การสัมผัสกับสารเคมีที่มนุษย์สร้างขึ้นมีผลต่อยีนที่ควบคุมความชราระบบภูมิคุ้มกันและการเผาผลาญ

การสัมผัสกับสารเคมีที่มนุษย์สร้างขึ้นมีผลต่อยีนที่ควบคุมความชราระบบภูมิคุ้มกันและการเผาผลาญ
ยีนส่วนใหญ่ในร่างกายมนุษย์สามารถถูกทำลายได้ด้วยสารเคมีที่มนุษย์สร้างขึ้น
รูปภาพGöran Andersson / Getty

ปัจจุบันมนุษย์สัมผัสกับสารเคมีหลายพันชนิดที่มนุษย์สร้างขึ้น แต่ผลกระทบต่อสุขภาพของประชาชนยังไม่เป็นที่เข้าใจ

ในปี 2020 มีการลงทะเบียนสารเคมีครบตามจำนวน 167 ล้าน. ทุกวันผู้คนสัมผัสกับสิ่งเหล่านี้ผ่านทางอาหารน้ำอากาศที่ปนเปื้อนยาเครื่องสำอางและสารที่มนุษย์สร้างขึ้นอื่น ๆ น้อยกว่า 1% ของสารเคมีเหล่านี้ได้รับการทดสอบความเป็นพิษและผู้ที่ได้รับการทดสอบแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการขัดขวางกระบวนการทางชีววิทยาเกือบทุกอย่างในร่างกายของเรา เราสามารถสรุปได้ว่าการรับแสงสะสมมีผลต่อสุขภาพของเราอย่างไร?

ฉันเป็นนักพิษวิทยาสิ่งแวดล้อม ศึกษาผลกระทบของสารเคมีที่มนุษย์สร้างขึ้นต่อสุขภาพของเรา ฉันตัดสินใจที่จะพัฒนา วิธีการคำนวณ เพื่อเปรียบเทียบความไวของยีนทั้งหมดกับสารเคมีทั้งหมดอย่างเป็นกลางและระบุกระบวนการทางชีววิทยาที่เปราะบางที่สุด

แนวทางที่เป็นกลาง

สำหรับการศึกษาของเราเพื่อนร่วมงานวิจัยของฉันและฉันใช้ข้อมูลจากไฟล์ ฐานข้อมูลพิษวิทยาเปรียบเทียบ. ฐานข้อมูลพิษวิทยาเชิงเปรียบเทียบรวบรวมข้อมูลจากการศึกษาที่ตีพิมพ์หลายพันฉบับเกี่ยวกับการที่สารเคมีเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของยีน ยีนเป็นส่วนของดีเอ็นเอที่เข้ารหัสโปรตีนซึ่งทำหน้าที่หลากหลายในเซลล์ตั้งแต่การสร้างเนื้อเยื่อไปจนถึงการเผาผลาญสารอาหาร เมื่อสารเคมีส่งผลต่อยีนจะส่งผลให้การผลิตโปรตีนเพิ่มขึ้นหรือลดลง

วิธีการทางชีววิทยาระดับโมเลกุลสมัยใหม่สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของยีนทั้งหมดในจีโนมเพื่อตอบสนองต่อการดูถูกทางเคมี ฉันพัฒนาวิธีการซ้อนทับรายการยีนที่เปลี่ยนแปลงจากการศึกษาต่างๆเพื่อคำนวณว่ายีนแต่ละตัวได้รับผลกระทบกี่ครั้ง ตัวเลขที่ได้จะสะท้อนถึงความไวของยีนต่อสารเคมีโดยทั่วไป

จากการศึกษา 2,169 เรื่องหนูหนูมนุษย์และเซลล์ของพวกมันกลุ่มวิจัยของฉันได้จัดอันดับความไวของยีน 17,338 ยีนต่อการสัมผัสสารเคมี การศึกษาเหล่านี้ทดสอบผลกระทบของสารเคมีที่หลากหลาย 1,239 รายการตั้งแต่ยาที่ต้องสั่งโดยแพทย์ไปจนถึงสารก่อมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม

ในขั้นตอนต่อไปเราได้ทำการทดสอบเพื่อให้แน่ใจว่าตัวอย่างสารเคมีกว่า 1,000 ชนิดนี้มีขนาดใหญ่พอที่จะแสดงถึงสารเคมีทุกประเภทที่มนุษย์สร้างขึ้นได้อย่างน่าเชื่อถือ ในการทำเช่นนั้นเราได้วัดความไวของยีนสำหรับครึ่งหนึ่งของรายการนี้จากนั้นอีกรายการหนึ่งเพื่อทดสอบว่าแม้แต่สารเคมีจำนวนน้อยก็สามารถระบุยีนที่อ่อนไหวได้อย่างน่าเชื่อถือ ผลลัพธ์ที่ได้รับการสนับสนุน - ค่าความไวของยีนเกือบจะเหมือนกันในการทดลองทั้งสองครั้ง

ระบบป้องกันเซลล์ตอบสนองต่อสารเคมี

เซลล์ของเราจะไม่หมดหนทางอย่างสมบูรณ์เมื่อโดนสารเคมีดูถูก ในความเป็นจริงพวกเขา มีกลยุทธ์ในการจัดการกับความเครียดและความเสียหายที่เกิดจากสารเคมี. ข้อมูลของเรายืนยันว่าการป้องกันเหล่านี้เริ่มทำงานเพื่อตอบสนองต่อการสัมผัส

แนวป้องกันนี้รวมถึงเอนไซม์ที่กำจัดสารเคมีที่เป็นพิษบรรเทาความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น (การสะสมของอนุมูลปฏิกิริยาในเซลล์) ซ่อมแซมดีเอ็นเอและโปรตีนที่เสียหายและระบุเซลล์ที่เสียหายอย่างมากเพื่อกระตุ้นการตายและป้องกันไม่ให้กลายเป็นมะเร็ง

การสัมผัสกับสารเคมีที่มนุษย์สร้างขึ้นสามารถเพิ่มอัตราโรคอ้วนทั่วโลกได้หรือไม่?การสัมผัสกับสารเคมีที่มนุษย์สร้างขึ้นสามารถเพิ่มอัตราโรคอ้วนทั่วโลกได้หรือไม่? ชุติมาบุตรมา / EyeEm / Getty Images

การเผาผลาญของไขมันและคาร์โบไฮเดรตมีความเสี่ยง

น่าแปลกที่เราพบว่าเครือข่ายระดับโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมการเผาผลาญของเซลล์มีความไวต่อการสัมผัสสารเคมีมากที่สุด หนึ่งในนั้นคือ การส่งสัญญาณ PPAR. PPAR เป็นกลุ่มของโปรตีนที่ควบคุมสมดุลของพลังงานและการเผาผลาญของไขมันและกลูโคส

การเพิ่มขึ้นหรือลดลงในกิจกรรม PPARs มีส่วนช่วย โรคอ้วนโรคเมตาบอลิกโรคเบาหวานและโรคตับไขมัน. ความสามารถของบางคน สารเคมีสิ่งแวดล้อม ที่จะส่งผลต่อ PPAR ได้แสดงก่อนหน้านี้ อย่างไรก็ตามเราไม่ได้คาดหวังว่าจะได้เห็นความไวของ PPAR ต่อสารประกอบหลากหลายประเภท

นอกจากนี้เรายังค้นพบว่ายีนที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาเบต้าเซลล์ของตับอ่อนซึ่งหลั่งอินซูลินและมีบทบาทสำคัญในการเผาผลาญน้ำตาลกลูโคสถูกยับยั้งโดยสารเคมีส่วนใหญ่ในรายการของเรา ความผิดปกติของเบต้าเซลล์ส่งผลให้เกิดโรคเบาหวาน ดังนั้นการได้รับสารเคมีสะสมอาจเป็นปัจจัยเสี่ยงที่สำคัญสำหรับโรคเบาหวาน

ปัจจุบันการแพร่ระบาดของโรคเมตาบอลิซึมเป็นปัญหาสำคัญด้านสาธารณสุข ความชุกของ โรคอ้วนเพิ่มขึ้นเกือบสามเท่าระหว่างปี 1975 ถึง 2016. ประมาณ ชาวอเมริกัน 40% จะเป็นโรคเบาหวานประเภท 2 ในช่วงชีวิตของพวกเขาและ 33% -88% มีไขมันพอกตับ. ความเชื่อมโยงระหว่างการสัมผัสกับโรคจากการเผาผลาญได้แสดงให้เห็นมาก่อนสำหรับสารเคมีบางชนิดที่มีคุณสมบัติทำลายต่อมไร้ท่อ. อย่างไรก็ตามบทบาทของสารเคมีที่มนุษย์สร้างขึ้นในวงกว้างที่สุดในการแพร่ระบาดนี้ไม่ได้รับการยอมรับมาก่อน แต่อาจมีความสำคัญ

การเจริญเติบโตความชราและระบบภูมิคุ้มกัน

ฮอร์โมนสองชนิดที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโต - ฮอร์โมนการเจริญเติบโต (GH) และปัจจัยการเจริญเติบโตคล้ายอินซูลิน (IGF1) - ยังได้รับผลกระทบจากการสัมผัสกับสารเคมี

IGF1 เป็นฮอร์โมน หลั่งโดยตับเป็นส่วนใหญ่. ได้รับการยอมรับว่าเป็นหน่วยงานกำกับดูแลที่สำคัญของ การเจริญเติบโตของร่างกาย. นอกจากนี้การทดลองเมาส์หลายตัวแสดงให้เห็นว่าการส่งสัญญาณ GH-IGF1 ลดลง ส่งผลให้อายุการใช้งานยาวนานขึ้น. เส้นทางนี้ยังกำหนดด้วยว่าเซลล์จะ ใช้พลังงานเพื่อสร้างโมเลกุลใหม่ที่ร่างกายต้องการหรือถ้าพวกมันจะสลายโมเลกุลที่มีอยู่เพื่อปล่อยพลังงานให้สิ่งมีชีวิตใช้ ความสามารถของสารเคมีที่จะส่งผลต่อตัวควบคุมกลางของการเจริญเติบโตและความชรานี้เป็นการค้นพบใหม่ ปัญหาสุขภาพที่อาจเกิดจากความไวของ GH-IGF1 ยังไม่ได้รับการเปิดเผย

การวิเคราะห์ของเราระบุว่ายีนที่ควบคุมการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันมีความไวต่อสารเคมีสูงเช่นกัน

ผลลัพธ์หลักสองประการของระบบภูมิคุ้มกันที่ผิดปกติคือภูมิแพ้และภูมิต้านทานผิดปกติ ความชุกของทั้งสองเงื่อนไขเป็นไปตามแนวโน้มที่สูงขึ้น การแพ้อาหารเพิ่มขึ้นจาก 3.4% ถึง 5.1% ระหว่างปี 1997 ถึง 2011 ในกลุ่มเด็กในสหรัฐอเมริกา อาการแพ้ผิวหนังเพิ่มขึ้นจาก 7.4% ถึง 12.5% ​​ในช่วงเวลาเดียวกัน. การศึกษาอื่นแสดงให้เห็นว่า เพิ่มเครื่องหมายเลือดของโรค autoimmune 5% ในชาวอเมริกันในช่วงปี 1988-2012

วิถีโมเลกุลทั้งหมดมีความไวต่อสารเคมี

โดยรวมแล้วเราพบว่าเกือบทุกเส้นทางที่รู้จักอาจได้รับผลกระทบจากสารเคมี การค้นพบนั้นมีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อพิษวิทยาด้านกฎระเบียบ

ด้วยสารเคมีที่มนุษย์สร้างขึ้นจำนวนมากขึ้นเรื่อย ๆ สังคมต้องพัฒนา วิธีการที่รวดเร็วและประหยัดค่าใช้จ่าย การทดสอบความเป็นพิษ

คำถามสำคัญประการหนึ่งที่ยังไม่มีคำตอบคือการทดสอบควรครอบคลุมเส้นทางใดเพื่อให้แน่ใจว่าหน่วยงานกำกับดูแลไม่อนุมัติสารเคมีที่เป็นอันตรายหรือขัดขวางวงจรโมเลกุลที่สำคัญ ข้อมูลของเราชี้ให้เห็นว่าเราจำเป็นต้องพัฒนาการทดสอบที่ครอบคลุมทุกวิถีทางของโมเลกุลที่รู้จักโดยไม่มีข้อยกเว้น

การศึกษาของเราสรุปลำดับความสำคัญใหม่สำหรับการวิจัยทางพิษวิทยารวมถึงบทบาทของการสัมผัสสารเคมีเพื่อสุขภาพการเผาผลาญระบบภูมิคุ้มกันการพัฒนาและการแก่ชราสนทนา

เกี่ยวกับผู้เขียน

Alexander Suvorov ผู้ช่วยศาสตราจารย์ มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตเมิร์สต์

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

books_environmental

คุณอาจจะชอบ

ภาษาที่ใช้ได้

English แอฟริกาใต้ Arabic จีน (ดั้งเดิม) จีน (ดั้งเดิม) เดนมาร์ก Dutch ฟิลิปปินส์ Finnish French German กรีก ชาวอิสราเอล ภาษาฮินดี ฮังการี Indonesian Italian Japanese Korean Malay Norwegian เปอร์เซีย ขัด Portuguese โรมาเนีย Russian Spanish ภาษาสวาฮิลี Swedish ภาษาไทย ตุรกี ยูเครน ภาษาอูรดู Vietnamese

ติดตาม InnerSelf บน

ไอคอน Facebookไอคอนทวิตเตอร์ไอคอน YouTubeไอคอน instagramไอคอน pintrestไอคอน RSS

 รับล่าสุดทางอีเมล

นิตยสารรายสัปดาห์ แรงบันดาลใจทุกวัน

บทความล่าสุด

ทัศนคติใหม่ - ความเป็นไปได้ใหม่

InnerSelf.comClimateImpactNews.คอม | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.คอม | ตลาด InnerSelf
ลิขสิทธิ์© 1985 - 2021 InnerSelf สิ่งพิมพ์ สงวนลิขสิทธิ์.