Toxinele de mediu contribuie la obezitate și boli metabolice

Toxinele de mediu contribuie la obezitate și boli metabolice

Într-un studiu publicat recent în Opinie actuală în farmacologie Jurnal, cercetătorii au examinat efectele toxinelor din mediu și ale țesutului adipos brun (BAT) asupra obezității și a tulburărilor metabolice.

Obezitatea rezultă dintr-un aport mai mare de energie în comparație cu cheltuiala energetică, care, la rândul său, duce la o creștere a obezității. Decalajul caloric pentru a preveni creșterea în greutate este de numai 8,2 până la 61,2 kcal/zi la diferite populații. Un stil de viață sedentar și consumul excesiv de energie ar putea să nu fie în întregime responsabile pentru prevalența în creștere a obezității globale și a bolilor metabolice asociate, în ciuda robusteței cu care este reglat echilibrul energetic. Este interesant de observat că multe alte specii, în afară de oameni, par să dezvolte obezitate. Aceste rezultate sugerează că alți factori decât disponibilitatea crescută a alimentelor bogate în calorii și mobilitatea redusă cauzată de progresele tehnologice pot contribui, de asemenea, la obezitate.

Învăţa: Toxine de mediu, țesut adipos maro și legături potențiale cu obezitate și boli metabolice. Credit foto: Suzanne Tucker / Shutterstock

BAT și termogeneza și prevenirea obezității

Locul principal pentru acumularea de compuși lipofili din mediu este țesutul adipos. BAT și țesutul adipos alb (WAT) sunt două forme diferite de țesut adipos. Doar mamiferele eutheriene au BAT, care, spre deosebire de WAT, are o funcție termogenică care oferă animalelor un avantaj evolutiv la frig.

Activitățile termogenice efectuate de BAT activ pe gram de țesut oxidează trigliceridele plasmatice și glucoza într-o rată relativ mare. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că termogeneza bazată pe mușchii scheletici contribuie semnificativ mai mult la cheltuiala de energie în timpul expunerii la frig datorită masei sale mari. Patru săptămâni de aclimatizare la rece sunt suficiente pentru ca adulții să crească termogeneza BAT și să reducă frisonul mușchilor scheletici. Acest lucru evidențiază importanța potențială a BAT pentru cheltuielile energetice ale întregului corp. În schimb, inhibarea lipolizei țesutului adipos reduce termogeneza BAT și promovează tremorurile musculare.

Studiile sugerează că decuplarea proteinei 1 (UCP1) și BAT promovează, de asemenea, cheltuielile de energie la oameni, independent de expunerea la frig, prin creșterea termogenezei induse de dietă (DIT). DIT reprezintă 5% până la 15% din cheltuielile zilnice de energie, în funcție de compoziția și cantitatea de alimente consumate. În plus, un studiu a arătat că mâncarea unei mese crește rapid fluxul sanguin și consumul de oxigen în BAT. Ca rezultat, termogeneza DIT ar putea juca un rol semnificativ în consumul zilnic de energie uman atunci când locuiește în medii termoneutre. Prin urmare, inhibarea acestui proces ar putea fi asociată cu obezitatea și tulburările metabolice.

Pesticidul clorpirifos inhibă termogeneza indusă de dietă în BAT

Echipa a examinat adipocitele maro care exprimă promotorul UCP1 asociat luciferazei pentru a identifica contaminanții de mediu care ar putea afecta direct funcția BAT. Au fost studiate un total de 34 de pesticide utilizate pe scară largă, inclusiv materiale de ambalare a alimentelor, erbicide și coloranți alimentari, care aveau asemănări structurale cu serotonina, o substanță care inhibă termogeneza BAT. Echipa a descoperit că activitatea promotorului UCP1 și expresia proteinei și a acidului ribonucleic mesager (ARNm) au fost reduse dramatic în prezența clorpirifosului (CPF) la doze de până la 1 pM. CPF, un insecticid organofosforat, este adesea aplicat pe diferite culturi și fructe pentru a controla dăunătorii.

După tratamentul cu 1 pM CPF, celulele BAT au fost supuse unei secvențieri imparțiale de ARN, ceea ce a arătat că doza mică de CPF a provocat modificări vizibile în expresia genei mitocondriale. Cercetările ulterioare au arătat că aceste modificări au fost asociate cu deficite în respirația mitocondrială. Aceste rezultate au arătat că CPF a suprimat expresia UCP1 și termogeneza în celulele BAT cultivate în fereastra de expunere în care indivizii pot fi expuși la CPF prin ingestia de fructe și legume.

Echipa a descoperit că dozele mari de CPF, care blochează activitatea creierului și a acetilcolinesterazei plasmatice și butirilcolinesteraza plasmatică, pot provoca obezitate și dereglarea glucozei prin mecanisme care pot include modificări ale florei intestinale sau o creștere a consumului de calorii. Cu toate acestea, creșterea în greutate, intoleranța la glucoză, rezistența la insulină și boala ficatului gras nealcoolic (NAFLD) au fost, de asemenea, raportate la doze mici de CPF atunci când șoarecii de testare au fost menținuți la termoneutralitate. Acest lucru a sugerat că nivelurile CPF compatibile cu expunerea non-profesională la indivizi ar putea promova obezitatea prin prevenirea termogenezei induse de dietă în BAT.

Alți poluanți ai mediului care pot afecta funcția BAT

Multe toxine de mediu se leagă de receptorii hormonali, cum ar fi receptorii de androgeni (AR), receptorii de hidrocarburi arii (AhR), receptorii de estrogen (ER), receptorii legați de receptorii de estrogen (ERR), receptorii tiroidieni (TR) și receptorii pregnane X (PXR). ) interferează cu efectele hormonale. Acești receptori joacă un rol crucial în controlul termogenezei BAT. Toxinele de mediu includ DDT, organoclor și vinclozolin, care blochează procesele mediate de receptorii androgeni, inclusiv transcripția UCP1.

Unele toxine de mediu pot afecta termogeneza BAT prin imitarea efectelor estrogenului. De exemplu, cea mai populară substanță chimică industrială utilizată în producția de materiale plastice, bisfenolul A (BPA), provoacă pierderea în greutate fără a modifica aportul de calorii. În plus, expunerea mamei la BPA în timpul sarcinii imită un agonist slab de estrogen, crescând greutatea interscapulară BAT și reglând expresia UCP1 la descendenții de sex feminin, dar scăzând activitatea BAT și adipogeneza maro la descendenții de sex masculin.

În general, rezultatele studiului au arătat că anumiți poluanți de mediu ar putea inhiba termogeneza BAT. Studiile ulterioare ar trebui efectuate la diferite doze în liniile celulare BAT pentru a evalua această posibilitate și pentru a asigura translabilitatea mai precisă la om.

Referinţă:

• 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

.