Tiếp xúc với hóa chất do con người tạo ra ảnh hưởng đến gen kiểm soát lão hóa, hệ miễn dịch và trao đổi chất

Tiếp xúc với hóa chất do con người tạo ra ảnh hưởng đến gen kiểm soát lão hóa, hệ miễn dịch và trao đổi chất
Hầu hết các gen trong cơ thể con người có thể bị phá vỡ bởi các chất hóa học do con người tạo ra.
Hình ảnh Göran Andersson / Getty

Ngày nay con người tiếp xúc với hàng ngàn chất hóa học do con người tạo ra. Tuy nhiên, những tác động đến sức khỏe của người dân vẫn chưa được hiểu hết.

Năm 2020, số lượng hóa chất đăng ký đạt 167 triệu. Hàng ngày con người tiếp xúc với chúng qua thức ăn, nước uống, không khí bị ô nhiễm, ma túy, mỹ phẩm và các chất nhân tạo khác. Ít hơn 1% trong số các hóa chất này đã được kiểm tra độc tính, và những chất đã được thử nghiệm chứng minh khả năng phá vỡ hầu hết mọi quá trình sinh học trong cơ thể chúng ta. Chúng ta có thể suy ra mức độ phơi nhiễm tích lũy hình thành sức khỏe của chúng ta như thế nào không?

Tôi là một nhà độc chất học môi trường nghiên cứu ảnh hưởng của hóa chất nhân tạo đối với sức khỏe của chúng ta. Tôi quyết định phát triển một cách tiếp cận tính toán để so sánh một cách khách quan độ nhạy của tất cả các gen đối với tất cả các hóa chất và xác định các quá trình sinh học dễ bị tổn thương nhất.

Cách tiếp cận không thiên vị

Cho nghiên cứu của chúng tôi, các đồng nghiệp nghiên cứu của tôi và tôi đã sử dụng dữ liệu từ Cơ sở dữ liệu Toxicogenomic so sánh. Cơ sở dữ liệu so sánh về độc tố học thu thập thông tin từ hàng nghìn nghiên cứu đã được công bố về cách các chất hóa học thay đổi hoạt động của gen. Gen là các phần của DNA mã hóa các protein thực hiện một loạt các chức năng trong tế bào, từ xây dựng mô đến chuyển hóa chất dinh dưỡng. Khi hóa chất ảnh hưởng đến gen, điều đó dẫn đến tăng hoặc giảm sản xuất protein.

Các phương pháp hiện đại của sinh học phân tử có thể phát hiện những thay đổi trong hoạt động của tất cả các gen trong bộ gen để phản ứng lại sự xúc phạm hóa học. Tôi đã phát triển một cách tiếp cận chồng lên danh sách các gen bị thay đổi từ các nghiên cứu khác nhau để tính số lần mỗi gen bị ảnh hưởng. Các con số kết quả phản ánh sự nhạy cảm của gen với các chất hóa học nói chung.

Sử dụng 2,169 nghiên cứu trên chuột nhắt, chuột cống, người và tế bào của chúng, nhóm nghiên cứu của tôi đã xếp hạng mức độ nhạy cảm của 17,338 gen đối với phơi nhiễm hóa chất. Các nghiên cứu này đã thử nghiệm tác động của 1,239 loại hóa chất khác nhau, từ thuốc kê đơn đến chất gây ô nhiễm môi trường.

Ở bước tiếp theo, chúng tôi tiến hành thử nghiệm để đảm bảo rằng mẫu hơn 1,000 hóa chất này đủ lớn để đại diện một cách đáng tin cậy cho tất cả các loại hóa chất nhân tạo mà con người tiếp xúc. Để làm như vậy, chúng tôi đo độ nhạy của các gen cho một nửa danh sách này và sau đó cho một nửa danh sách khác để kiểm tra xem thậm chí một số lượng nhỏ hóa chất có thể xác định được các gen nhạy cảm một cách đáng tin cậy hay không. Kết quả rất đáng khích lệ - các giá trị của độ nhạy gen gần như giống nhau trong hai thử nghiệm.


 Nhận thông tin mới nhất từ ​​Nội tâm


Hệ thống phòng thủ tế bào phản ứng với hóa chất

Các tế bào của chúng ta không hoàn toàn bất lực khi bị xúc phạm hóa chất. Trên thực tế, họ có các chiến lược đối phó với căng thẳng và thiệt hại do hóa chất gây ra. Dữ liệu của chúng tôi xác nhận rằng các biện pháp bảo vệ này sẽ hoạt động để ứng phó với các trường hợp phơi nhiễm.

Tuyến phòng thủ này bao gồm các enzym loại bỏ các hóa chất độc hại, giảm bớt căng thẳng oxy hóa (sự tích tụ của các gốc phản ứng trong tế bào), sửa chữa DNA và protein bị hư hỏng, đồng thời xác định các tế bào bị tổn thương nhiều để kích hoạt cái chết của chúng và ngăn chúng chuyển thành ung thư.

Liệu việc tiếp xúc với các hóa chất nhân tạo có thể làm tăng tỷ lệ béo phì trên khắp thế giới?Liệu việc tiếp xúc với các hóa chất nhân tạo có thể làm tăng tỷ lệ béo phì trên khắp thế giới? Hình ảnh Chutima Sonma / EyeEm / Getty

Chuyển hóa lipid và carbohydrate dễ bị tổn thương

Đáng ngạc nhiên, chúng tôi phát hiện ra rằng các mạng lưới phân tử liên quan đến việc điều hòa sự trao đổi chất của tế bào nhạy cảm nhất với sự phơi nhiễm hóa chất. Một trong số đó là Báo hiệu PPAR. PPAR là một nhóm các protein điều chỉnh cân bằng năng lượng và chuyển hóa lipid và glucose.

Hoạt động PPARs tăng hoặc giảm góp phần vào béo phì, hội chứng chuyển hóa, tiểu đường và bệnh gan nhiễm mỡ. Khả năng của một số hóa chất môi trường để ảnh hưởng đến PPAR đã được hiển thị trước đó. Tuy nhiên, chúng tôi không mong đợi thấy độ nhạy của PPAR với một loạt các hợp chất.

Chúng tôi cũng phát hiện ra rằng các gen liên quan đến sự phát triển của tế bào beta tuyến tụy, nơi tiết ra insulin và đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa glucose, bị ức chế bởi phần lớn các hóa chất trong danh sách của chúng tôi. Rối loạn chức năng của tế bào beta dẫn đến bệnh tiểu đường. Do đó, phơi nhiễm hóa chất tích lũy có thể là một yếu tố nguy cơ đáng kể đối với bệnh tiểu đường.

Ngày nay đại dịch bệnh chuyển hóa là một vấn đề sức khỏe cộng đồng lớn. Sự phổ biến của béo phì tăng gần gấp ba từ năm 1975 đến 2016. Xấp xỉ 40% người Mỹ sẽ phát triển bệnh tiểu đường loại 2 trong suốt cuộc đời của họ33% -88% bị gan nhiễm mỡ. Mối liên hệ giữa phơi nhiễm và các bệnh chuyển hóa đã được chỉ ra trước đây đối với một số hóa chất có đặc tính gây rối loạn nội tiết. Tuy nhiên, vai trò của nhiều loại hóa chất nhân tạo nhất trong bệnh dịch này chưa được công nhận trước đây nhưng có thể rất đáng kể.

Tăng trưởng, lão hóa và hệ thống miễn dịch

Hai hormone liên quan đến tăng trưởng - hormone tăng trưởng (GH) và yếu tố tăng trưởng giống insulin (IGF1) - cũng bị ảnh hưởng khi tiếp xúc với hóa chất.

IGF1 là một loại hormone tiết ra chủ yếu bởi gan. Nó được công nhận là cơ quan quản lý chính của phát triển cơ thể. Ngoài ra, nhiều thí nghiệm trên chuột cho thấy tín hiệu GH-IGF1 giảm dẫn đến tuổi thọ dài hơn. Con đường này cũng xác định xem các tế bào sẽ sử dụng năng lượng để xây dựng các phân tử mới mà cơ thể cần, hoặc nếu chúng sẽ phá vỡ các phân tử hiện có để giải phóng năng lượng cho sinh vật sử dụng. Khả năng của hóa chất ảnh hưởng đến cơ quan điều hòa trung tâm của sự tăng trưởng và lão hóa là một phát hiện mới. Vấn đề sức khỏe có thể là do độ nhạy của GH-IGF1 vẫn chưa được khám phá.

Phân tích của chúng tôi chỉ ra rằng các gen kiểm soát phản ứng miễn dịch cũng rất nhạy cảm với hóa chất.

Hai kết quả chính của hệ thống miễn dịch bị rối loạn chức năng là dị ứng và tự miễn dịch. Mức độ phổ biến của cả hai điều kiện đều theo xu hướng tăng lên. Dị ứng thực phẩm tăng lên từ 3.4% đến 5.1% trong giai đoạn 1997-2011 ở trẻ em ở Mỹ Dị ứng da tăng lên từ 7.4% đến 12.5% trong cùng thời kỳ. Một nghiên cứu khác cho thấy một Tăng 5% chỉ số máu của bệnh tự miễn ở người Mỹ trong giai đoạn 1988-2012.

Tất cả các con đường phân tử đều nhạy cảm với hóa chất

Nhìn chung, chúng tôi thấy rằng hầu hết mọi con đường đã biết đều có thể bị ảnh hưởng bởi hóa chất. Phát hiện đó có ý nghĩa quan trọng đối với độc chất học theo quy định.

Với số lượng ngày càng tăng của các hóa chất nhân tạo, xã hội cần phát triển phương pháp nhanh chóng và tiết kiệm chi phí của thử nghiệm độc tính.

Một câu hỏi quan trọng vẫn chưa được trả lời là những con đường nào nên được kiểm tra để đảm bảo rằng các cơ quan quản lý không chấp thuận các hóa chất gây hại hoặc phá vỡ các mạch phân tử quan trọng. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy rằng chúng tôi cần phát triển các thử nghiệm bao gồm mọi con đường phân tử đã biết mà không có ngoại lệ.

Nghiên cứu của chúng tôi vạch ra những ưu tiên mới cho nghiên cứu độc học, bao gồm vai trò của phơi nhiễm hóa chất đối với sức khỏe chuyển hóa, hệ miễn dịch, sự phát triển và lão hóa.Conversation

Lưu ý

Alexander Suvorov, trợ lý giáo sư, Đại học Massachusetts Amherst

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

The Swarm Human: Làm thế nào các xã hội của chúng ta phát sinh, phát triển và sụp đổ

bởi Mark W. Moffett
0465055680Nếu một con tinh tinh mạo hiểm vào lãnh thổ của một nhóm khác, nó gần như chắc chắn sẽ bị giết. Nhưng một người New York có thể bay tới Los Angeles - hoặc Borneo - với rất ít nỗi sợ hãi. Các nhà tâm lý học đã làm rất ít để giải thích điều này: trong nhiều năm, họ cho rằng sinh học của chúng ta đặt giới hạn trên cao - về người 150 - trên quy mô của các nhóm xã hội của chúng ta. Nhưng xã hội loài người trên thực tế rộng lớn hơn nhiều. Làm thế nào để chúng ta quản lý - bằng và lớn - để hòa hợp với nhau? Trong cuốn sách phá vỡ mô hình này, nhà sinh vật học Mark W. Moffett đã rút ra những phát hiện trong tâm lý học, xã hội học và nhân học để giải thích sự thích nghi xã hội ràng buộc xã hội. Ông khám phá sự căng thẳng giữa bản sắc và ẩn danh xác định cách các xã hội phát triển, hoạt động và thất bại. Vượt qua Súng, Vi trùng và ThépSapiens, Con người cho thấy loài người đã tạo ra những nền văn minh rộng lớn với sự phức tạp vô song - và những gì nó sẽ cần để duy trì chúng.   Có sẵn trên Amazon

Môi trường: Khoa học đằng sau những câu chuyện

của Jay H. Withgott, Matthew Laposata
0134204883Môi trường: Khoa học đằng sau những câu chuyện là một cuốn sách bán chạy nhất cho khóa học khoa học môi trường giới thiệu được biết đến với phong cách kể chuyện thân thiện với sinh viên, tích hợp các câu chuyện thực tế và nghiên cứu trường hợp, và trình bày về khoa học và nghiên cứu mới nhất. Các 6th bản có các cơ hội mới để giúp sinh viên thấy được mối liên hệ giữa nghiên cứu trường hợp tích hợp và khoa học trong mỗi chương và cung cấp cho họ cơ hội để áp dụng quy trình khoa học vào các vấn đề môi trường. Có sẵn trên Amazon

Hành tinh khả thi: Hướng dẫn về cuộc sống bền vững hơn

bởi Ken Kroes
0995847045Bạn có quan tâm đến tình trạng của hành tinh của chúng ta và hy vọng rằng các chính phủ và tập đoàn sẽ tìm ra một cách bền vững để chúng ta sống không? Nếu bạn không nghĩ về nó quá khó, điều đó có thể hiệu quả, nhưng sẽ không? Còn lại của riêng họ, với các động lực của sự nổi tiếng và lợi nhuận, tôi không quá tin rằng nó sẽ làm được. Phần còn thiếu của phương trình này là bạn và tôi. Những cá nhân tin rằng các tập đoàn và chính phủ có thể làm tốt hơn. Những cá nhân tin rằng thông qua hành động, chúng ta có thể có thêm một chút thời gian để phát triển và thực hiện các giải pháp cho các vấn đề quan trọng của mình. Có sẵn trên Amazon

Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn Nội địa.com, MightyNatural.com, ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.

 

al
Tôi nhận được một chút giúp đỡ từ bạn bè
enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

 Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}

TỪ BÀI VIẾT

Bản tin Nội bộ: Tháng 11 29, 2020
by Nhân viên nội tâm
Tuần này, chúng ta tập trung vào việc nhìn mọi thứ khác đi ... nhìn từ một góc độ khác, với tâm hồn rộng mở và trái tim rộng mở.
Tại sao tôi nên bỏ qua COVID-19 và tại sao tôi không
by Robert Jennings, InnerSelf.com
Vợ tôi Marie và tôi là một cặp vợ chồng hỗn hợp. Cô ấy là người Canada và tôi là người Mỹ. Trong 15 năm qua, chúng tôi đã trải qua mùa đông ở Florida và mùa hè ở Nova Scotia.
Bản tin Nội bộ: Tháng 11 15, 2020
by Nhân viên nội tâm
Tuần này, chúng ta suy nghĩ về câu hỏi: "chúng ta đi đâu từ đây?" Cũng giống như với bất kỳ nghi thức thông hành nào, dù là lễ tốt nghiệp, kết hôn, sinh con, một cuộc bầu cử quan trọng, hay việc mất (hoặc tìm thấy) một…
Mỹ: Đưa toa xe của chúng tôi ra thế giới và các vì sao
by Marie T Russell và Robert Jennings, InnerSelf.com
Chà, cuộc bầu cử tổng thống Hoa Kỳ hiện đang ở phía sau chúng ta và đã đến lúc phải chứng kiến. Chúng ta phải tìm ra điểm chung giữa trẻ và già, Dân chủ và Cộng hòa, Tự do và Bảo thủ để thực sự làm cho…
Bản tin của InsideSelf: Tháng 10 25, 2020
by Nhân viên nội tâm
"Khẩu hiệu" hoặc tiêu đề phụ của trang web InnerSelf là "Thái độ mới --- Khả năng mới", và đó chính xác là chủ đề của bản tin tuần này. Mục đích của các bài báo và tác giả của chúng tôi là…