İnsan vücudundaki çoğu gen, insan yapımı kimyasallar tarafından bozulabilir. Göran Andersson / Getty Images
Bugün insanlar binlerce insan yapımı kimyasala maruz kalıyor. Yine de insanların sağlığı üzerindeki etkileri hala tam olarak anlaşılmış değil.
2020 yılında kayıtlı kimyasal sayısına ulaşıldı 167 milyon. İnsanlar her gün onlara yiyecek, su, kirli hava, ilaçlar, kozmetikler ve diğer insan yapımı maddeler yoluyla maruz kalıyor. Daha az Bu kimyasalların% 1'i toksisite açısından test edildive test edilenler vücudumuzdaki hemen hemen her biyolojik süreci bozma yeteneğini gösteriyor. Kümülatif maruziyetlerin sağlığımızı nasıl şekillendirdiği sonucuna varabilir miyiz?
Ben çevre toksikoloğuyum insan yapımı kimyasalların sağlığımız üzerindeki etkilerini incelemek. Geliştirmeye karar verdim hesaplamalı bir yaklaşım tüm genlerin tüm kimyasallara duyarlılığını objektif olarak karşılaştırmak ve en savunmasız biyolojik süreçleri belirlemek.
Tarafsız yaklaşım
Çalışmamız için, araştırma arkadaşlarım ve ben Karşılaştırmalı Toksikojenomik Veritabanı. Karşılaştırmalı Toksikojenomik Veritabanı, kimyasalların genlerin aktivitesini nasıl değiştirdiğine dair yayınlanmış binlerce çalışmadan bilgi toplar. Genler, hücrelerde yapı dokularından besinleri metabolize etmeye kadar geniş bir yelpazede işlevler gerçekleştiren proteinleri kodlayan DNA bölümleridir. Kimyasallar genleri etkilediğinde, bu protein üretiminin artmasına veya azalmasına neden olur.
Modern moleküler biyoloji yöntemleri, kimyasal bir hakarete yanıt olarak genomdaki tüm genlerin aktivitesindeki değişiklikleri tespit edebilir. Her genin kaç kez etkilendiğini hesaplamak için farklı çalışmalardan değiştirilmiş genlerin listelerini üst üste getiren bir yaklaşım geliştirdim. Ortaya çıkan sayılar, genlerin genel olarak kimyasallara duyarlılığını yansıtır.
Araştırma grubum, fareler, sıçanlar, insanlar ve onların hücreleri üzerinde yapılan 2,169 çalışmayı kullanarak 17,338 genin kimyasal maruziyete duyarlılığını sıraladı. Bu çalışmalar, reçeteli ilaçlardan çevre kirleticilerine kadar 1,239 farklı kimyasalın etkisini test etti.
Bir sonraki adımda, 1,000'den fazla kimyasaldan oluşan bu numunenin, insanların maruz kaldığı tüm insan yapımı kimyasalları güvenilir bir şekilde temsil edecek kadar büyük olmasını sağlamak için testler yaptık. Bunu yapmak için, bu listenin bir yarısı için genlerin duyarlılığını ölçtük ve daha sonra bir başkası için daha az sayıda kimyasalın bile hassas genleri güvenilir bir şekilde tanımlayıp tanımlayamayacağını test ettik. Sonuçlar cesaret vericiydi - gen hassasiyetlerinin değerleri iki denemede neredeyse aynıydı.
Hücresel savunma sistemi kimyasallara yanıt verir
Hücrelerimiz kimyasal hakaretlere maruz kaldığında tamamen çaresiz değildir. Aslında onlar Kimyasalların neden olduğu stres ve hasarla başa çıkmak için stratejilere sahip olmak. Verilerimiz, maruziyetlere yanıt olarak bu önlemlerin etkin hale geldiğini doğrulamaktadır.
Bu savunma hattı, toksik kimyasalları ortadan kaldıran, oksidatif stresi (hücrelerde reaktif radikallerin birikimi) hafifleten, hasarlı DNA ve proteinleri onaran ve ölümlerini tetiklemek ve kanserli hale gelmelerini önlemek için yüksek derecede hasarlı hücreleri belirleyen enzimleri içerir.
İnsan yapımı kimyasallara maruz kalma, dünyadaki obezite oranlarını artırıyor olabilir mi? Chutima Sonma / EyeEm / Getty Images
Lipitlerin ve karbonhidratların metabolizması savunmasızdır
Şaşırtıcı bir şekilde, hücresel metabolizmanın düzenlenmesinde yer alan moleküler ağların kimyasal maruziyetlere en duyarlı olduğunu bulduk. Onlardan biri PPAR sinyali. PPAR'lar, enerji dengesini ve lipitlerin ve glikozun metabolizmasını düzenleyen bir grup proteindir.
PPAR aktivitesindeki artışlar veya düşüşler, obezite, metabolik sendrom, diyabet ve yağlı karaciğer hastalığı. Bazılarının yeteneği çevre kimyasalları PPAR'ları etkilemek daha önce gösterildi. Bununla birlikte, PPAR'ların çok geniş bir bileşik yelpazesine duyarlılığını görmeyi beklemiyorduk.
Ayrıca, insülin salgılayan ve glikoz metabolizmasında anahtar rol oynayan pankreas beta hücrelerinin gelişiminde rol alan genlerin listemizdeki kimyasalların çoğu tarafından bastırıldığını keşfettik. Beta hücrelerin işlev bozukluğu diyabete neden olur. Bu nedenle, kümülatif kimyasal maruziyet, diyabet için önemli bir risk faktörü olabilir.
Günümüzde metabolik hastalık salgını, önemli bir halk sağlığı sorunudur. Yaygınlığı obezite 1975 ile 2016 arasında neredeyse üç katına çıktı. Yaklaşık olarak Amerikalıların% 40'ı hayatları boyunca Tip 2 diyabet geliştirecek, ve % 33 -% 88 yağlı karaciğer var. Maruziyetler ve metabolik hastalıklar arasındaki bağlantı, endokrin bozucu özelliklere sahip bazı kimyasallar için daha önce gösterilmiştir.. Bununla birlikte, bu salgında çok çeşitli insan yapımı kimyasalların rolü daha önce tanınmamıştı, ancak önemli olabilir.
Büyüme, yaşlanma ve bağışıklık sistemi
Büyüme ile ilgili iki hormon - büyüme hormonu (GH) ve insülin benzeri büyüme faktörü (IGF1) - kimyasallara maruz kalmadan da etkilenir.
IGF1 bir hormondur çoğunlukla karaciğer tarafından salgılanır. Büyük bir düzenleyici olarak kabul edilmektedir. vücut büyümesi. Ek olarak, çoklu fare deneyleri, GH-IGF1 sinyallemesinin azaldığını göstermektedir. daha uzun ömür sağlar. Bu yol aynı zamanda hücrelerin Vücudun ihtiyaç duyduğu yeni moleküller oluşturmak için enerji kullanınveya organizmanın kullanması için enerji açığa çıkarmak için mevcut molekülleri parçalayacaklarsa. Kimyasalların büyüme ve yaşlanmanın bu merkezi düzenleyicisini etkileme yeteneği yeni bir bulgudur. GH-IGF1'in duyarlılığından kaynaklanan sağlık sorunlarının ne olabileceği henüz açığa çıkmadı.
Analizimiz, bağışıklık tepkisini kontrol eden genlerin de kimyasallara karşı oldukça hassas olduğunu gösteriyor.
İşlevsiz bir bağışıklık sisteminin iki ana sonucu alerji ve otoimmünitedir. Her iki koşul için yaygınlık, yukarı doğru eğilimleri takip eder. Gıda alerjileri ABD'deki çocuklar arasında 3.4 ve 5.1 arasında% 1997 ila% 2011 Cilt alerjileri Aynı dönemde% 7.4 -% 12.5. Başka bir çalışma gösterdi Otoimmün hastalığın kan belirtecinde% 5 artış 1988-2012 döneminde Amerikalılarda.
Tüm moleküler yollar kimyasallara duyarlıdır
Genel olarak, bilinen hemen hemen her yolun kimyasallardan etkilenebileceğini gördük. Bu bulgunun düzenleyici toksikoloji için önemli çıkarımları vardır.
Giderek artan sayıda insan yapımı kimyasallarla, toplumun gelişmesi gerekiyor hızlı ve uygun maliyetli yöntemler toksisite testi.
Cevapsız kalan önemli bir soru, düzenleyicilerin kritik moleküler devrelere zarar veren veya bozan kimyasalları onaylamamasını sağlamak için testlerle hangi yolların kapsanması gerektiğidir. Verilerimiz, istisnasız olarak bilinen her moleküler yolu kapsayan testler geliştirmemiz gerektiğini gösteriyor.
Çalışmamız, metabolik sağlık, bağışıklık sistemi, gelişme ve yaşlanma için kimyasal maruziyetin rolü de dahil olmak üzere toksikolojik araştırmalar için yeni önceliklerin ana hatlarını çizmektedir.
Yazar Hakkında
Yardımcı Doçent Alexander Suvorov, University of Massachusetts Amherst
Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.
Amazon'un En Çok Satanlar listesinden Çevre Üzerine Kitaplar
"Sessiz Bahar"
kaydeden Rachel Carson
Bu klasik kitap, pestisitlerin zararlı etkilerine ve doğal dünya üzerindeki etkilerine dikkat çekerek çevrecilik tarihinde bir dönüm noktasıdır. Carson'ın çalışması, modern çevre hareketine ilham vermeye yardımcı oldu ve çevre sağlığının zorluklarıyla boğuşmaya devam ettiğimiz günümüzde geçerliliğini koruyor.
Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın
"Yaşanmaz Dünya: Isındıktan Sonra Yaşam"
David Wallace-Wells tarafından
Bu kitapta David Wallace-Wells, iklim değişikliğinin yıkıcı etkileri ve bu küresel krizin acilen ele alınması gerektiği konusunda kesin bir uyarı sunuyor. Kitap, harekete geçmezsek karşı karşıya kalacağımız geleceğe iç karartıcı bir bakış sağlamak için bilimsel araştırmalardan ve gerçek dünyadan örneklere dayanıyor.
Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın
"Ağaçların Gizli Hayatı: Ne Hissediyorlar, Nasıl İletişim Kuruyorlar? Gizli Bir Dünyanın Keşifleri"
kaydeden Peter Wohlleben
Bu kitapta Peter Wohlleben, ağaçların büyüleyici dünyasını ve ekosistemdeki rollerini araştırıyor. Kitap, bilimsel araştırmalardan ve Wohlleben'in bir ormancı olarak kendi deneyimlerinden yola çıkarak ağaçların birbirleriyle ve doğal dünyayla etkileşiminin karmaşık yollarına dair içgörüler sunuyor.
Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın
"Evimiz Yanıyor: Bir Ailenin ve Krizdeki Bir Gezegenin Sahneleri"
Greta Thunberg, Svante Thunberg ve Malena Ernman tarafından
Bu kitapta, iklim aktivisti Greta Thunberg ve ailesi, iklim değişikliğini ele almanın acil ihtiyacı konusunda farkındalık yaratma yolculuklarının kişisel bir anlatımını sunuyor. Kitap, karşılaştığımız zorlukların ve harekete geçme ihtiyacımızın güçlü ve dokunaklı bir anlatımını sunuyor.
Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın
"Altıncı Yok Oluş: Doğal Olmayan Bir Tarih"
Elizabeth Kolbert tarafından
Bu kitapta Elizabeth Kolbert, insan faaliyetinin neden olduğu türlerin devam eden kitlesel yok oluşunu araştırıyor, insan faaliyetinin doğal dünya üzerindeki etkisine ciddi bir bakış sağlamak için bilimsel araştırmalardan ve gerçek dünya örneklerinden yararlanıyor. Kitap, Dünya'daki yaşam çeşitliliğini korumak için zorlayıcı bir eylem çağrısı sunuyor.
al
