Токсините от околната среда допринасят за затлъстяването и метаболитните заболявания

Токсините от околната среда допринасят за затлъстяването и метаболитните заболявания

В наскоро публикувано проучване в Съвременно мнение във фармакологията Journal, изследователите изследваха ефектите на токсините от околната среда и кафявата мастна тъкан (BAT) върху затлъстяването и метаболитните нарушения.

Затлъстяването е резултат от по-висок енергиен прием в сравнение с енергийния разход, което от своя страна води до увеличаване на затлъстяването. Разликата в калориите за предотвратяване на наддаване на тегло е само 8,2 до 61,2 kcal/ден при различни популации. Заседналият начин на живот и прекомерният разход на енергия може да не са изцяло отговорни за нарастващото разпространение на глобалното затлъстяване и свързаните с него метаболитни заболявания, въпреки устойчивостта, с която се регулира енергийният баланс. Интересно е да се отбележи, че много други видове, освен хората, изглежда развиват затлъстяване. Тези резултати предполагат, че фактори, различни от повишената наличност на висококалорични храни и намалената мобилност, причинена от технологичния напредък, също могат да допринесат за затлъстяването.

Научете: Токсини от околната среда, кафява мастна тъкан и потенциални връзки със затлъстяване и метаболитни заболявания. Снимка кредит: Suzanne Tucker / Shutterstock

НДНТ и термогенеза и профилактика на затлъстяването

Основното място за натрупване на липофилни съединения от околната среда е мастната тъкан. BAT и бялата мастна тъкан (WAT) са две различни форми на мастна тъкан. Само eutherian бозайници имат BAT, който, за разлика от WAT, има термогенна функция, която дава на животните еволюционно предимство в студа.

Термогенните дейности, извършвани от активен BAT на грам тъкан, окисляват плазмените триглицериди и глюкоза с относително висока скорост. Все пак трябва да се отбележи, че базираната на скелетните мускули термогенеза допринася значително повече за разхода на енергия по време на излагане на студ поради голямата си маса. Четири седмици студена аклиматизация са достатъчни за възрастни, за да увеличат BAT термогенезата и да намалят треперенето на скелетните мускули. Това подчертава потенциалното значение на НДНТ за енергийния разход на цялото тяло. За разлика от това, инхибирането на липолизата на мастната тъкан намалява BAT термогенезата и насърчава мускулни тремори.

Проучванията предполагат, че отделянето на протеин 1 (UCP1) и BAT също насърчава разхода на енергия при хората, независимо от излагането на студ, чрез увеличаване на индуцираната от диетата термогенеза (DIT). DIT представлява 5% до 15% от дневния енергиен разход, в зависимост от състава и количеството на консумираната храна. Освен това проучване показа, че яденето на храна бързо увеличава притока на кръв и консумацията на кислород при BAT. В резултат на това DIT термогенезата може да играе значителна роля в ежедневния енергиен разход на човека, когато живее в термонеутрална среда. Следователно, инхибирането на този процес може да бъде свързано със затлъстяване и метаболитни нарушения.

Пестицидът хлорпирифос инхибира индуцираната от диетата термогенеза при НДНТ

Екипът изследва кафяви адипоцити, експресиращи свързания с луцифераза UCP1 промотор, за да идентифицира замърсителите на околната среда, които могат пряко да повлияят на функцията на BAT. Изследвани са общо 34 широко използвани пестицида, включително материали за опаковане на храни, хербициди и хранителни бои, които имат структурни прилики със серотонина, вещество, което инхибира BAT термогенезата. Екипът установи, че UCP1 промоторната активност и експресията на протеина и информационната рибонуклеинова киселина (mRNA) са драматично намалени в присъствието на хлорпирифос (CPF) при дози от толкова ниски, колкото 1 pM. CPF, органофосфатен инсектицид, често се прилага върху различни култури и плодове за контрол на вредители.

След третиране с 1 pM CPF, BAT клетките бяха подложени на безпристрастно секвениране на РНК, което разкри, че ниската доза CPF причинява забележими промени в експресията на митохондриален ген. Последвалите изследвания разкриха, че тези промени са свързани с дефицити в митохондриалното дишане. Тези резултати показват, че CPF потиска експресията на UCP1 и термогенезата в култивирани BAT клетки в рамките на прозореца на експозиция, в който индивидите могат да бъдат изложени на CPF чрез поглъщане на плодове и зеленчуци.

Екипът установи, че високите дози CPF, които блокират мозъчната и плазмената активност на ацетилхолинестеразата и плазмената бутирилхолинестераза, могат да причинят затлъстяване и нарушена регулация на глюкозата чрез механизми, които могат да включват промени в чревната флора или увеличаване на разхода на калории. Въпреки това, наддаване на тегло, непоносимост към глюкоза, инсулинова резистентност и неалкохолна мастна чернодробна болест (NAFLD) също са докладвани при ниски дози CPF, когато тестовите мишки са поддържани при термонеутралност. Това предполага, че нивата на CPF, съответстващи на непрофесионалната експозиция при индивиди, могат да насърчат затлъстяването чрез предотвратяване на индуцирана от диета термогенеза при НДНТ.

Други замърсители на околната среда, които могат да повлияят на функцията на НДНТ

Много токсини от околната среда се свързват с хормонални рецептори като андрогенни рецептори (ARs), арил въглеводородни рецептори (AhR), естрогенни рецептори (ERs), рецептори, свързани с естроген (ERRs), рецептори на щитовидната жлеза (TRs) и прегнанни X рецептори (PXR). ) пречи на хормоналните ефекти. Тези рецептори играят решаваща роля в контрола на BAT термогенезата. Токсините от околната среда включват DDT, органохлор и винклозолин, които блокират процесите, медиирани от андрогенния рецептор, включително UCP1 транскрипция.

Някои токсини от околната среда могат да повлияят на BAT термогенезата, като имитират ефектите на естрогена. Например, най-популярният индустриален химикал, използван в производството на пластмаси, бисфенол А (BPA), причинява загуба на тегло, без да променя приема на калории. Освен това, експозицията на майката на BPA по време на бременност имитира слаб естрогенен агонист, увеличавайки BAT interscapular теглото и регулирайки експресията на UCP1 в женското потомство, но намалявайки BAT активността и кафявата адипогенеза в мъжкото потомство.

Като цяло, резултатите от проучването показват, че определени замърсители на околната среда могат да инхибират термогенезата на НДНТ. Трябва да се извършат допълнителни проучвания при различни дози в BAT клетъчни линии, за да се оцени тази възможност и да се осигури по-прецизна транслируемост на хора.

Справка:

• Bo Wang, Gregory R. Steinberg, Umweltgifte, braunes Fettgewebe und mögliche Verbindungen zu Fettleibigkeit und Stoffwechselerkrankungen, Current Opinion in Pharmacology, Band 67, 2022, 102314, ISSN 1471-4892, DOI: https://doi.org/10.1016/j.coph.2022.102314, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1471489222001412

.