Toksini iz okoliša doprinose pretilosti i metaboličkim bolestima

Toksini iz okoliša doprinose pretilosti i metaboličkim bolestima

U nedavno objavljenoj studiji u Trenutno mišljenje u farmakologiji Journal, istraživači su ispitivali učinke toksina iz okoliša i smeđeg masnog tkiva (BAT) na pretilost i metaboličke poremećaje.

Pretilost je rezultat većeg unosa energije u odnosu na potrošnju energije, što zauzvrat dovodi do porasta pretilosti. Kalorijski jaz za sprječavanje debljanja je samo 8,2 do 61,2 kcal/dan u različitim populacijama. Sjedilački način života i pretjerana potrošnja energije možda nisu u potpunosti odgovorni za sve veću prevalenciju globalne pretilosti i povezanih metaboličkih bolesti, unatoč robusnosti kojom se regulira energetska ravnoteža. Zanimljivo je primijetiti da se čini da mnoge druge vrste osim ljudi razvijaju pretilost. Ovi rezultati upućuju na to da čimbenici koji nisu povećana dostupnost visokokalorične hrane i smanjena pokretljivost uzrokovana tehnološkim napretkom također mogu pridonijeti pretilosti.

Naučiti: Toksini iz okoliša, smeđe masno tkivo i potencijalne veze s pretilošću i metaboličkim bolestima. Autor fotografije: Suzanne Tucker / Shutterstock

BAT i termogeneza te prevencija pretilosti

Primarno mjesto nakupljanja lipofilnih spojeva iz okoliša je masno tkivo. BAT i bijelo masno tkivo (WAT) dva su različita oblika masnog tkiva. Samo euterijski sisavci imaju BAT, koji, za razliku od WAT, ima termogenu funkciju koja životinjama daje evolucijsku prednost na hladnoći.

Termogene aktivnosti koje provodi aktivni BAT po gramu tkiva relativno velikom brzinom oksidiraju trigliceride i glukozu u plazmi. Međutim, treba napomenuti da termogeneza temeljena na skeletnim mišićima značajno više pridonosi potrošnji energije tijekom izlaganja hladnoći zbog svoje velike mase. Četiri tjedna privikavanja na hladnoću dovoljno je za odrasle da povećaju BAT termogenezu i smanje drhtanje skeletnih mišića. Ovo naglašava potencijalnu važnost NRT-a za potrošnju energije cijelog tijela. Nasuprot tome, inhibicija lipolize masnog tkiva smanjuje BAT termogenezu i potiče drhtanje mišića.

Studije sugeriraju da razdvajanje proteina 1 (UCP1) i BAT također potiče potrošnju energije kod ljudi, neovisno o izloženosti hladnoći, povećanjem termogeneze izazvane prehranom (DIT). DIT čini 5% do 15% dnevne potrošnje energije, ovisno o sastavu i količini konzumirane hrane. Osim toga, studija je pokazala da brzi unos obroka povećava protok krvi i potrošnju kisika u BAT-u. Kao rezultat toga, termogeneza DIT-a mogla bi igrati značajnu ulogu u ljudskoj dnevnoj potrošnji energije kada borave u termoneutralnom okruženju. Stoga bi inhibicija ovog procesa mogla biti povezana s pretilošću i metaboličkim poremećajima.

Pesticid klorpirifos inhibira termogenezu induciranu prehranom u BAT-u

Tim je ispitao smeđe adipocite koji izražavaju promotor UCP1 povezan s luciferazom kako bi identificirali zagađivače iz okoliša koji bi mogli izravno utjecati na funkciju BAT-a. Proučavana su ukupno 34 široko korištena pesticida, uključujući materijale za pakiranje hrane, herbicide i boje za hranu, koji su imali strukturne sličnosti sa serotoninom, tvari koja inhibira BAT termogenezu. Tim je otkrio da su aktivnost promotora UCP1 i ekspresija proteina i glasničke ribonukleinske kiseline (mRNA) dramatično smanjeni u prisutnosti klorpirifosa (CPF) u dozama od samo 1 pM. CPF, organofosfatni insekticid, često se primjenjuje na razne usjeve i voće za suzbijanje štetnika.

Nakon tretmana s 1 pM CPF-a, BAT stanice su podvrgnute nepristranom sekvenciranju RNA, što je otkrilo da je niska doza CPF-a uzrokovala primjetne promjene u ekspresiji mitohondrijskih gena. Naknadna istraživanja otkrila su da su te promjene povezane s nedostatkom mitohondrijskog disanja. Ovi rezultati su pokazali da je CPF potisnuo ekspresiju UCP1 i termogenezu u uzgojenim BAT stanicama unutar prozora izloženosti u kojem pojedinci mogu biti izloženi CPF-u gutanjem voća i povrća.

Tim je otkrio da visoke doze CPF-a, koje blokiraju aktivnost acetilkolinesteraze u mozgu i plazmi i butirilkolinesterazu u plazmi, mogu uzrokovati pretilost i disregulaciju glukoze putem mehanizama koji mogu uključivati ​​promjene u crijevnoj flori ili povećanje potrošnje kalorija. Međutim, povećanje tjelesne težine, intolerancija glukoze, inzulinska rezistencija i nealkoholna masna bolest jetre (NAFLD) također su prijavljeni pri niskim dozama CPF-a kada su testni miševi održavani na termoneutralnosti. To je sugeriralo da bi razine CPF-a u skladu s izloženošću pojedinaca izvan radnog mjesta mogle promicati pretilost sprječavanjem termogeneze izazvane prehranom u BAT-u.

Ostali zagađivači okoliša koji mogu utjecati na NRT funkciju

Mnogi toksini iz okoliša vežu se za hormonske receptore kao što su androgeni receptori (AR), aril ugljikovodični receptori (AhR), estrogenski receptori (ER), estrogenski receptorski receptori (ERR), tiroidni receptori (TR) i pregnane X receptori (PXR). ) ometa hormonske učinke. Ovi receptori igraju ključnu ulogu u kontroli BAT termogeneze. Toksini iz okoliša uključuju DDT, organoklor i vinklozolin, koji blokiraju procese posredovane androgenskim receptorima, uključujući transkripciju UCP1.

Neki toksini iz okoliša mogu utjecati na BAT termogenezu oponašajući učinke estrogena. Na primjer, najpopularnija industrijska kemikalija koja se koristi u proizvodnji plastike, bisfenol A (BPA), uzrokuje gubitak težine bez promjene unosa kalorija. Nadalje, izloženost majke BPA u vrijeme trudnoće oponaša slabi agonist estrogena, povećava BAT interskapularnu težinu i regulira ekspresiju UCP1 kod ženskog potomstva, ali smanjuje aktivnost BAT i smeđu adipogenezu u muškog potomstva.

Sveukupno, rezultati studije pokazali su da određeni zagađivači okoliša mogu inhibirati BAT termogenezu. Trebala bi se provesti daljnja istraživanja pri različitim dozama u BAT staničnim linijama kako bi se procijenila ova mogućnost i osigurala preciznija mogućnost prevođenja na ljude.

Referenca:

• 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

.