Aplinkos toksinai prisideda prie nutukimo ir medžiagų apykaitos ligų

Aplinkos toksinai prisideda prie nutukimo ir medžiagų apykaitos ligų

Neseniai paskelbtame tyrime Dabartinė nuomonė apie farmakologiją Žurnale mokslininkai ištyrė aplinkos toksinų ir rudojo riebalinio audinio (GPGB) poveikį nutukimui ir medžiagų apykaitos sutrikimams.

Nutukimas atsiranda dėl didesnio energijos suvartojimo, palyginti su energijos sąnaudomis, o tai savo ruožtu lemia nutukimo padidėjimą. Kalorijų skirtumas, siekiant išvengti svorio padidėjimo, yra tik 8,2–61,2 kcal per dieną įvairiose populiacijose. Sėdimas gyvenimo būdas ir pernelyg didelės energijos sąnaudos gali būti ne visiškai atsakingi už didėjantį visuotinio nutukimo ir susijusių medžiagų apykaitos ligų paplitimą, nepaisant energijos balanso tvirtumo. Įdomu pastebėti, kad daugelis kitų rūšių, be žmonių, turi nutukimą. Šie rezultatai rodo, kad nutukimą gali prisidėti ir kiti veiksniai, išskyrus padidėjusį kaloringų maisto produktų prieinamumą ir sumažėjusį mobilumą, kurį sukelia technologijų pažanga.

Sužinokite: Aplinkos toksinai, rudasis riebalinis audinys ir galimi ryšiai su nutukimu ir medžiagų apykaitos ligomis. Nuotraukų kreditas: Suzanne Tucker / Shutterstock

GPGB ir termogenezė bei nutukimo prevencija

Pirminė lipofilinių aplinkos junginių kaupimosi vieta yra riebalinis audinys. GPGB ir baltasis riebalinis audinys (WAT) yra dvi skirtingos riebalinio audinio formos. Tik euteriniai žinduoliai turi GPGB, kuris, skirtingai nei WAT, turi termogeninę funkciją, kuri suteikia gyvūnams evoliucinį pranašumą šaltyje.

Termogeninė veikla, kurią atlieka aktyvus GPGB vienam audinio gramui, gana dideliu greičiu oksiduoja plazmos trigliceridus ir gliukozę. Tačiau reikia pažymėti, kad griaučių raumenų termogenezė žymiai daugiau prisideda prie energijos sąnaudų šalčio metu dėl didelės masės. Suaugusiesiems pakanka keturių savaičių aklimatizacijos šaltyje, kad padidėtų BAT termogenezė ir sumažėtų griaučių raumenų drebulys. Tai pabrėžia galimą GPGB svarbą viso kūno energijos sąnaudoms. Priešingai, riebalinio audinio lipolizės slopinimas sumažina GPGB termogenezę ir skatina raumenų drebulį.

Tyrimai rodo, kad baltymo 1 (UCP1) ir GPGB atsiejimas taip pat skatina žmonių energijos sąnaudas, nepriklausomai nuo šalčio poveikio, nes padidina dietos sukeltą termogenezę (DIT). DIT sudaro nuo 5% iki 15% dienos energijos sąnaudų, priklausomai nuo suvartoto maisto sudėties ir kiekio. Be to, tyrimas parodė, kad valgymas greitai padidina kraujotaką ir deguonies suvartojimą pagal GPGB. Dėl to DIT termogenezė gali atlikti svarbų vaidmenį žmogaus kasdienėse energijos sąnaudose gyvenant termoneutralioje aplinkoje. Todėl šio proceso slopinimas gali būti susijęs su nutukimu ir medžiagų apykaitos sutrikimais.

Pesticidas chlorpirifosas slopina dietos sukeltą termogenezę GPGB

Grupė ištyrė rudus adipocitus, ekspresuojančius su luciferaze susijusį UCP1 promotorių, kad nustatytų aplinkos teršalus, galinčius tiesiogiai paveikti GPGB funkciją. Iš viso buvo ištirti 34 plačiai naudojami pesticidai, įskaitant maisto pakavimo medžiagas, herbicidus ir maisto dažus, kurie turėjo struktūrinių panašumų su serotoninu – medžiaga, kuri slopina GPGB termogenezę. Grupė nustatė, kad UCP1 promotoriaus aktyvumas ir baltymų bei pasiuntinių ribonukleino rūgšties (mRNR) ekspresija smarkiai sumažėjo, kai chlorpirifosas (CPF) yra net 1 pM. CPF, organofosfatinis insekticidas, dažnai naudojamas įvairioms kultūroms ir vaisiams kontroliuoti kenkėjus.

Po apdorojimo 1 pM CPF, BAT ląstelėse buvo atlikta nešališka RNR seka, kuri atskleidė, kad maža CPF dozė sukėlė pastebimus mitochondrijų genų ekspresijos pokyčius. Vėlesni tyrimai atskleidė, kad šie pokyčiai buvo susiję su mitochondrijų kvėpavimo trūkumu. Šie rezultatai parodė, kad CPF slopino UCP1 ekspresiją ir termogenezę kultivuotose GPGB ląstelėse ekspozicijos lange, kuriame asmenys gali būti veikiami CPF prarydami vaisius ir daržoves.

Grupė nustatė, kad didelės CPF dozės, kurios blokuoja smegenų ir plazmos acetilcholinesterazės aktyvumą ir plazmos butirilcholinesterazę, gali sukelti nutukimą ir gliukozės kiekio sutrikimą dėl mechanizmų, kurie gali apimti žarnyno floros pokyčius arba kalorijų sąnaudų padidėjimą. Tačiau taip pat buvo pranešta apie svorio padidėjimą, gliukozės netoleravimą, atsparumą insulinui ir nealkoholinę riebiųjų kepenų ligą (NAFLD) vartojant mažas CPF dozes, kai tiriamosioms pelėms buvo palaikomas termoneutralus. Tai leido manyti, kad CPF lygis, atitinkantis ne profesinį poveikį asmenims, gali paskatinti nutukimą, užkertant kelią dietos sukeltai termogenezei GPGB.

Kiti aplinkos teršalai, galintys turėti įtakos GPGB funkcijai

Daugelis aplinkos toksinų jungiasi prie hormonų receptorių, tokių kaip androgenų receptoriai (AR), arilo angliavandenilių receptoriai (AhR), estrogenų receptoriai (ER), su estrogenų receptoriais susiję receptoriai (ERR), skydliaukės receptoriai (TR) ir nėščiosios X receptoriai (PXR). ) trukdo hormoniniam poveikiui. Šie receptoriai atlieka lemiamą vaidmenį kontroliuojant GPGB termogenezę. Aplinkos toksinai apima DDT, organinį chlorą ir vinklozoliną, kurie blokuoja androgenų receptorių sukeliamus procesus, įskaitant UCP1 transkripciją.

Kai kurie aplinkos toksinai gali paveikti GPGB termogenezę, imituodami estrogeno poveikį. Pavyzdžiui, populiariausia pramoninė cheminė medžiaga, naudojama plastikų gamyboje, bisfenolis A (BPA), sukelia svorio mažėjimą nekeičiant suvartojamų kalorijų. Be to, motinos BPA poveikis nėštumo metu imituoja silpną estrogenų agonistą, padidindamas GPGB tarpkapulinį svorį ir padidindamas UCP1 ekspresijos reguliavimą patelių palikuonims, bet sumažindamas GPGB aktyvumą ir rudą adipogenezę patinų palikuonims.

Apskritai tyrimo rezultatai parodė, kad tam tikri aplinkos teršalai gali slopinti GPGB termogenezę. Norint įvertinti šią galimybę ir užtikrinti tikslesnį pritaikymą žmonėms, reikia atlikti tolesnius tyrimus naudojant skirtingas GPGB ląstelių linijas.

Nuoroda:

• 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

.