Obesogén

Az obesogének szerepet játszanak a súlykontroll szempontjából fontos homeosztatikus mechanizmusok kisiklásában. 59-61 Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) és az Endokrin Társaság (beleértve az Egészségügyi Világszervezetet) és az Endokrin Társaság (Organisation Organisation) szervezetei elismerik, hogy az ipari vegyi anyagok jelentős kockázatot jelentenek a közegészségügyre. élelmiszer- és gyógyszeripar bevezethető a piacra a toxicitás értékelése nélkül.

Kapcsolódó kifejezések:

  • Metabolikus út
  • Epigenetika
  • Nukleáris Receptor
  • Adipogenezis
  • Beágyazott gén
  • Testtömeg-növekedés
  • Lipid homeosztázis
  • Lipid tárolás

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Obesogének

Absztrakt

Az obesogének olyan vegyi anyagok, amelyek megzavarják a szervezet normális homeosztatikus kontrollját oly módon, hogy elősegítsék az adipogenezist és a lipidfelhalmozódást. Ezek olyan vegyi anyagok, amelyeknek az egyének szinte folyamatosan ki vannak téve az általuk fogyasztott élelmiszerekben és italokban, valamint az általuk használt termékekben. Ezek a szerek számos mechanizmus bármelyikével működhetnek, beleértve a magreceptorokhoz való kötődést és a transzkripciós kontroll megzavarását, a szteroid hormonok normális aktivitásának megzavarását és a neuroendokrin rendszer által szabályozott normális metabolikus egyensúly megzavarását. A legismertebb és legintenzívebben vizsgált obesogének közül sokan endokrin rendellenességet is okoznak.

Endokrin rendellenességek és az energiacsere zavarai

15.2 EDC-k és elhízás

obesogen

15.1. Ábra Az elhízás növekedésének tendenciái 10 OECD-országban. Az elhízás és a túlsúly életkor és nem szerint igazított aránya az OECD 2005-ös standard populációiban. Mért magasság és súly Ausztráliában, Angliában, Koreában, Mexikóban és az Egyesült Államokban; más országokban önmaga szerint. 2010-ben nem készítettek előrejelzéseket Ausztrália, Mexikó és Svájc vonatkozásában.

Forrás: Sokszorosítva az OECD 2014-es elhízási frissítésének engedélyével [1]; OECD elemzése az egészségügyi felmérés adatairól.

15.2. Ábra A 3–17 éves gyermekek gyermekkori elhízásának tendenciái az Egyesült Államokban, Angliában és Franciaországban. Megjegyzés: Életkor szerinti ráta, az OECD 2005-ös standard népessége. Mért magasság és súly Angliában és az Egyesült Államokban, saját jelentésű Franciaországban. Az árak az Egészségügyi Világszervezet (WHO) gyermekek elhízási küszöbén alapulnak.

Forrás: Sokszorosítva az OECD 2014. évi elhízási frissítésének engedélyével [1]; OECD becslések a nemzeti egészségügyi felmérések alapján.

Állatmodellek kimutatták, hogy a terhes egerek tributil-ónnak való kitettsége nehezebb utódokat eredményez, mint a nem kitett állatok [5]. A szintetikus ösztrogén-dietil-stilbesztol (DES) hatásának kitett újszülött egerekről szintén beszámoltak arról, hogy megnövekedett a testsúlyuk [6]. A 15.3. Ábra egy reprezentatív mikroszkópos felvételt mutat be 4–6 hónapos kontroll és újszülött DES kezelt nőstény egereknél: az egereket az 1–5 éves korban 1 μg DES/testtömeg-kg/nap kezeléssel kezelték, és az elhízás 4–6 hónapos korban [6]. Más állatmodellek kimutatták, hogy egyes poliklórozott bifenilek (PCB-k) [7] és biszfenol-A (BPA) [8] expozíció szintén hajlamosíthatják az állatokat a súlygyarapodásra és az elhízásra.

15.3. Ábra Az újszülöttkori DES-expozíció hatása az egerek elhízására 4–6 hónapos korban. (A) Fotók és (B) A kontroll és DES kezelt egerek Piximus-denzitometriájának képei különbséget mutatnak a testméretben.

Forrás: Newbold et al. Engedélyével reprodukálva. [3] .

Van néhány epidemiológiai tanulmány, amely alátámasztja, hogy az EDC-k expozíciója súlygyarapodást okozhat a gyermekeknél [9–11]. A legerősebb bizonyíték azokból a tanulmányokból származik, amelyek azt mutatják, hogy a dohányzó anyáktól született csecsemőknek alacsony volt a születési súlyuk, de később az életükben fokozottan elhízás, metabolikus szindróma és CVD kockázata volt [12]; és több tanulmány metaanalízise megerősíti, hogy a dohányfüst egyes összetevőinek korai életkorú kitettsége későbbi elhízáshoz vezethet [13]. Más vizsgálatok kimutatták, hogy a diklór-difenil-diklór-etilén (DDE), egyes PCB-k, hexaklór-benzol, polibrómozott bifenilek, béta-hexaklór-ciklohexán, oxi-klordán, néhány dioxin, néhány furán [14] és ftalátok [15, 16] expozíciója megnövekedett testtömeggel jár.

15.2.1 Hatásmechanizmusok

Az obesogének súlygyarapodást okoznak a lipid homeosztázis megváltoztatásával, hogy elősegítsék az adipogenezist és a lipid felhalmozódást, és ez többféle mechanizmus révén történhet, beleértve a következőket:

A zsírsejtek (adipociták) számának növelése

A zsírsejtek (adipociták) méretének növelése, a sejtenkénti zsírtartalom vagy mindkettő

A zsírszövet fejlődésének ellenőrzéséért felelős endokrin utak megváltoztatása

Az étvágyat, a jóllakottságot és az étkezési preferenciákat szabályozó hormonok megváltoztatása

A bazális anyagcsere sebességének megváltoztatása

Az energiaegyensúly megváltoztatása a kalóriák tárolásának elősegítése érdekében

Az inzulinérzékenység és a lipidanyagcsere megváltoztatása az endokrin szövetekben, például hasnyálmirigyben, zsírszövetben, májban, gyomor-bél traktusban, agyban és izomban

Az érett adipociták a magzati és a felnőtt szövetek multipotens stromális sejtjeiből (MSC) keletkeznek [31]. Ezek az MSC-k többféle sejttípusra különböztethetik meg in vitro, beleértve nemcsak a zsírszövetet, hanem a csontot, a porcot és az izmokat is; és a terhes egerek tributil-ónnak való kitettsége olyan MSC-ket eredményezett, amelyek elsősorban csont helyett differenciálódtak adipocitákká, és epigenetikai változásokat mutattak egyes adipogén gének metilációs státusában [21]. Ez azt bizonyítja, hogy legalább a tributil-ón a zsírsejtek felvételének és differenciálódásának megváltoztatásával is képes működni. Az ilyen változások érzékeny ideje lenne a zsírszövet kialakulása a korai életkorban, ami megmagyarázhatja az elhízás kialakulásának érzékenységét a magzati vagy a korai posztnatális élet során (lásd 13. fejezet).

Az EDC további mechanizmusa lehet az energiabevitel és az energiafogyasztás közötti energiamérleg megváltoztatása. Ez az étvágy, a jóllakottság és az étkezési preferenciák megváltoztatásával történhet. Ez bekövetkezhet a fizikai aktivitás megváltoztatásával, a nyugalmi anyagcsere sebességével, az adaptív termogenezissel és a növekedési sebességgel is. Bár a BPA kísérleti vizsgálatok során kimutatták, hogy elhízást vált ki [8], és az Egyesült Államokban a vizeletminták több mint 90% -ában van jelen [43], az emberi szérum BPA-szintje és a zsírtömeg közötti kapcsolat továbbra is következetlen [44]. Újabban azonban kiderült, hogy a BPA szintje korrelál az emberekben az adiponektin, a leptin és a ghrelin keringő szintjével, ami arra utal, hogy a BPA az éhség és a jóllakottság hormonális szabályozásának megzavarásával is hat [45]. .

Veszélyek és betegségek

Elhízás, metabolikus szindróma, cukorbetegség

Az obezogének olyan vegyületek, amelyek súlygyarapodást okoznak. Közvetlenül felléphetnek a zsírsejtek számának növelése vagy a zsír sejtekben történő tárolása érdekében. Alternatív megoldásként kevésbé közvetlenül cselekedhetnek az étvágy, az anyagcsere sebessége vagy az energiaegyensúly megváltoztatásával. Egyes perzisztens szerves szennyezők, ftalátok és biszfenol A-nak való kitettség elhízást okozhat az állatmodellekben, és ezek a vegyületek egyre inkább szerepet játszanak az elhízás, a metabolikus szindróma és a cukorbetegség gyors növekedésében a fiatalokban. Bár a mechanizmusok még nem azonosíthatók, bebizonyosodott, hogy ezek a vegyületek némelyikük képes aktiválni a peroxiszóma proliferátor által aktivált receptort, és ennek a receptornak az aktiválása fontos út az adipogenezishez és az elhízáshoz.

Endokrin rendellenességek

Absztrakt

Az obesogén hipotézis feltételezi a környezeti kémiai szennyezők szerepét, amelyek megzavarják a homeosztatikus kontrollokat és az adaptív mechanizmusokat, hogy elősegítsék a zsírfüggő súlygyarapodást, ami elhízáshoz és metabolikus szindróma szövődményekhez vezet. Az egyik legközvetlenebb molekuláris mechanizmus a környezeti kémiai expozíció és a zavaros fiziológia összekapcsolására az endogén endokrin hormonokat utánzó szennyező anyagokra vagy a bioaktív étrendi jelátviteli metabolitokra vonatkozik, amelyek nukleáris receptor ligandumokként szolgálnak. Az organotin szennyező tributil-ón többféle mechanizmuson keresztül is mérgező hatást fejthet ki, de legutóbb kimutatták, hogy megköti, aktiválja és közvetíti az RXR – PPARγ transzkripciós szabályozást, amely központi szerepet játszik a lipid metabolizmusban és az adipocita biológiában. A teljes test zsírszövetére gyakorolt ​​hosszú távú obesogén hatásokat alátámasztó adatokról is beszámolnak. A szerves ónok fontos modelltesztet jelentenek a kémiai sértések hatásának és epidemiológiai jelentőségének értékeléséhez, amelyek hozzájárulnak az elhízáshoz és az emberi anyagcsere-egészséghez.

Endokrin rendellenességek és elhízás

Hogyan hatnak az obesogének?

Az in vivo kísérletek számos más vegyi anyagot azonosítottak obesogénekként. A triflumizol (Li et al., 2012), tolilfluanid (Regnier et al., 2015) vagy a lágyítószer-dietil-hexil-ftalát (Hao et al., 2013) gombaölő szereknek való kitettség az élet későbbi szakaszaiban is elhízáshoz vezetett. A triflumizolról kimutatták, hogy a PPARγ révén hat (Li et al., 2012), míg a tolilfluanidról azt gondolják, hogy a glükokortikoid receptoron keresztül hat (Regnier et al., 2015). Nem ismert, hogy a receptor-dietil-hexil-ftalát melyik receptoron keresztül hat, de lehet, hogy PPARγ.

Más lehetséges obesogéneket azonosítottak, amelyekről ismert, hogy a preadipocytákra vagy az MSC-kre hatnak az adipogén differenciálódás elősegítésére (Janesick és mtsai, 2016). Ide tartoznak a quinoxyfen, a spirodiklofen, a fludioxonil, a tebupirimfosz, a flusilazol, a forchlorfenuron, az acetamaprid és a pimetrozin (Janesick et al., 2016). Meg kell még mutatni, hogy ezek közül a vegyi anyagok közül melyik képes indukálni a zsír felhalmozódását és az elhízást, in vivo, de ésszerűen számíthatunk arra, hogy legalább néhány jóhiszemű obesogénnek bizonyul.

Mint korábban említettük, a fejlődés megváltoztatásához csak alacsony EDC-szintekre van szükség. Ez azért fordulhat elő, mert a fejlett organizmusban létező védőmechanizmusok - például a DNS helyreállításának képessége, egy kompetens immunrendszer, méregtelenítő enzimek, a máj anyagcseréje, a vér-agy gát és normális (a magzatnál lassabb) anyagcsere arány - még nem fejleszthető (Heindel et al., 2017; Newbold et al., 2007). Feltételezik azonban, hogy az EDC-expozíció többszöri előfordulása, a fejlõdés utáni fejlõdés, szintén hozzájárul a felnőttkori elhízáshoz (Legler et al., 2015; Heindel et al., 2017).

A környezeti szennyezés és a peszticidek szerepe a cukorbetegségben és az elhízásban

Elhízásvizsgálatok

Egyre jobban támogatják a „fejlődési obesogén” elméletet. Elősegíti azt az elképzelést, hogy bizonyos vegyi anyagok képesek megszakítani a metabolikus homeosztázissal kapcsolatos fejlődési folyamatokat a korai élet során, és ezáltal növelik az elhízás és más kapcsolódó anyagcsere-betegségek kockázatát. 1,41 2016-ban Vrijheid et al. szisztematikus áttekintést végzett és 10 vizsgálatot azonosított a nehézfémek, a gyermekkori növekedés és az elhízás hatásairól. 28 A legtöbb tanulmány lassú növekedésről számolt be, nem pedig súlygyarapodásról azoknál a gyermekeknél, akik nehézfémeknek voltak kitéve méhen belül vagy posztnatálisan. Kis számú tanulmány miatt Vrijheid et al. a bizonyítékokat elégtelennek minősítette.

A gyermekek fejlődésének kritikus ablakai és a környezeti toxinokra való hajlam ☆

Növekedés és fejlődés/elhízás

Ma vizsgálják a környezeti kémiai expozíció összefüggését a magzat növekedésének és fejlődésének specifikusabb markereivel. Az összegyűjtött antropometriai mérések egy része magában foglalja a fej kerületét, hosszát, a testzsír százalékát és a sovány testtömeget. A környezeti vegyi anyagok és a növekedés és fejlődés közötti kapcsolat ma létfontosságú, amikor a túlzott súlyt az Egészségügyi Világszervezet a világ 10 legnagyobb egészségügyi kockázatának nyilvánította. Az elhízás vagy a túlzott testzsír hozzájárul a fejlett világban a krónikus betegségek okozta halálozás és morbiditás növekvő arányához. Egyre növekvő kutatási terület az „obesogének” vagy az elhízást elősegítő környezeti vegyi anyagok azonosítása a lipidszabályozás és az adiopogenezis (zsírszövet termelés) mechanizmusain keresztül. Egyes obesogének gyanúja szintén endokrin rendszert károsító hatású, és megzavarja a hormonok működését az elhízás elősegítése érdekében. Ezen a területen a kutatás bonyolult, mivel a környezeti vegyi anyagok növekedésre és fejlődésre gyakorolt ​​hatása nem követheti a hagyományos monoton dózis-válasz görbéket. Ezért előfordulhat, hogy a hatások nem figyelhetők meg mind az utódokban, sem a szülőkben, vagy csak felnőttkorukig láthatók.

A prenatális diethylstilbestrol expozíció öröksége

Az 1940-es évektől az 1970-es évekig csaknem három évtizedig dietil-stilbestrolt (DES), szintetikus ösztrogént írtak fel a nőknek a koraszülés megelőzése érdekében. Becslések szerint világszerte nyolc millió terhességet kezeltek DES-sel. Megállapították, hogy a DES-vel kezelt anyák női utódai fokozottan veszélyeztetettek a hüvely adenokarcinóma, meddőség, vetélés és koraszülés szempontjából. Ma a DES-t arra használják, hogy tanulmányozzák, hogy az ösztrogén tulajdonságú környezeti vegyi anyagok miként elősegíthetik az elhízást. A prenatálisan DES-vel kezelt egerek utódainak születéskor alacsonyabb a súlya, de a posztnatális felzárkózás utáni növekedés után súlyuk magasabbnak bizonyult a kontroll egerekhez képest. Ez a hatás először 2 hónapos korban volt látható, és felnőttkorban is folytatódott.

Biszfenol A

Zsírszövet

A zsír felhalmozódását elősegítő környezeti toxikus anyagok, az „obesogének” létrehozása egyre növekvő érdeklődést mutat, mivel hozzájárulhatnak az elhízás világméretű járványához. A BPA az ezzel a tulajdonsággal rendelkező vegyületek listájához tartozik, mivel a rágcsáló modellek kimutatták, hogy a BPA expozíció a megnövekedett testtömeggel függ össze (Rubin és Soto, 2009).

Számos mechanizmus segíthet megmagyarázni a BPA testtömeg-növekedésre gyakorolt ​​hatását. Az érett adipocitákra differenciálható egér pre-adipocita sejtvonal segítségével Masuno és munkatársai kimutatták, hogy a PI-3 kináz aktiválásán keresztül a BPA, valamint a BPA és az inzulin drámai módon be tudja tolni a fibroblasztos sejteket az adipocita differenciálódási útvonalába ami a triglicerid és a lipoprotein lipáz magas felhalmozódásához vezet (Masuno et al., 2002; Masuno et al., 2005; Sargis et al., 2009).

A triglicerid felhalmozódásához vezető, valószínűleg összefüggő mechanizmus az adiponektin hormon termelésének csökkenése az összes tesztelt emberi zsírszövetből, amikor nagyon alacsony (nanomoláris tartomány alatti) BPA-nak vannak kitéve sejt- vagy explantatív tenyésztési körülmények között (Hugo et al., 2008). A leptin, valamint számos enzim és transzkripciós faktor expresszióját a BPA expozíció is befolyásolja in vivo, valamint in vitro (Phrakonkham et al., 2008; Somm et al., 2009). A zsíranyagcsere ezen fontos közvetítőinek megváltozott kifejeződése és aktivitása együttesen megmagyarázhatja a rágcsáló modellekben a BPA-expozíciót követő súlynövekedést. Ezek az eredmények arra is utalnak, hogy más obesogénekkel együtt az alacsony, környezetileg releváns BPA-szint hozzájárulhat az emberi elhízás jelenségéhez.

Az öregedés anyagcsere szempontjai

8.2 EDC-k és elhízás