Expozice otce mikroplastům mění metabolické zdraví potomků

Expozice otce mikroplastům mění metabolické zdraví potomků

Studie provedená biomedicínskými vědci z University of California v Riverside poprvé ukázala, že vystavení otce mikroplastům (MP) může u jeho potomků vyvolat metabolické poruchy. Výzkum pomocí myších modelů odhaluje dříve neznámou cestu, kterou znečišťující látky v životním prostředí ovlivňují zdraví budoucích generací.

Zatímco MP již byly detekovány v lidských reprodukčních systémech, říká studie zveřejněná vŽurnál endokrinní společnostije první, kdo zaceluje propast mezi vystavením otce MPs a dlouhodobým zdravím příští generace („potomky F1“).

MP jsou drobné plastové částice (méně než 5 milimetrů), které vznikají při rozkladu spotřebního zboží a průmyslového odpadu. Metabolické poruchy se týkají řady stavů – včetně zvýšeného krevního tlaku, vysoké hladiny cukru v krvi a nadměrného tělesného tuku – které zvyšují riziko srdečních chorob a cukrovky.

K vyvolání metabolických poruch u potomků F1 je vědci krmili stravou s vysokým obsahem tuků. Tento přístup pomáhá odhalit účinky otcovské expozice, které mohou za normálních nutričních podmínek zůstat mírné nebo skryté. Strava s vysokým obsahem tuků napodobuje běžné nezdravé stravovací návyky, jako je západní strava, a zvyšuje metabolická rizika. Vzhledem k tomu, že samotní otcové byli pravidelně krmeni, obezita pozorovaná u potomků F1 souvisí s výživou.

Výzkumný tým zjistil, že samice myších samců vystavených MP byly výrazně náchylnější k metabolickým poruchám než potomci neexponovaných otců, přestože všichni potomci dostávali stejnou stravu s vysokým obsahem tuků.

Přesné důvody tohoto genderově specifického efektu jsou stále nejasné. V naší studii se u ženských potomků vyvinuly diabetické fenotypy. Pozorovali jsme upregulaci prozánětlivých a prodiabetických genů v jejich játrech – genů, které byly dříve spojovány s diabetem. Tyto změny nebyly pozorovány u mužských potomků.“

Changcheng Zhou, profesor biomedicínských věd na lékařské fakultě UCR a hlavní autor studie

Výzkumný tým zjistil, že ačkoliv se u mužských potomků nerozvinul diabetes, vykazovali mírný, ale významný pokles tukové hmoty. Ženské potomky vykazovaly sníženou svalovou hmotu a zvýšený výskyt cukrovky.

Aby vědci pochopili, jak byla tato vlastnost předávána, použili speciální technologii sekvenování nazvanou PANDORA-seq vyvinutou v UCR. Zjistili, že expozice MP mění „náklad spermií“ a ovlivňuje malé molekuly, které regulují zapínání a vypínání genů.

Zejména expozice MP významně změnila profil malých RNA spermií, včetně malých RNA odvozených od tRNA (tsRNA) a malých RNA odvozených od rRNA (rsRNA) – typů malých nekódujících RNA. Na rozdíl od DNA, která poskytuje „plán“ pro život, mohou tyto molekuly RNA fungovat jako „stmívače“ pro geny, které řídí, jak moc nebo jak málo je gen exprimován během vývoje.

"Pokud je nám známo, naše studie je první, která ukazuje, že expozice otce mikroplastům může ovlivnit malé nekódující RNA profily spermií a způsobit metabolické poruchy u potomků," řekl Zhou.

Zhou zdůraznil, že studie naznačuje, že účinky plastového znečištění nejsou omezeny na ty, kteří jsou vystaveni; Může zanechat biologický dojem, který děti předurčuje k chronickému onemocnění.

"Náš objev otevírá nové hranice v oblasti environmentálního zdraví a posouvá zaměření na to, jak prostředí obou rodičů přispívá ke zdraví jejich dětí," řekl. "Tato zjištění ze studie na myších mají pravděpodobně důsledky pro lidi. Muži, kteří plánují mít děti, by měli zvážit snížení expozice znečišťujícím látkám, jako jsou mikroplasty, aby ochránili své zdraví i zdraví svých budoucích dětí."

Výzkumný tým doufá, že zjištění povedou budoucí výzkum toho, jak MP a ještě menší nanoplasty ovlivňují lidský vývoj.

"Naše budoucí studie pravděpodobně prozkoumají, zda expozice matky představuje podobná rizika a jak lze tyto metabolické změny zmírnit," řekl Zhou.

K Zhouovi se ve studii připojili Seung Hyun Park, Jianfei Pan, Ting-An Lin, Sijie Tang a Sihem Cheloufi z UCR; Xudong Zhang a Qi Chen na lékařské fakultě University of Utah; a Tong Zhou na University of Nevada, Reno School of Medicine.

Studie byla částečně podpořena granty Státního zdravotního ústavu.

Zdroje: