Narażenie na chemikalia Forever Diamond we wczesnym okresie życia zaburza mikrobiom jelitowy i prowadzi do zaburzeń metabolicznych

Naukowcy z Pennsylvania State University odkryli, że narażenie na „trwałe chemikalia” we wczesnym okresie życia trwale zakłóca mikrobiom jelitowy myszy, co może zwiększać ryzyko rozwoju chorób metabolicznych w późniejszym życiu. Badanie zostało opublikowane w Perspektywy zdrowia środowiskowego.

Ustalenie mikrobiomu na wczesnym etapie życia ma kluczowe znaczenie dla zdrowia człowieka

Rozwój mikrobiomu jelitowego rozpoczyna się w chwili urodzenia, a okresem krytycznym dla jego powstania są pierwsze trzy lata życia. W tym czasie jelita są szybko kolonizowane przez zróżnicowaną społeczność mikroorganizmów, które odgrywają istotną rolę w kształtowaniu układu odpornościowego, trawienia i ogólnego stanu zdrowia. Zaburzenia mikrobiomu niemowlęcia mogą mieć trwałe skutki, przyczyniając się do rozwoju wielu problemów zdrowotnych w późniejszym życiu.

Poprzednie badania Podkreślili kilka czynników, które mogą wpływać na kształtowanie się mikrobiomu jelitowego, w tym sposób porodu, dietę, narażenie na antybiotyki i czynniki środowiskowe. Ostatnio naukowcy zauważyli, że ciągłe stosowanie antybiotyków może wpływać na rozwój bakterii jelitowych. Zanieczyszczenia środowiskaSubstancje chemiczne, zwane także „trwałymi substancjami chemicznymi”, mogą przedostać się do mikrobiomu jelitowego, wpływając na jego skład i funkcję.

2,3,7,8-tetrachlorodibenzofuran (TCDF), szeroko rozpowszechniona trwała substancja zanieczyszczająca organicznie, jest produktem ubocznym spalania odpadów, produkcji metali oraz spalania paliw kopalnych i drewna. Zanieczyszczenie to może gromadzić się w łańcuchu pokarmowym, prowadząc do narażenia ludzi poprzez spożywanie pokarmów o wysokiej zawartości tłuszczu, takich jak mięso, produkty mleczne i niektóre ryby. Niemowlęta mogą być również narażone na TCDF poprzez mleko matki.

„TZO są szeroko rozpowszechnione w środowisku i prawie wszystkie żywe organizmy są na nie narażone. Negatywne skutki zdrowotne tych chemikaliów są dobrze udokumentowane i obejmują wady wrodzone i nowotwory” – mówi współautorka. Doktor Andrzej D. Pattersonaprofesor toksykologii molekularnej, biochemii i biologii molekularnej na Uniwersytecie Stanowym Pensylwanii.

Zrozumienie, w jaki sposób TCDF wpływa na mikrobiom na wczesnym etapie życia, jest niezbędne, aby zapobiec potencjalnym długoterminowym negatywnym skutkom zdrowotnym.

TCDF trwale zakłóca mikrobiom jelitowy

Myszy podzielono na dwie grupy i karmiono pigułką zawierającą 0,46 mikrogramów (µg) TCDF lub kontrolę przez 5 dni. Następnie przeanalizowano mikrobiom ich jelit za pomocą metagenomiki, NMR, spektrometrii mas i testów biochemicznych. Naukowcy zmierzyli także kilka wskaźników stanu zdrowia zwierząt, takich jak masa ciała, tolerancja glukozy, liczba trójglicerydów w wątrobie i śluz w kale, a także inne oznaki chorób metabolicznych.

„W naszym badaniu zastosowaliśmy stosunkowo wysoką dawkę w porównaniu z typowym narażeniem człowieka, jednak możemy wykorzystać te informacje do zidentyfikowania nowych najwyższych poziomów toksyczności, w tym w mikrobiomie jelitowym, i oczywiście rozpocząć ekstrapolację tego, co może się zdarzyć przy niższych dawkach musimy także wziąć pod uwagę. Należy wziąć pod uwagę, w jaki sposób złożone mieszaniny tych trwałych substancji zanieczyszczających oddziałują na nas i na naszych partnerów mikrobiologicznych, ponieważ indywidualne narażenie nie odzwierciedla dokładnie rzeczywistych scenariuszy” – stwierdził Patterson.

„Odkryliśmy, że wczesna ekspozycja na TCDF trwale zaburza mikrobiom jelitowy myszy typu dzikiego. Odkryliśmy również, że u tych myszy w wieku czterech miesięcy wystąpiła zwiększona masa ciała i nietolerancja glukozy” – powiedział główny autor. Doktor Yuan Tianprofesor nadzwyczajny na Uniwersytecie Stanowym Pensylwanii.

W drugim eksperymencie mikrobiom jelitowy myszy wolnych od zarazków przeszczepiono myszom z wadliwym mikrobiomem TCDF. U tych myszy rozwinęły się następnie zaburzenia metaboliczne, co sugeruje, że zmieniony mikrobiom może prowadzić do rozwoju chorób metabolicznych.

TCDF wpływa na skład mikrobiologiczny

Analiza składu mikrobiomu jelitowego wykazała redukcję niektórych rodzajów bakterii, m.in Akkermansia mucinivellabakteria występująca również w ludzkim mikrobiomie.

„To ważne, ponieważ Akkermansia „Wiadomo, że witamina D jest ważna dla ogólnego stanu zdrowia jelit, ale teraz wiemy, że TCDF może na nią negatywnie wpływać” – powiedział Tian.

Zespół dał radę A. Musiniwilla Jako probiotyk dla myszy leczonych TCDF odkryliśmy, że był on w stanie przywrócić ich mikrobiom do normalnego stanu.

„Nasze wyniki sugerują, że narażenie na toksyny ma wpływ na te bakterie i odgrywają one ważną rolę w pośredniczeniu w skutkach zdrowotnych” – powiedział Patterson.

Rozwój prebiotyków i probiotyków

„Nasze badanie jako pierwsze sugeruje, że narażenie we wczesnym okresie życia na określoną substancję organiczną zwaną TCDF, zakłóca również mikrobiom jelitowy i wiąże się z zaburzeniami metabolicznymi w późniejszym życiu” – stwierdził Patterson.

Ograniczanie narażenia na TCDF we wczesnym okresie życia może być konieczne w celu utrzymania zdrowego mikrobiomu jelitowego i zapobiegania długotrwałym zaburzeniom metabolicznym, które mogą pojawić się długo po opuszczeniu organizmu przez substancję chemiczną.

„Być może dzięki dalszym badaniom uda nam się pewnego dnia przywrócić optymalny stan mikrobiomu człowieka dzięki suplementom zawierającym prebiotyki i probiotyki” – podsumowała Patterson.

odniesienie: Tian Y, Rimal B, Bisanz G i in. Wpływ ekspozycji na receptor węglowodoru arylowego TCDF we wczesnym okresie życia na mikroflorę jelitową i homeostazę metaboliczną gospodarza u myszy C57BL/6J. Perspektywa zdrowia środowiskowego. 2024. Doi: 10.1289/AP13356

Ten artykuł jest parafrazą Komunikat prasowy wydany przez Uniwersytet Stanowy Pensylwanii. Materiał został zredagowany pod względem długości i treści.