Faderns exponering för mikroplast förändrar avkommans metaboliska hälsa

Faderns exponering för mikroplast förändrar avkommans metaboliska hälsa

En studie utförd av biomedicinska forskare vid University of California, Riverside har för första gången visat att en pappas exponering för mikroplaster (MP) kan utlösa metabola störningar hos hans avkomma. Forskning med musmodeller avslöjar en tidigare okänd väg genom vilken miljöföroreningar påverkar kommande generationers hälsa.

Medan MPs redan har upptäckts i mänskliga reproduktionssystem, säger studien som publicerades iJournal of the Endocrine Societyär den första som minskar klyftan mellan faderns exponering för parlamentsledamöter och den långsiktiga hälsan hos nästa generation ("F1-avkommorna").

MP är små plastpartiklar (mindre än 5 millimeter) som bildas när konsumentvaror och industriavfall bryts ned. Metaboliska störningar hänvisar till en rad tillstånd – inklusive förhöjt blodtryck, högt blodsocker och överskott av kroppsfett – som ökar risken för hjärtsjukdomar och diabetes.

För att framkalla metabola störningar hos F1-avkommor, matade forskarna dem med en fettrik kost. Detta tillvägagångssätt hjälper till att avslöja effekterna av faderlig exponering som kan förbli mild eller dold under normala näringsförhållanden. Den fettrika dieten efterliknar vanliga ohälsosamma matvanor som den västerländska kosten och ökar metaboliska risker. Eftersom fäderna själva matades regelbundet är den fetma som observerades hos F1-avkommor näringsrelaterad.

Forskargruppen fann att kvinnliga avkommor till möss av hankön som exponerades för MP var betydligt mer mottagliga för metabola störningar än avkommor till oexponerade fäder, även om alla avkommor fick samma fettrik kost.

De exakta orsakerna till denna könsspecifika effekt är fortfarande oklara. I vår studie utvecklade kvinnliga avkommor diabetiska fenotyper. Vi observerade uppreglering av pro-inflammatoriska och pro-diabetiska gener i deras lever – gener som tidigare har kopplats till diabetes. Dessa förändringar observerades inte hos manliga avkommor."

Changcheng Zhou, professor i biomedicinska vetenskaper vid UCR School of Medicine och huvudförfattare till studien

Forskargruppen fann att även om manliga avkommor inte utvecklade diabetes, visade de en liten men signifikant minskning av fettmassan. Kvinnliga avkommor visade minskad muskelmassa och ökad diabetes.

För att förstå hur egenskapen fördes vidare använde forskare en speciell sekvenseringsteknik som heter PANDORA-seq, utvecklad vid UCR. De fann att MP-exponering förändrar sperma "last", vilket påverkar små molekyler som reglerar hur gener slås på och av.

I synnerhet förändrade MP-exponering avsevärt små RNA-profiler för spermier, inklusive tRNA-härledda små RNA (tsRNA) och rRNA-härledda små RNA (rsRNA) – typer av små icke-kodande RNA. Till skillnad från DNA, som ger "ritningen" för livet, kan dessa RNA-molekyler agera som "dimmerbrytare" för gener, som styr hur mycket eller lite en gen som uttrycks under utvecklingen.

"Såvitt vi vet är vår studie den första som visar att faderns exponering för mikroplast kan påverka spermiers små icke-kodande RNA-profiler och orsaka metabola störningar hos avkomman", sa Zhou.

Zhou betonade att studien tyder på att effekterna av plastföroreningar inte är begränsade till de exponerade; Det kan lämna ett biologiskt intryck som predisponerar barn för kronisk sjukdom.

"Vår upptäckt öppnar nya gränser för miljöhälsa och flyttar fokus till hur båda föräldrarnas miljöer bidrar till deras barns hälsa", sa han. "Dessa resultat från en musstudie har sannolikt konsekvenser för människor. Män som planerar att skaffa barn bör överväga att minska sin exponering för föroreningar som mikroplast för att skydda både deras hälsa och deras framtida barn."

Forskargruppen hoppas att resultaten kommer att styra framtida forskning om hur parlamentsledamöter och ännu mindre nanoplaster påverkar mänsklig utveckling.

"Våra framtida studier kommer sannolikt att undersöka om moderns exponering utgör liknande risker och hur dessa metabola förändringar kan mildras," sa Zhou.

Zhou fick sällskap i studien av Seung Hyun Park, Jianfei Pan, Ting-An Lin, Sijie Tang och Sihem Cheloufi från UCR; Xudong Zhang och Qi Chen vid University of Utah School of Medicine; och Tong Zhou vid University of Nevada, Reno School of Medicine.

Studien stöddes delvis av anslag från National Institutes of Health.

Källor: