Faderlig eksponering for mikroplast ændrer afkommets metaboliske sundhed

Faderlig eksponering for mikroplast ændrer afkommets metaboliske sundhed

En undersøgelse udført af biomedicinske forskere ved University of California, Riverside, har for første gang vist, at en fars eksponering for mikroplastik (MP'er) kan udløse metaboliske forstyrrelser hos hans afkom. Forskning ved hjælp af musemodeller afslører en hidtil ukendt vej, hvorigennem miljøforurenende stoffer påvirker fremtidige generationers sundhed.

Mens parlamentsmedlemmer allerede er blevet opdaget i menneskelige reproduktive systemer, siger undersøgelsen offentliggjort iJournal of the Endocrine Societyer den første til at lukke kløften mellem faderlig eksponering for parlamentsmedlemmer og den næste generations langsigtede helbred ("F1-afkommet").

MP'er er bittesmå plastikpartikler (mindre end 5 millimeter), der dannes, når forbrugsgoder og industriaffald nedbrydes. Metaboliske lidelser refererer til en række tilstande - herunder forhøjet blodtryk, højt blodsukker og overskydende kropsfedt - der øger risikoen for hjertesygdomme og diabetes.

For at fremkalde stofskifteforstyrrelser hos F1-afkom fodrede forskerne dem med en kost med højt fedtindhold. Denne tilgang hjælper med at afsløre virkningerne af faderlig eksponering, der kan forblive mild eller skjult under normale ernæringsforhold. Den fedtrige kost efterligner almindelige usunde spisevaner som den vestlige kost og øger de metaboliske risici. Da fædrene selv blev fodret regelmæssigt, er den observerede fedme hos F1-afkom ernæringsmæssigt relateret.

Forskerholdet fandt ud af, at kvindelige afkom af hanmus, der blev udsat for MP'er, var signifikant mere modtagelige for stofskifteforstyrrelser end afkom af ueksponerede fædre, selvom alle afkom fik den samme fedtrige diæt.

De præcise årsager til denne kønsspecifikke effekt er stadig uklare. I vores undersøgelse udviklede kvindelige afkom diabetiske fænotyper. Vi observerede opregulering af pro-inflammatoriske og pro-diabetiske gener i deres lever - gener, der tidligere har været forbundet med diabetes. Disse ændringer blev ikke observeret hos mandlige afkom."

Changcheng Zhou, professor i biomedicinske videnskaber ved UCR School of Medicine og hovedforfatter af undersøgelsen

Forskerholdet fandt ud af, at selvom mandligt afkom ikke udviklede diabetes, viste de et lille, men signifikant fald i fedtmassen. Kvindelige afkom viste reduceret muskelmasse og øget diabetes.

For at forstå, hvordan egenskaben blev videregivet, brugte forskere en speciel sekventeringsteknologi kaldet PANDORA-seq, udviklet ved UCR. De fandt ud af, at MP-eksponering ændrer sæd-"last", hvilket påvirker små molekyler, der regulerer, hvordan gener tændes og slukkes.

Især MP-eksponering ændrede markant sperm lille RNA-profil, herunder tRNA-afledte små RNA'er (tsRNA'er) og rRNA-afledte små RNA'er (rsRNA'er) - typer af små ikke-kodende RNA'er. I modsætning til DNA, som giver "planen" for livet, kan disse RNA-molekyler fungere som "dæmpere" for gener, der kontrollerer, hvor meget eller hvor lidt et gen udtrykkes under udvikling.

"Så vidt vi ved, er vores undersøgelse den første, der viser, at faderlig eksponering for mikroplastik kan påvirke sædcellers små ikke-kodende RNA-profiler og forårsage metaboliske forstyrrelser hos afkom," sagde Zhou.

Zhou understregede, at undersøgelsen tyder på, at virkningerne af plastikforurening ikke er begrænset til dem, der er udsat; Det kan efterlade et biologisk indtryk, der disponerer børn for kronisk sygdom.

"Vores opdagelse åbner nye grænser inden for miljømæssig sundhed og flytter fokus til, hvordan begge forældres miljøer bidrager til deres børns sundhed," sagde han. "Disse resultater fra en museundersøgelse har sandsynligvis implikationer for mennesker. Mænd, der planlægger at få børn, bør overveje at reducere deres eksponering for forurenende stoffer såsom mikroplastik for at beskytte både deres og deres fremtidige børns helbred."

Forskerholdet håber, at resultaterne vil guide fremtidig forskning i, hvordan parlamentsmedlemmer og endnu mindre nanoplastik påvirker menneskelig udvikling.

"Vores fremtidige undersøgelser vil sandsynligvis undersøge, om moderens eksponering udgør lignende risici, og hvordan disse metaboliske ændringer kan afbødes," sagde Zhou.

Zhou fik følgeskab i undersøgelsen af ​​Seung Hyun Park, Jianfei Pan, Ting-An Lin, Sijie Tang og Sihem Cheloufi fra UCR; Xudong Zhang og Qi Chen ved University of Utah School of Medicine; og Tong Zhou ved University of Nevada, Reno School of Medicine.

Undersøgelsen blev delvist støttet af tilskud fra National Institutes of Health.

Kilder: