Η έκθεση του πατέρα σε μικροπλαστικά μεταβάλλει τη μεταβολική υγεία των απογόνων

Η έκθεση του πατέρα σε μικροπλαστικά μεταβάλλει τη μεταβολική υγεία των απογόνων

Μια μελέτη που διεξήχθη από βιοϊατρικούς επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Riverside, έδειξε για πρώτη φορά ότι η έκθεση ενός πατέρα σε μικροπλαστικά (MPs) μπορεί να προκαλέσει μεταβολικές διαταραχές στους απογόνους του. Έρευνα που χρησιμοποιεί μοντέλα ποντικιών αποκαλύπτει μια άγνωστη μέχρι τώρα οδό μέσω της οποίας οι περιβαλλοντικοί ρύποι επηρεάζουν την υγεία των μελλοντικών γενεών.

Ενώ MP έχουν ήδη ανιχνευθεί στα ανθρώπινα αναπαραγωγικά συστήματα, λέει η μελέτη που δημοσιεύτηκε στο theJournal of the Endocrine Societyείναι η πρώτη που κλείνει το χάσμα μεταξύ της πατρικής έκθεσης στους βουλευτές και της μακροπρόθεσμης υγείας της επόμενης γενιάς (οι «απόγονοι F1»).

Τα MPs είναι μικροσκοπικά πλαστικά σωματίδια (λιγότερο από 5 χιλιοστά) που σχηματίζονται όταν αποσυντίθενται καταναλωτικά αγαθά και βιομηχανικά απόβλητα. Οι μεταβολικές διαταραχές αναφέρονται σε μια σειρά καταστάσεων – συμπεριλαμβανομένης της αυξημένης αρτηριακής πίεσης, του υψηλού σακχάρου στο αίμα και του υπερβολικού σωματικού λίπους – που αυξάνουν τον κίνδυνο καρδιακών παθήσεων και διαβήτη.

Για να προκαλέσουν μεταβολικές διαταραχές σε απογόνους F1, οι ερευνητές τους τάισαν μια διατροφή πλούσια σε λιπαρά. Αυτή η προσέγγιση βοηθά στην αποκάλυψη των επιπτώσεων της πατρικής έκθεσης που μπορεί να παραμείνουν ήπιες ή κρυφές υπό κανονικές διατροφικές συνθήκες. Η δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά μιμείται κοινές ανθυγιεινές διατροφικές συνήθειες όπως η δυτική δίαιτα και αυξάνει τους μεταβολικούς κινδύνους. Δεδομένου ότι οι ίδιοι οι πατέρες τρέφονταν τακτικά, η παχυσαρκία που παρατηρείται στους απογόνους F1 σχετίζεται διατροφικά.

Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι οι θηλυκοί απόγονοι αρσενικών ποντικών που εκτέθηκαν σε MPs ήταν σημαντικά πιο επιρρεπείς σε μεταβολικές διαταραχές από ό,τι οι απόγονοι μη εκτεθειμένων πατέρων, παρόλο που όλοι οι απόγονοι έλαβαν την ίδια δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά.

Οι ακριβείς λόγοι αυτής της επίδρασης που σχετίζονται με το φύλο είναι ακόμα ασαφείς. Στη μελέτη μας, οι θηλυκοί απόγονοι ανέπτυξαν διαβητικούς φαινότυπους. Παρατηρήσαμε ανοδική ρύθμιση των προφλεγμονωδών και προ-διαβητικών γονιδίων στο ήπαρ τους - γονίδια που είχαν προηγουμένως συνδεθεί με τον διαβήτη. Αυτές οι αλλαγές δεν παρατηρήθηκαν σε αρσενικούς απογόνους».

Changcheng Zhou, καθηγητής βιοϊατρικών επιστημών στο UCR School of Medicine και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης

Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι παρόλο που οι άρρενες απόγονοι δεν εμφάνισαν διαβήτη, εμφάνισαν μια ελαφρά αλλά σημαντική μείωση της λιπώδους μάζας. Οι θηλυκοί απόγονοι εμφάνισαν μειωμένη μυϊκή μάζα και αυξημένο διαβήτη.

Για να κατανοήσουν πώς μεταδόθηκε το χαρακτηριστικό, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια ειδική τεχνολογία αλληλούχισης που ονομάζεται PANDORA-seq, που αναπτύχθηκε στο UCR. Διαπίστωσαν ότι η έκθεση σε MP αλλάζει το «φορτίο» του σπέρματος, επηρεάζοντας μικρά μόρια που ρυθμίζουν τον τρόπο ενεργοποίησης και απενεργοποίησης των γονιδίων.

Συγκεκριμένα, η έκθεση σε MP άλλαξε σημαντικά το προφίλ μικρού RNA του σπέρματος, συμπεριλαμβανομένων των μικρών RNA που προέρχονται από tRNA (tsRNAs) και των μικρών RNA που προέρχονται από rRNA (rsRNAs) - τύπους μικρών μη κωδικοποιητικών RNA. Σε αντίθεση με το DNA, το οποίο παρέχει το «σχέδιο» για τη ζωή, αυτά τα μόρια RNA μπορούν να λειτουργήσουν σαν «διακόπτες dimmer» για τα γονίδια, ελέγχοντας πόσο ή πόσο λίγο ένα γονίδιο εκφράζεται κατά την ανάπτυξη.

«Από όσο γνωρίζουμε, η μελέτη μας είναι η πρώτη που δείχνει ότι η έκθεση του πατέρα σε μικροπλαστικά μπορεί να επηρεάσει τα μικρά μη κωδικοποιητικά προφίλ RNA του σπέρματος και να προκαλέσει μεταβολικές διαταραχές στους απογόνους», είπε ο Zhou.

Ο Zhou τόνισε ότι η μελέτη υποδηλώνει ότι οι επιπτώσεις της πλαστικής ρύπανσης δεν περιορίζονται σε αυτές που εκτίθενται. Μπορεί να αφήσει μια βιολογική εντύπωση που προδιαθέτει τα παιδιά σε χρόνιες ασθένειες.

«Η ανακάλυψή μας ανοίγει νέα σύνορα στην περιβαλλοντική υγεία και στρέφει την εστίαση στο πώς το περιβάλλον και των δύο γονέων συμβάλλει στην υγεία των παιδιών τους», είπε. "Αυτά τα ευρήματα από μια μελέτη σε ποντίκια πιθανότατα έχουν επιπτώσεις για τους ανθρώπους. Οι άνδρες που σχεδιάζουν να κάνουν παιδιά θα πρέπει να εξετάσουν το ενδεχόμενο μείωσης της έκθεσής τους σε ρύπους όπως τα μικροπλαστικά για να προστατεύσουν τόσο την υγεία τους όσο και την υγεία των μελλοντικών παιδιών τους."

Η ερευνητική ομάδα ελπίζει ότι τα ευρήματα θα καθοδηγήσουν τη μελλοντική έρευνα για το πώς τα MP και ακόμη μικρότερα νανοπλαστικά επηρεάζουν την ανθρώπινη ανάπτυξη.

«Οι μελλοντικές μας μελέτες πιθανότατα θα εξετάσουν εάν η έκθεση της μητέρας ενέχει παρόμοιους κινδύνους και πώς αυτές οι μεταβολικές αλλαγές θα μπορούσαν να μετριαστούν», είπε ο Zhou.

Ο Zhou συμμετείχε στη μελέτη από τους Seung Hyun Park, Jianfei Pan, Ting-An Lin, Sijie Tang και Sihem Cheloufi από το UCR. Xudong Zhang και Qi Chen στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Γιούτα. και Tong Zhou στο Πανεπιστήμιο της Νεβάδα, Reno School of Medicine.

Η μελέτη υποστηρίχθηκε εν μέρει από επιχορηγήσεις από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας.

Πηγές: