Suche
Mein Konto
Environmentálne toxíny prispievajú k obezite a metabolickým ochoreniam
V nedávnej štúdii publikovanej v časopise Current Opinion in Pharmacology výskumníci skúmali účinky environmentálnych toxínov a hnedého tukového tkaniva (BAT) na obezitu a metabolické poruchy. Obezita vyplýva z vyššieho príjmu energie v porovnaní s výdajom energie, čo následne vedie k nárastu obezity. Kalorický rozdiel na zabránenie prírastku hmotnosti je v rôznych populáciách iba 8,2 až 61,2 kcal/deň. Sedavý životný štýl a nadmerný výdaj energie nemusia byť úplne zodpovedné za zvyšujúcu sa prevalenciu globálnej obezity a súvisiacich metabolických ochorení, napriek robustnosti, s akou je energetická bilancia regulovaná. Zaujímavosťou je, že okrem ľudí sa mnohí...
Environmentálne toxíny prispievajú k obezite a metabolickým ochoreniam
V nedávno publikovanej štúdii v Súčasný názor vo farmakológii Vedci skúmali účinky environmentálnych toxínov a hnedého tukového tkaniva (BAT) na obezitu a metabolické poruchy.
Obezita vyplýva z vyššieho príjmu energie v porovnaní s výdajom energie, čo následne vedie k nárastu obezity. Kalorický rozdiel na zabránenie prírastku hmotnosti je v rôznych populáciách iba 8,2 až 61,2 kcal/deň. Sedavý životný štýl a nadmerný výdaj energie nemusia byť úplne zodpovedné za zvyšujúcu sa prevalenciu globálnej obezity a súvisiacich metabolických ochorení, napriek robustnosti, s akou je energetická bilancia regulovaná. Je zaujímavé si všimnúť, že sa zdá, že obezita má aj mnoho iných druhov okrem ľudí. Tieto výsledky naznačujú, že k obezite môžu prispievať aj iné faktory ako zvýšená dostupnosť vysokokalorických potravín a znížená mobilita spôsobená technologickým pokrokom.
BAT a termogenéza a prevencia obezity
Primárnym miestom akumulácie lipofilných environmentálnych zlúčenín je tukové tkanivo. BAT a biele tukové tkanivo (WAT) sú dve rôzne formy tukového tkaniva. BAT majú iba euterické cicavce, ktoré majú na rozdiel od WAT termogénnu funkciu, ktorá dáva zvieratám evolučnú výhodu v chlade.
Termogénne aktivity vykonávané aktívnou BAT na gram tkaniva oxidujú plazmatické triglyceridy a glukózu relatívne vysokou rýchlosťou. Je však potrebné poznamenať, že termogenéza na báze kostrového svalstva výrazne viac prispieva k výdaju energie počas vystavenia chladu vďaka svojej veľkej hmotnosti. Štyri týždne aklimatizácie na chlad stačia dospelým na zvýšenie termogenézy BAT a zníženie chvenia kostrových svalov. To poukazuje na potenciálny význam BAT pre energetický výdaj celého tela. Na rozdiel od toho, inhibícia lipolýzy tukového tkaniva znižuje termogenézu BAT a podporuje tras svalov.
Štúdie naznačujú, že odpojenie proteínu 1 (UCP1) a BAT tiež podporuje výdaj energie u ľudí, nezávisle od vystavenia chladu, zvýšením termogenézy vyvolanej stravou (DIT). DIT tvorí 5 % až 15 % denného energetického výdaja v závislosti od zloženia a množstva skonzumovanej potravy. Okrem toho štúdia ukázala, že konzumácia jedla rýchlo zvyšuje prietok krvi a spotrebu kyslíka v BAT. V dôsledku toho by termogenéza DIT mohla hrať významnú úlohu v dennom výdaji energie človeka pri pobyte v termoneutrálnom prostredí. Preto inhibícia tohto procesu môže byť spojená s obezitou a metabolickými poruchami.
Pesticíd chlorpyrifos inhibuje termogenézu vyvolanú stravou v BAT
Tím skúmal hnedé adipocyty exprimujúce promótor UCP1 spojený s luciferázou, aby identifikoval environmentálne kontaminanty, ktoré by mohli priamo ovplyvniť funkciu BAT. Študovalo sa celkovo 34 široko používaných pesticídov, vrátane materiálov na balenie potravín, herbicídov a potravinárskych farbív, ktoré mali štrukturálnu podobnosť so serotonínom, látkou, ktorá inhibuje termogenézu BAT. Tím zistil, že aktivita promótora UCP1 a expresia proteínovej a messengerovej ribonukleovej kyseliny (mRNA) boli dramaticky znížené v prítomnosti chlórpyrifosu (CPF) v dávkach tak nízkych ako 1 pM. CPF, organofosfátový insekticíd, sa často aplikuje na rôzne plodiny a ovocie na kontrolu škodcov.
Po ošetrení 1 pM CPF boli bunky BAT podrobené nestrannému sekvenovaniu RNA, čo odhalilo, že nízka dávka CPF spôsobila viditeľné zmeny v mitochondriálnej génovej expresii. Následný výskum odhalil, že tieto zmeny súviseli s deficitom mitochondriálneho dýchania. Tieto výsledky ukázali, že CPF potlačil expresiu a termogenézu UCP1 v kultivovaných bunkách BAT v rámci expozičného okna, v ktorom môžu byť jednotlivci vystavení CPF požitím ovocia a zeleniny.
Tím zistil, že vysoké dávky CPF, ktoré blokujú mozgovú a plazmatickú aktivitu acetylcholínesterázy a plazmatickú butyrylcholínesterázu, môžu spôsobiť obezitu a dysreguláciu glukózy prostredníctvom mechanizmov, ktoré môžu zahŕňať zmeny črevnej flóry alebo zvýšenie výdaja kalórií. Avšak pri nízkych dávkach CPF, keď boli testované myši udržiavané v termoneutralite, boli hlásené aj prírastok hmotnosti, intolerancia glukózy, inzulínová rezistencia a nealkoholické stukovatenie pečene (NAFLD). To naznačuje, že hladiny CPF konzistentné s expozíciou mimo povolania u jednotlivcov by mohli podporovať obezitu tým, že zabránia termogenéze vyvolanej stravou v BAT.
Iné látky znečisťujúce životné prostredie, ktoré môžu ovplyvniť funkciu BAT
Mnohé environmentálne toxíny sa viažu na hormonálne receptory, ako sú androgénne receptory (AR), arylové uhľovodíkové receptory (AhR), estrogénové receptory (ER), receptory súvisiace s estrogénovým receptorom (ERR), receptory štítnej žľazy (TR) a pregnanové X receptory (PXR). ) zasahuje do hormonálnych účinkov. Tieto receptory hrajú kľúčovú úlohu pri kontrole termogenézy BAT. Environmentálne toxíny zahŕňajú DDT, organochlór a vinklozolin, ktoré blokujú procesy sprostredkované androgénnym receptorom, vrátane transkripcie UCP1.
Niektoré environmentálne toxíny môžu ovplyvniť termogenézu BAT napodobňovaním účinkov estrogénu. Napríklad najpopulárnejšia priemyselná chemikália používaná pri výrobe plastov, bisfenol A (BPA), spôsobuje chudnutie bez zmeny príjmu kalórií. Okrem toho expozícia matky BPA v čase tehotenstva napodobňuje slabého estrogénového agonistu, zvyšuje medzilopatkovú hmotnosť BAT a zvyšuje expresiu UCP1 u potomstva samíc, ale znižuje aktivitu BAT a hnedú adipogenézu u mužských potomkov.
Celkovo výsledky štúdie ukázali, že určité environmentálne znečisťujúce látky by mohli inhibovať termogenézu BAT. Ďalšie štúdie by sa mali vykonať v rôznych dávkach na bunkových líniách BAT, aby sa zhodnotila táto možnosť a zabezpečila sa presnejšia preložiteľnosť na ľudí.
Referencia:
- 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
.