Suche
Mein Konto
Milieutoxines dragen bij aan obesitas en stofwisselingsziekten
In een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift Current Opinion in Pharmacology onderzochten onderzoekers de effecten van milieutoxines en bruin vetweefsel (BAT) op obesitas en stofwisselingsstoornissen. Obesitas is het gevolg van een hogere energie-inname vergeleken met het energieverbruik, wat op zijn beurt leidt tot een toename van obesitas. Het calorieverschil om gewichtstoename te voorkomen bedraagt in verschillende populaties slechts 8,2 tot 61,2 kcal/dag. Een sedentaire levensstijl en buitensporig energieverbruik zijn mogelijk niet geheel verantwoordelijk voor de toenemende prevalentie van mondiale obesitas en daarmee samenhangende stofwisselingsziekten, ondanks de robuustheid waarmee de energiebalans wordt gereguleerd. Het is interessant om op te merken dat er naast mensen ook veel...
Milieutoxines dragen bij aan obesitas en stofwisselingsziekten
Uit een onlangs gepubliceerd onderzoek in de Huidige mening in de farmacologie Journal onderzochten onderzoekers de effecten van milieutoxines en bruin vetweefsel (BAT) op obesitas en stofwisselingsstoornissen.
Obesitas is het gevolg van een hogere energie-inname vergeleken met het energieverbruik, wat op zijn beurt leidt tot een toename van obesitas. Het calorieverschil om gewichtstoename te voorkomen bedraagt in verschillende populaties slechts 8,2 tot 61,2 kcal/dag. Een sedentaire levensstijl en buitensporig energieverbruik zijn mogelijk niet geheel verantwoordelijk voor de toenemende prevalentie van mondiale obesitas en daarmee samenhangende stofwisselingsziekten, ondanks de robuustheid waarmee de energiebalans wordt gereguleerd. Het is interessant om op te merken dat naast mensen ook veel andere soorten zwaarlijvigheid lijken te ontwikkelen. Deze resultaten suggereren dat andere factoren dan de toegenomen beschikbaarheid van calorierijk voedsel en verminderde mobiliteit veroorzaakt door technologische vooruitgang ook kunnen bijdragen aan obesitas.
BBT en thermogenese en preventie van obesitas
De belangrijkste plaats voor de accumulatie van lipofiele verbindingen uit de omgeving is vetweefsel. BAT en wit vetweefsel (WAT) zijn twee verschillende vormen van vetweefsel. Alleen eutherische zoogdieren hebben BBT, die, in tegenstelling tot WAT, een thermogene functie heeft die dieren een evolutionair voordeel geeft in de kou.
Thermogene activiteiten uitgevoerd door actieve BBT per gram weefsel oxideren plasmatriglyceriden en glucose in een relatief hoog tempo. Er moet echter worden opgemerkt dat op skeletspieren gebaseerde thermogenese aanzienlijk meer bijdraagt aan het energieverbruik tijdens blootstelling aan koude vanwege de grote massa. Vier weken koude-acclimatisatie is voor volwassenen voldoende om de BAT-thermogenese te verhogen en het rillen van de skeletspieren te verminderen. Dit benadrukt het potentiële belang van BBT voor het energieverbruik van het hele lichaam. Daarentegen vermindert remming van de lipolyse van vetweefsel de BAT-thermogenese en bevordert het spiertrillingen.
Studies suggereren dat de ontkoppeling van proteïne 1 (UCP1) en BAT ook het energieverbruik bij mensen bevordert, onafhankelijk van blootstelling aan koude, door het verhogen van de door voeding geïnduceerde thermogenese (DIT). DIT is verantwoordelijk voor 5% tot 15% van het dagelijkse energieverbruik, afhankelijk van de samenstelling en de hoeveelheid geconsumeerd voedsel. Bovendien toonde een onderzoek aan dat het eten van een maaltijd de bloedstroom en het zuurstofverbruik bij BAT snel verhoogt. Als gevolg hiervan zou DIT-thermogenese een belangrijke rol kunnen spelen in het dagelijkse energieverbruik van de mens wanneer hij in een thermoneutrale omgeving verblijft. Daarom kan remming van dit proces in verband worden gebracht met obesitas en stofwisselingsstoornissen.
Het pesticide chloorpyrifos remt de door voeding geïnduceerde thermogenese in BBT
Het team onderzocht bruine adipocyten die de luciferase-geassocieerde UCP1-promoter tot expressie brengen om omgevingsverontreinigingen te identificeren die de BBT-functie rechtstreeks kunnen beïnvloeden. In totaal werden 34 veelgebruikte pesticiden onderzocht, waaronder voedselverpakkingsmaterialen, herbiciden en voedselkleurstoffen, die structurele overeenkomsten vertoonden met serotonine, een stof die de BBT-thermogenese remt. Het team ontdekte dat de activiteit van de UCP1-promoter en de expressie van eiwit en messenger-ribonucleïnezuur (mRNA) dramatisch waren verminderd in de aanwezigheid van chloorpyrifos (CPF) bij doses zo laag als 13.00 uur. CPF, een organofosfaatinsecticide, wordt vaak toegepast op verschillende gewassen en fruit om ongedierte te bestrijden.
Na behandeling met 1 pM CPF werden BAT-cellen onderworpen aan onbevooroordeelde RNA-sequencing, waaruit bleek dat de lage dosis CPF merkbare veranderingen in de mitochondriale genexpressie veroorzaakte. Uit vervolgonderzoek bleek dat deze veranderingen verband hielden met tekorten in de mitochondriale ademhaling. Deze resultaten toonden aan dat CPF de UCP1-expressie en thermogenese in gekweekte BAT-cellen onderdrukte binnen het blootstellingsvenster waarin individuen aan CPF kunnen worden blootgesteld door de inname van fruit en groenten.
Het team ontdekte dat hoge doses CPF, die de activiteit van acetylcholinesterase in de hersenen en het plasma en butyrylcholinesterase in het plasma blokkeren, zwaarlijvigheid en glucoseontregeling kunnen veroorzaken via mechanismen zoals veranderingen in de darmflora of een toename van het calorieverbruik. Gewichtstoename, glucose-intolerantie, insulineresistentie en niet-alcoholische leververvetting (NAFLD) zijn echter ook gemeld bij lage doses CPF wanneer testmuizen op thermoneutraliteit werden gehouden. Dit suggereerde dat CPF-niveaus die consistent zijn met niet-beroepsmatige blootstelling bij individuen obesitas zouden kunnen bevorderen door door voeding geïnduceerde thermogenese in BAT te voorkomen.
Andere milieuverontreinigende stoffen die de BBT-functie kunnen beïnvloeden
Veel milieutoxines binden zich aan hormoonreceptoren zoals androgeenreceptoren (AR's), arylkoolwaterstofreceptoren (AhR), oestrogeenreceptoren (ER's), oestrogeenreceptorgerelateerde receptoren (ERR's), schildklierreceptoren (TR's) en pregnaan X-receptoren (PXR). ) interfereert met hormonale effecten. Deze receptoren spelen een cruciale rol bij de controle van BAT-thermogenese. Milieutoxinen omvatten DDT, organochloor en vinclozolin, die androgeenreceptor-gemedieerde processen blokkeren, waaronder UCP1-transcriptie.
Sommige milieutoxinen kunnen de BBT-thermogenese beïnvloeden door de effecten van oestrogeen na te bootsen. De meest populaire industriële chemische stof die wordt gebruikt bij de productie van kunststoffen, bisfenol A (BPA), veroorzaakt bijvoorbeeld gewichtsverlies zonder de calorie-inname te veranderen. Bovendien bootst de blootstelling van de moeder aan BPA tijdens de zwangerschap een zwakke oestrogeenagonist na, waardoor het interscapulaire gewicht van de BAT toeneemt en de UCP1-expressie bij vrouwelijke nakomelingen wordt verhoogd, maar de BAT-activiteit en bruine adipogenese bij mannelijke nakomelingen afnemen.
Over het geheel genomen toonden de onderzoeksresultaten aan dat bepaalde milieuverontreinigende stoffen de BBT-thermogenese zouden kunnen remmen. Er moeten verdere onderzoeken worden uitgevoerd met verschillende doses in BAT-cellijnen om deze mogelijkheid te evalueren en een nauwkeurigere vertaalbaarheid naar mensen te garanderen.
Referentie:
- 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
.