Исследование выявило долгосрочное воздействие распространенного гербицида на здоровье мозга
Человеческий мозг — невероятно адаптивный орган, часто способный восстанавливаться даже после серьезной травмы. Однако впервые новое исследование показывает, что даже кратковременный контакт с обычным гербицидом может вызвать долгосрочное повреждение мозга, которое может сохраняться еще долгое время после прекращения прямого воздействия.
В новом исследовании исследователь из Университета штата Аризона Рамон Веласкес и его коллеги из Исследовательского института трансляционной геномики (TGen), входящего в состав City of Hope, продемонстрировали, что у мышей, подвергшихся воздействию гербицида глифосата, развивается значительное воспаление мозга, связанное с нейродегенеративным заболеванием. Результаты показывают, что мозг может быть гораздо более восприимчив к разрушительному воздействию гербицида, чем считалось ранее. Глифосат является одним из наиболее распространенных гербицидов, используемых в США и во всем мире.
Исследование, опубликованное сегодня в Journal of Neuroinflammation , выявляет связь между воздействием глифосата на мышей и симптомами нейровоспаления, а также ускоренной патологией, похожей на болезнь Альцгеймера. Это исследование отслеживает как наличие, так и воздействие побочных продуктов глифосата на мозг в течение длительного времени после окончания воздействия, показывая ряд устойчивых, разрушительных эффектов на здоровье мозга.
Воздействие глифосата на мышей также приводило к преждевременной смерти и поведению, похожему на беспокойство, что повторяет выводы других исследователей, изучавших воздействие глифосата на грызунов. Кроме того, ученые обнаружили, что эти симптомы сохранялись даже после 6-месячного периода восстановления, в течение которого воздействие было прекращено.
Кроме того, расследование показало, что побочный продукт глифосата — аминометилфосфоновая кислота — накапливается в мозговой ткани, что вызывает серьезные опасения относительно безопасности этого химического вещества для людей.
«Наша работа вносит вклад в растущую литературу, подчеркивающую уязвимость мозга к глифосату», — говорит Веласкес. «Учитывая рост случаев снижения когнитивных способностей у стареющего населения, особенно в сельских общинах, где воздействие глифосата более распространено из-за крупномасштабного земледелия, существует острая необходимость в более фундаментальных исследованиях эффектов этого гербицида».
Веласкес — исследователь из ASU-Banner Neurodegenerative Disease Research Center в ASU Biodesign Institute и доцент в School of Life Sciences. К нему присоединились первый автор Саманта К. Бартоломью, кандидат Ph.D. в Velazquez Lab, другие коллеги из ASU и соавтор Патрик Пирротт, доцент в Translational Genomics Research Institute (TGen) и исследователь в City of Hope Comprehensive Cancer Center в Калифорнии.
По данным Центров по исследованию заболеваний, сельскохозяйственные рабочие, ландшафтные рабочие и другие лица, занятые в сельском хозяйстве, с большей вероятностью подвергаются воздействию глифосата через вдыхание или контакт с кожей. Кроме того, новые результаты показывают, что попадание остатков глифосата в пищу, обработанную гербицидом, потенциально представляет опасность для здоровья. Большинство людей, живущих в США, подвергались воздействию глифосата в течение своей жизни.
«Я надеюсь, что наша работа послужит толчком к дальнейшему изучению последствий воздействия глифосата, что может привести к переоценке его долгосрочной безопасности и, возможно, спровоцировать дискуссию о других распространенных в нашей окружающей среде токсинах, которые могут влиять на мозг», — говорит Бартоломью.
Результаты исследования группы основаны на более ранних исследованиях ASU , которые демонстрируют связь между воздействием глифосата и повышенным риском нейродегенеративных заболеваний.
Предыдущее исследование показало, что глифосат пересекает гематоэнцефалический барьер , защитный слой, который обычно предотвращает проникновение потенциально вредных веществ в мозг. Как только глифосат пересекает этот барьер, он может взаимодействовать с мозговой тканью и, по-видимому, способствовать нейровоспалению и другим вредным эффектам на нейронную функцию.
EPA считает определенные уровни глифосата безопасными для воздействия на человека, утверждая, что это химическое вещество минимально всасывается в организм и в основном выводится из него в неизмененном виде. Однако недавние исследования, включая это, показывают, что глифосат и его основной метаболит аминометилфосфоновая кислота могут сохраняться в организме и со временем накапливаться в мозговой ткани, что поднимает вопросы о существующих порогах безопасности и о том, безопасно ли использование глифосата вообще.
Гербицид может атаковать не только сорняки
Глифосат — наиболее широко применяемый гербицид в мире, используемый на таких культурах, как кукуруза, соя, сахарная свекла, люцерна, хлопок и пшеница. После появления в 1996 году культур, устойчивых к глифосату (генетически модифицированных для опрыскивания глифосатом без гибели), использование глифосата резко возросло, причем его применяют преимущественно в сельскохозяйственных условиях.
Геологическая служба США отмечает, что только в США ежегодно используется около 300 миллионов фунтов глифосата. Хотя уровни глифосата в продуктах питания, импортируемых в США, регулируются, меры по обеспечению соблюдения и конкретные ограничения могут различаться. Из-за своего широкого применения химикат встречается по всей пищевой цепочке. Он сохраняется в воздухе, накапливается в почве и обнаруживается в поверхностных и грунтовых водах.
Несмотря на то, что Агентство по охране окружающей среды считает глифосат безопасным, Международное агентство по изучению рака классифицирует его как «возможно канцерогенное для человека вещество», а новые исследования, включая это исследование, указывают на его потенциальную роль в ухудшении нейродегенеративных заболеваний, способствуя развитию патологий, подобных тем, которые наблюдаются при болезни Альцгеймера.
Химикат действует путем ингибирования определенного ферментного пути в растениях, который имеет решающее значение для производства незаменимых аминокислот. Однако его воздействие выходит за рамки предполагаемых целей — сорняков, травы и растений, — негативно влияя на биологические системы млекопитающих, о чем свидетельствует его стойкость в мозговой ткани и его роль в воспалительных процессах.
«Гербициды широко и повсеместно используются по всему миру», — говорит Пирротт, доцент отдела раннего обнаружения и профилактики TGen, директор Integrated Mass Spectrometry Shared Resource в TGen и City of Hope и старший автор статьи. «Эти результаты подчеркивают, что многие химикаты, с которыми мы регулярно сталкиваемся, ранее считавшиеся безопасными, могут представлять потенциальный риск для здоровья. Однако необходимы дальнейшие исследования, чтобы полностью оценить воздействие на общественное здоровье и определить более безопасные альтернативы».
Безопасно ли вообще использовать глифосат?
Исследователи предположили, что воздействие глифосата вызовет нейровоспаление у контрольных мышей и ухудшит нейровоспаление у мышей-моделей болезни Альцгеймера, вызывая повышенную патологию амилоида-β и тау и ухудшая пространственное познание после восстановления. Амилоид-β и тау являются ключевыми белками, которые составляют бляшки и клубки тау, классические диагностические маркеры болезни Альцгеймера. Бляшки и клубки нарушают работу нейронов и напрямую связаны с потерей памяти и снижением когнитивных способностей.
Эксперименты проводились в течение 13 недель, за которыми следовал шестимесячный период восстановления. Основной метаболит, аминометилфосфоновая кислота, был обнаружен в мозге как нормальных, так и трансгенных мышей с патологией болезни Альцгеймера. Трансгенные мыши генетически модифицированы, чтобы нести гены, которые вызывают у них развитие симптомов, подобных симптомам болезни Альцгеймера, по мере старения. Это позволяет исследователям изучать прогрессирование и последствия заболевания в контролируемых лабораторных условиях.
Исследователи протестировали два уровня воздействия глифосата: высокую дозу, аналогичную уровням, использовавшимся в более ранних исследованиях, и более низкую дозу, близкую к пределу, используемому для установления текущей приемлемой дозы для человека.
Эта более низкая доза все еще приводила к вредным эффектам в мозге мышей, даже после прекращения воздействия в течение нескольких месяцев. Хотя отчеты показывают, что большинство американцев подвергаются воздействию глифосата ежедневно, эти результаты показывают, что даже короткий период может потенциально вызвать неврологические повреждения.
Глифосат вызвал стойкое увеличение воспалительных маркеров в мозге и крови, даже после периода восстановления. Это длительное воспаление может привести к прогрессированию нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера, указывая на то, что даже временное воздействие глифосата может привести к стойким воспалительным процессам, которые влияют на здоровье мозга.
Данные подчеркивают, что воздействие глифосата может быть серьезной проблемой для здоровья населения. Исследователи подчеркивают необходимость постоянной бдительности и усиленного наблюдения за неврологическими и другими долгосрочными негативными последствиями для здоровья от глифосата .
«Наша цель — выявить факторы окружающей среды, которые способствуют росту распространенности когнитивного снижения и нейродегенеративных заболеваний в нашем обществе», — говорит Веласкес. «Выявляя такие факторы, мы можем разработать стратегии по минимизации воздействия, в конечном итоге улучшая качество жизни для растущего стареющего населения».