Эти распространенные химические вещества могут навсегда повлиять на здоровье вашего кишечника, что приведет к пожизненным заболеваниям.

Исследования на мышах показывают, что раннее воздействие стойких органических загрязнителей значительно нарушает микробиом кишечника, влияя на возникновение метаболических нарушений во взрослом возрасте.

Новое исследование Университета штата Пенсильвания показывает, что раннее воздействие «отсутствия химикатов» в окружающей среде навсегда нарушает микробиом кишечника мышей, что потенциально приводит к развитию метаболических заболеваний в более позднем возрасте. Результаты были опубликованы в журнале Перспективы гигиены окружающей средыИсследования показывают, что подобное воздействие в раннем детстве может быть фактором роста заболеваемости метаболическими расстройствами, такими как ожирение и диабет 2 типа, среди взрослых.

Исследователи сосредоточили особое внимание на 2,3,7,8-тетрахлордибензофуране (ТХДФ), широко распространенном стойком органическом загрязнителе, который является побочным продуктом сжигания мусора, производства металлов и сжигания ископаемого топлива и древесины. TCDF накапливается в пищевой цепи, и люди подвергаются его воздействию в первую очередь при потреблении продуктов с высоким содержанием жиров, таких как мясо, молочные продукты и некоторые виды рыбы. Младенцы могут подвергнуться воздействию этого заболевания при употреблении грудного молока.

«СОЗ широко распространены в окружающей среде, и почти каждый живой организм подвергается их воздействию», — сказал Эндрю Паттерсон, профессор молекулярной токсикологии, биохимии и молекулярной биологии в Университете штата Пенсильвания. «Отрицательное воздействие этих химических веществ на здоровье хорошо документировано и включает в себя врожденные дефекты и рак. Наше исследование является первым, которое предполагает, что воздействие в раннем возрасте определенного стойкого органического вещества, называемого ТХДФ, также нарушает микробиом кишечника и связано с метаболические расстройства в более позднем возрасте».

Методология и предварительные результаты

Команда исследовала действие TCDF на двух группах мышей – тестовой группе (т.е. тех, кто получал TCDF), и контрольной группе (т.е. тех, кто не получал никакого лечения). Команда кормила четырехнедельных мышей таблетками, содержащими либо 0,46 микрограмм (мкг) TCDF, либо контрольную таблетку, которая не содержала TCDF, в течение пяти дней. Хотя 0,46 микрограмма выше, чем обычно содержится в рационе человека, это недостаточно, чтобы вызвать токсическое заболевание.

«В нашем исследовании мы использовали относительно высокую дозу по сравнению с типичным воздействием на человека; однако мы можем использовать эту информацию для выявления новых токсических точек, в том числе в микробиоме кишечника, и начать экстраполировать то, что может произойти при более низких дозах. , мы также должны учитывать: «Мы учитываем, как сложные смеси этих стойких органических загрязнителей взаимодействуют с нами и нашими микробными партнерами, поскольку индивидуальное воздействие не совсем имитирует сценарии реальной жизни».

Затем исследователи изучили микробиом кишечника животных, а также несколько показателей здоровья животных, включая массу тела, толерантность к глюкозе, количество триглицеридов в печени и слизи в кале, а также другие признаки метаболических заболеваний. Эти данные они собрали сразу после пятидневного курса ТХДФ, а также через три месяца после последней дозы. У людей эти временные точки эквивалентны младенцам и молодым взрослым.

«Мы обнаружили, что раннее воздействие TCDF навсегда нарушило микробиом кишечника мышей дикого типа», — сказал Юань Тянь, ведущий автор и доцент Пенсильванского государственного университета. «Мы также обнаружили, что у этих мышей была более высокая масса тела и непереносимость глюкозы. в четырехмесячном возрасте».

Дополнительные эксперименты и выводы

Для дальнейшего изучения влияния TCDF на кишечный микробиом ученые дали мышам без микробиома трансплантаты кишечного микробиома от мышей с нарушенным микробиомом из-за TCDF и измерили их состояние здоровья. Они обнаружили, что у пересаженных мышей развились метаболические нарушения, что позволяет предположить, что причиной метаболических заболеваний является измененный микробиом.

«Эти результаты показывают, что воздействие TCDF на раннем этапе жизни может лежать в основе нарушений функции кишечного микробиома и последствий для здоровья в более позднем возрасте, даже после того, как TCDF будет удален из организма», — сказал Тиан.

Она объяснила, что нарушения микробиома кишечника характеризуются уменьшением количества некоторых бактерий. Классифицироватьвключено Аккермансия муцинивеллабактерия, которая также часто встречается в микробиоме кишечника человека.

«Это важно, потому что Аккермансия «Известно, что витамин D важен для общего здоровья кишечника, но теперь мы знаем, что TCDF может отрицательно влиять на него», — сказал Тиан.

Чтобы проверить важность Аккермансия муцинивелла Чтобы повлиять на состояние здоровья, команда экспериментировала с введением бактерий в качестве пробиотиков мышам, получавшим TCDF. Пробиотики вернули микробиом в нормальное состояние.

«Наши результаты показывают, что эти бактерии страдают от воздействия токсинов и играют важную роль в обеспечении здоровья», — сказал Паттерсон. «Вполне возможно, что при дальнейших исследованиях мы однажды сможем восстановить микробиом человека до оптимального состояния с помощью добавок, содержащих пребиотики и пробиотики».

Ссылка: «Влияние раннего воздействия арильного углеводородного рецептора TCDF на микробиоту кишечника и метаболический гомеостаз хозяина у мышей C57BL/6J», Юань Тянь, Бипин Римал и Джордан Э. Бисанц, Вэй Гуй и Трентон М. Вулф, Имуи Ко и Ян А. Мюррей и Шенис К. Неттлфорд, Сигетоши Ёкояма, Фангконг Донг, Сергей Кошкин и К. Сандип Прабху и Питер Дж. Тернбо и Сет Т. Уок и Гэри Х. Пердью и Эндрю Д. Паттерсон, 14 августа 2024 г. Перспективы гигиены окружающей среды.
DOI: 10.1289/EHP13356

Среди других авторов исследования штата Пенсильвания Джордан Бисанц, доцент кафедры биохимии и молекулярной биологии; Имхуи Ко, доцент-исследователь; Ян Мюррей, доцент-исследователь; Сигетоши Ёкояма, доцент-исследователь; Сергей Кошкин, доцент; Бипин Римал, аспирант; Вэй Гуй, эксперт по поисковым технологиям; Шенис Неттлфорд, аспирантка; Фангконг Донг, научный сотрудник; Сандип Прабху, руководитель департамента ветеринарных и биомедицинских наук; и Гэри Пердью, заведующий кафедрой сельскохозяйственных наук в колледже Х. Томаса и Дороти Уиллитс Хэллоуэлл. Среди других авторов — Трентон Вулф, аспирант Университета штата Монтана; Питер Тернбо, профессор микробиологии и иммунологии Калифорнийского университета, Сан-Франциско; и Сет Уок, профессор микробиологии и иммунологии Университета штата Монтана.

США Национальные институты здравоохраненияЭто исследование было поддержано Национальным институтом продовольствия и сельского хозяйства США и Министерством здравоохранения Пенсильвании.