Vides toksīni veicina aptaukošanos un vielmaiņas slimības

Vides toksīni veicina aptaukošanos un vielmaiņas slimības

Nesen publicētā pētījumā Pašreizējais viedoklis farmakoloģijā Žurnālā pētnieki pētīja vides toksīnu un brūno taukaudu (LPTP) ietekmi uz aptaukošanos un vielmaiņas traucējumiem.

Aptaukošanās rodas no lielāka enerģijas patēriņa salīdzinājumā ar enerģijas patēriņu, kas savukārt izraisa aptaukošanās pieaugumu. Kaloriju starpība, lai novērstu svara pieaugumu, dažādās populācijās ir tikai 8,2–61,2 kcal dienā. Mazkustīgs dzīvesveids un pārmērīgs enerģijas patēriņš var nebūt pilnībā atbildīgs par pieaugošo globālās aptaukošanās un ar to saistīto vielmaiņas slimību izplatību, neskatoties uz to, ka enerģijas bilance tiek regulēta. Interesanti atzīmēt, ka daudzām citām sugām, izņemot cilvēkus, attīstās aptaukošanās. Šie rezultāti liecina, ka aptaukošanos var veicināt arī citi faktori, izņemot paaugstinātu augstas kaloritātes pārtikas pieejamību un ierobežotu mobilitāti, ko izraisa tehnoloģiskie sasniegumi.

Uzziniet: Vides toksīni, brūnie taukaudi un iespējamās saites ar aptaukošanos un vielmaiņas slimībām. Fotoattēlu kredīts: Suzanne Tucker / Shutterstock

LPTP un termoģenēze un aptaukošanās profilakse

Galvenā lipofīlo vides savienojumu uzkrāšanās vieta ir taukaudi. BAT un baltie taukaudi (WAT) ir divas dažādas taukaudu formas. Tikai eiterijas zīdītājiem ir LPTP, kam atšķirībā no WAT ir termogēna funkcija, kas dod dzīvniekiem evolūcijas priekšrocības aukstumā.

Termogēnās aktivitātes, ko veic aktīvā LPTP uz gramu audu, salīdzinoši lielā ātrumā oksidē plazmas triglicerīdus un glikozi. Tomēr jāatzīmē, ka skeleta muskuļu termoģenēze tās lielās masas dēļ ievērojami vairāk veicina enerģijas patēriņu aukstuma iedarbības laikā. Pieaugušajiem pietiek ar četrām aukstuma aklimatizācijas nedēļām, lai palielinātu BAT termoģenēzi un mazinātu skeleta muskuļu drebuļus. Tas izceļ LPTP iespējamo nozīmi visa ķermeņa enerģijas tērēšanā. Turpretim taukaudu lipolīzes kavēšana samazina LPTP termoģenēzi un veicina muskuļu trīci.

Pētījumi liecina, ka proteīna 1 (UCP1) un LPTP atdalīšana arī veicina enerģijas patēriņu cilvēkiem neatkarīgi no aukstuma iedarbības, palielinot uztura izraisītu termoģenēzi (DIT). DIT veido 5% līdz 15% no ikdienas enerģijas patēriņa atkarībā no patērētās pārtikas sastāva un daudzuma. Turklāt pētījums parādīja, ka ēdienreizes ēšana strauji palielina asins plūsmu un skābekļa patēriņu LPTP. Rezultātā DIT termoģenēzei varētu būt nozīmīga loma cilvēka ikdienas enerģijas tērēšanā, dzīvojot termoneitrālā vidē. Tāpēc šī procesa kavēšana varētu būt saistīta ar aptaukošanos un vielmaiņas traucējumiem.

Pesticīds hlorpirifoss inhibē uztura izraisītu termoģenēzi LPTP

Komanda pārbaudīja brūnos adipocītus, kas ekspresē ar luciferāzi saistīto UCP1 promotoru, lai identificētu vides piesārņotājus, kas varētu tieši ietekmēt LPTP funkciju. Kopumā tika pētīti 34 plaši izmantoti pesticīdi, tostarp pārtikas iepakojuma materiāli, herbicīdi un pārtikas krāsvielas, kam bija strukturāla līdzība ar serotonīnu, vielu, kas kavē LPTP termoģenēzi. Komanda atklāja, ka UCP1 promotora aktivitāte un proteīna un ribonukleīnskābes (mRNS) ekspresija tika dramatiski samazināta hlorpirifosa (CPF) klātbūtnē tik zemās devās kā 1 pM. CPF, organofosfātu insekticīds, bieži tiek izmantots dažādām kultūrām un augļiem, lai kontrolētu kaitēkļus.

Pēc apstrādes ar 1 pM CPF BAT šūnas tika pakļautas objektīvai RNS sekvencēšanai, kas atklāja, ka zemā CPF deva izraisīja ievērojamas izmaiņas mitohondriju gēnu ekspresijā. Turpmākie pētījumi atklāja, ka šīs izmaiņas bija saistītas ar mitohondriju elpošanas deficītu. Šie rezultāti parādīja, ka CPF nomāca UCP1 ekspresiju un termoģenēzi kultivētās LPTP šūnās ekspozīcijas logā, kurā indivīdi var tikt pakļauti CPF iedarbībai, uzņemot augļus un dārzeņus.

Komanda atklāja, ka lielas CPF devas, kas bloķē smadzeņu un plazmas acetilholīnesterāzes aktivitāti un plazmas butirilholīnesterāzi, var izraisīt aptaukošanos un glikozes regulēšanas traucējumus, izmantojot mehānismus, kas var ietvert izmaiņas zarnu florā vai palielināt kaloriju patēriņu. Tomēr ir ziņots arī par svara pieaugumu, glikozes nepanesību, insulīna rezistenci un bezalkoholisko taukaino aknu slimību (NAFLD), lietojot zemas CPF devas, kad testa pelēm tika uzturēta termoneitrāla. Tas liecināja, ka CPF līmenis, kas atbilst neprofesionālajai iedarbībai indivīdiem, var veicināt aptaukošanos, novēršot uztura izraisītu termoģenēzi LPTP.

Citi vides piesārņotāji, kas var ietekmēt LPTP darbību

Daudzi vides toksīni saistās ar hormonu receptoriem, piemēram, androgēnu receptoriem (AR), arilogļūdeņraža receptoriem (AhR), estrogēnu receptoriem (ER), ar estrogēnu receptoriem saistītajiem receptoriem (ERR), vairogdziedzera receptoriem (TR) un grūtniecības X receptoriem (PXR). ) traucē hormonālo iedarbību. Šiem receptoriem ir izšķiroša nozīme LPTP termoģenēzes kontrolē. Vides toksīni ietver DDT, hlororganisko savienojumu un vinklozolīnu, kas bloķē androgēnu receptoru mediētos procesus, tostarp UCP1 transkripciju.

Daži vides toksīni var ietekmēt LPTP termoģenēzi, atdarinot estrogēna iedarbību. Piemēram, vispopulārākā rūpnieciskā ķīmiskā viela, ko izmanto plastmasas ražošanā, bisfenols A (BPA), izraisa svara zudumu, nemainot uzņemto kaloriju daudzumu. Turklāt mātes iedarbība uz BPA grūtniecības laikā atdarina vāju estrogēna agonistu, palielinot BAT starplāpstiņu svaru un pārregulējot UCP1 ekspresiju mātīšu pēcnācējiem, bet samazinot LPTP aktivitāti un brūno adipoģenēzi vīriešu kārtas pēcnācējiem.

Kopumā pētījuma rezultāti parādīja, ka daži vides piesārņotāji var kavēt LPTP termoģenēzi. Ir jāveic turpmāki pētījumi ar dažādām devām LPTP šūnu līnijās, lai novērtētu šo iespēju un nodrošinātu precīzāku pārnesamību uz cilvēkiem.

Atsauce:

• 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

.