan Bisanz, odborný asistent biochemie a molekulární biologie; Imhui Ko, vědecký asistent; Ian Murray, odborný asistent výzkumu; Shigetoshi Yokoyama, výzkumný asistent; Sergey Koshkin, odborný asistent výzkumu; Bipin Rimal, postgraduální student; Wei Gui, odborník na vyhledávací technologie; Shanice Nettleford, postgraduální studentka; Fangcong Dong, postdoktorand; Sandeep Prabhu, vedoucí oddělení veterinárních a biomedicínských věd; a Gary Perdue, předseda katedry zemědělských věd na H. Thomas a Dorothy Willits Hallowell College. Mezi další autory patří Trenton Wolfe, postgraduální student na Montana State University; Peter Turnbaugh, profesor mikrobiologie a imunologie, University of California, San Francisco; a Seth Walk, profesor mikrobiologie a imunologie, Montana State University.

USA Státní zdravotní ústavTento výzkum byl podpořen americkým Národním institutem pro výživu a zemědělství a Pensylvánským ministerstvem zdravotnictví.