Согласно новому исследованию, проведенному в Университете штата Пенсильвания, воздействие «вечных химикатов» в окружающей среде в раннем возрасте навсегда нарушает микробиом кишечника у мышей, способствуя развитию метаболических заболеваний в более позднем возрасте.

Результаты, опубликованные 14 августа в журнале Environmental Health Perspectives , свидетельствуют о том, что воздействие этих химических веществ на человека в раннем детстве может способствовать недавней эпидемии нарушений обмена веществ, включая ожирение и диабет 2 типа среди взрослых.

Исследователи сосредоточили свое внимание на 2,3,7,8-тетрахлордибензофуране (ТХДФ) — широко распространенном стойком органическом загрязнителе (СОЗ), который является побочным продуктом сжигания отходов, производства металлов, а также сжигания ископаемого топлива и древесины.

TCDF накапливается в пищевой цепи , и люди подвергаются воздействию в первую очередь через потребление жирной пищи, такой как мясо, молочные продукты и некоторые виды рыбы. Младенцы могут подвергаться воздействию через потребление грудного молока.

«СОЗ широко распространены в окружающей среде, и практически каждый живой организм подвергался их воздействию», — сказал Эндрю Паттерсон, профессор молекулярной токсикологии, биохимии и молекулярной биологии им. Джона Т. и Пейдж С. Смит в Университете штата Пенсильвания.

«Негативные последствия для здоровья от этих химических веществ хорошо документированы и включают врожденные дефекты и рак. Наше исследование является первым, которое предполагает, что воздействие определенного СОЗ в раннем возрасте, называемого ТХДФ, также нарушает микробиом кишечника и связано с метаболическими нарушениями в более позднем возрасте».

Команда исследовала эффекты TCDF на двух группах мышей — тестовой группе, или тех, кто лечился TCDF, и контрольной группе , или тех, кто не получал лечения. Команда кормила четырехнедельных мышей таблетками, содержащими либо 0,46 микрограмм (мкг) TCDF, либо контрольной таблеткой, которая не содержала TCDF, в течение пяти дней. Хотя 0,46 мкг выше, чем обычно содержится в рационе человека, этого недостаточно, чтобы вызвать токсическое заболевание.

«В нашем исследовании мы использовали дозу, которая относительно высока по сравнению с типичным воздействием на человека; однако мы можем использовать эту информацию для выявления новых пиков токсичности, в том числе в микробиоме кишечника, и начать экстраполировать то, что может произойти при еще более низких дозах. Конечно, мы также должны учитывать, как сложные смеси этих СОЗ взаимодействуют с нами и нашими микробными партнерами, поскольку однократное воздействие не полностью имитирует реальные жизненные сценарии».

Затем исследователи изучили микробиом кишечника животных, а также ряд показателей здоровья животных, включая массу тела, толерантность к глюкозе, количество триглицеридов в печени и слизи в кале, а также другие маркеры метаболических заболеваний.

Они собрали эти данные сразу после пятидневного курса TCDF, а также через три месяца после последней дозы. У людей эти временные точки эквивалентны младенцу и молодому взрослому.

«Мы обнаружили, что раннее воздействие TCDF нарушило микробиом кишечника мышей дикого типа», — сказал Юань Тянь, ведущий автор и доцент Пенсильванского университета. «Мы также обнаружили, что эти мыши имели более высокую массу тела и непереносимость глюкозы в возрасте четырех месяцев».

Для дальнейшего изучения влияния TCDF на микробиом кишечника ученые пересадили мышам без микробиома кишечный микробиом от мышей с нарушенным TCDF микробиомом и измерили результаты их здоровья. Они обнаружили, что у мышей с трансплантатами развились метаболические нарушения, что указывает на то, что измененный микробиом является причиной метаболического заболевания.

«Эти результаты свидетельствуют о том, что воздействие TCDF в раннем возрасте может вызывать нарушения функции микробиома кишечника и ухудшение состояния здоровья в более позднем возрасте, даже после того, как TCDF был выведен из организма», — сказал Тянь.

Она объяснила, что нарушения микробиома кишечника были отмечены снижением количества определенных видов бактерий , включая Akkermansia muciniphila — бактерию, которая также обычно встречается в микробиоме кишечника человека.

«Это важно, поскольку аккермансия признана важной для общего здоровья кишечника, но теперь мы знаем, что TCDF может оказывать на нее неблагоприятное воздействие», — сказал Тянь.

Чтобы исследовать важность Akkermansia muciniphila в воздействии на результаты в отношении здоровья, команда экспериментировала с введением бактерии в качестве пробиотика мышам, получавшим TCDF. Пробиотик восстановил микробиом до нормального состояния.

«Наши результаты показывают, что эти бактерии подвержены влиянию токсических веществ и играют важную роль в улучшении состояния здоровья », — сказал Паттерсон.

«Возможно, что при проведении дополнительных исследований мы когда-нибудь сможем восстановить микробиом человека до его оптимального состояния с помощью добавления пре- и пробиотиков».