Expozícia otca mikroplastom mení metabolické zdravie potomstva

Expozícia otca mikroplastom mení metabolické zdravie potomstva

Štúdia biomedicínskych vedcov z Kalifornskej univerzity v Riverside po prvý raz ukázala, že vystavenie otca mikroplastom (MP) môže u jeho potomkov spustiť metabolické poruchy. Výskum s použitím myších modelov odhaľuje predtým neznámu cestu, ktorou znečisťujúce látky v životnom prostredí ovplyvňujú zdravie budúcich generácií.

Zatiaľ čo MP už boli zistené v ľudských reprodukčných systémoch, tvrdí štúdia zverejnená vČasopis Endokrinnej spoločnostije prvým, ktorý preklenul priepasť medzi vystavením otca MPs a dlhodobým zdravím ďalšej generácie („potomkov F1“).

MP sú drobné plastové častice (menej ako 5 milimetrov), ktoré vznikajú pri rozklade spotrebného tovaru a priemyselného odpadu. Metabolické poruchy označujú celý rad stavov – vrátane zvýšeného krvného tlaku, vysokej hladiny cukru v krvi a nadmerného telesného tuku – ktoré zvyšujú riziko srdcových chorôb a cukrovky.

Na vyvolanie metabolických porúch u potomkov F1 ich vedci kŕmili stravou s vysokým obsahom tukov. Tento prístup pomáha odhaliť účinky expozície otca, ktoré môžu zostať mierne alebo skryté za normálnych nutričných podmienok. Strava s vysokým obsahom tukov napodobňuje bežné nezdravé stravovacie návyky ako západná strava a zvyšuje metabolické riziká. Keďže samotní otcovia boli pravidelne kŕmení, obezita pozorovaná u F1 potomkov súvisí s výživou.

Výskumný tím zistil, že samice samcov myší vystavených MP boli výrazne náchylnejšie na metabolické poruchy ako potomkovia neexponovaných otcov, aj keď všetci potomkovia dostávali rovnakú stravu s vysokým obsahom tukov.

Presné dôvody tohto rodovo špecifického efektu sú stále nejasné. V našej štúdii sa u ženských potomkov vyvinuli diabetické fenotypy. Pozorovali sme upreguláciu prozápalových a prodiabetických génov v ich pečeni - génov, ktoré boli predtým spojené s cukrovkou. Tieto zmeny neboli pozorované u mužských potomkov.“

Changcheng Zhou, profesor biomedicínskych vied na Lekárskej fakulte UCR a hlavný autor štúdie

Výskumný tím zistil, že hoci sa u mužských potomkov nerozvinul diabetes, vykazovali mierny, ale významný pokles tukovej hmoty. Ženské potomstvo vykazovalo zníženú svalovú hmotu a zvýšený výskyt cukrovky.

Aby vedci pochopili, ako sa táto vlastnosť prenášala, použili špeciálnu technológiu sekvenovania nazvanú PANDORA-seq vyvinutú v UCR. Zistili, že vystavenie MP mení „náklad spermií“ a ovplyvňuje malé molekuly, ktoré regulujú zapínanie a vypínanie génov.

Najmä expozícia MP významne zmenila malý profil RNA spermií, vrátane malých RNA odvodených od tRNA (tsRNA) a malých RNA odvodených od rRNA (rsRNA) – typov malých nekódujúcich RNA. Na rozdiel od DNA, ktorá poskytuje „plán“ života, môžu tieto molekuly RNA fungovať ako „stmievače“ pre gény, ktoré kontrolujú, koľko alebo ako málo sa gén exprimuje počas vývoja.

"Podľa našich vedomostí je naša štúdia prvá, ktorá ukazuje, že vystavenie otca mikroplastom môže ovplyvniť malé nekódujúce RNA profily spermií a spôsobiť metabolické poruchy u potomkov," povedal Zhou.

Zhou zdôraznil, že štúdia naznačuje, že účinky plastového znečistenia nie sú obmedzené na tých, ktorí sú vystavení; Môže zanechať biologický dojem, ktorý deti predisponuje k chronickým ochoreniam.

"Náš objav otvára nové hranice v oblasti environmentálneho zdravia a posúva zameranie na to, ako prostredie oboch rodičov prispieva k zdraviu ich detí," povedal. "Tieto zistenia zo štúdie na myšiach majú pravdepodobne dôsledky pre ľudí. Muži, ktorí plánujú mať deti, by mali zvážiť zníženie svojho vystavenia znečisťujúcim látkam, ako sú mikroplasty, aby ochránili svoje zdravie aj zdravie svojich budúcich detí."

Výskumný tím dúfa, že zistenia budú viesť budúci výskum toho, ako MP a ešte menšie nanoplasty ovplyvňujú ľudský vývoj.

"Naše budúce štúdie pravdepodobne preskúmajú, či vystavenie matky predstavuje podobné riziká a ako možno tieto metabolické zmeny zmierniť," povedal Zhou.

K Zhou sa v štúdii pridali Seung Hyun Park, Jianfei Pan, Ting-An Lin, Sijie Tang a Sihem Cheloufi z UCR; Xudong Zhang a Qi Chen na Lekárskej fakulte Univerzity v Utahu; a Tong Zhou na University of Nevada, Reno School of Medicine.

Štúdia bola čiastočne podporená grantmi od Národného inštitútu zdravia.

Zdroje: