Токсичне середовище та пандемія ожиріння: чи існують стосунки?

Джузеппе Латіні

1 відділення неонатології, лікарня Перріно, Бріндізі, Італія

2 Інститут клінічної фізіології, Національна дослідницька рада Італії (IFC-CNR), Секція Лечче, Італія

Франческо Галло

3 відділення педіатрії, лікарня Перріно, Бріндізі, Італія

Лоренцо Югетті

4 Кафедра педіатрії Університету Модени та Реджо-Емілії, Модена, Італія

Анотація

Ожиріння - це багатофакторна хвороба, яка виникає внаслідок взаємодії генів, середовища та поведінки і є найпоширенішим метаболічним розладом у Західній півкулі. Його поширеність різко зросла за останні три десятиліття, досягнувши масштабів епідемії у всьому світі. Останні накопичувальні дані свідчать про те, що ожиріння може спричинити несприятливі наслідки для здоров’я під час впливу критичних вікон розвитку хімічних речовин навколишнього середовища, що порушують функцію ендокринної системи. Більше того, вплив цих хімічних речовин, схоже, відіграє ключову роль у розвитку метаболічних та серцево-судинних захворювань, пов’язаних з ожирінням. Потрібні подальші дослідження для з’ясування взаємозв’язку між цим впливом та пандемією ожиріння та залученими механізмами, а також для вдосконалення ідентифікації небезпеки.

Вступ

Ожиріння останнім часом викликає великий інтерес через значне збільшення цієї патології протягом останніх трьох десятиліть як у дітей, так і у дорослих. Насправді ожиріння є найпоширенішим метаболічним розладом у західних промислово розвинутих країнах, навіть якщо воно досягає масштабів епідемії у всьому світі, в якому беруть участь також країни, що розвиваються [1-4]. Крім того, ожиріння є основним фактором ризику розвитку резистентності до інсуліну, який, як вважають, є важливим зв'язком між ожирінням та супутніми захворюваннями метаболічного синдрому, що, як відомо, знижує якість і тривалість життя та збільшує витрати на лікування [5].

Нарешті, було висунуто гіпотезу, що не тільки токсичні речовини навколишнього середовища можуть модулювати експресію генів, але можуть також виробляти епігенетичні ефекти, впливаючи на спадковий спосіб на метаболічний статус у людей [18,19].

Обговорення

З часу виявлення здатності синтезу гормонів жирова тканина відіграє центральну роль у складній системі обміну речовин, регуляції голоду, реакцій імунітету та фертильності [20]. Насправді адипоцит виробляє похідні жирових гормонів: лептин [21,22] і адипонектин [22,23], відіграючи ключову роль у регулюванні енергетичного балансу, тоді як адипоцитокіни (резистин, чемерин, вісфатин, інтерлейкін-6, активатор плазміногену інгібітор-1, білок, що зв’язує ретинол 4, та фактор некрозу пухлини альфа, ангіотензин) також є імуномодулюючими агентами [24]; в усякому разі, всі ці речовини причетні до розвитку метаболічного синдрому [25]. І останнє, але не менш важливе, що в жировій тканині естрадіол походить від активності ароматази щодо тестостерону [26]. Біоактивність жирових клітин знаходиться під контролем як гормональних (інсулін, кортизол), так і нервових входів (еферентний вагус), і на диференціацію тканин також впливають гени та їх транскрипційні фактори (рецептор, що активується проліфератором пероксисоми γ), і різні сигнали, про та антидиференціація, яка забезпечується місцевими факторами росту, цитокінами та циркулюючими гормонами (інсулін, інсуліноподібний фактор росту 1 - IGF1, гормон росту - GH, гормони щитовидної залози, глюкокортикоїди) [27,28].

Нещодавно хімічні речовини були визначені як один із факторів навколишнього середовища, який може впливати на ожиріння та супутні захворювання [29]. Зокрема, повідомлялося, що вплив бісфенолу А (BPA), одного з хімічних речовин, який ми випадково вживаємо, протягом критичного періоду раннього життя визначає розвиток ожиріння та гіперліпідемії. Більш конкретно, було показано, що BPA впливає на транспорт глюкози в адипоцитах, а в екологічно важливих дозах інгібує вивільнення ключового адипокіну, який захищає людей від метаболічного синдрому [29-31].

Крім того, повідомляється про кілька цікавих зв'язків між різними метаболітами фталатів та наслідками ожиріння [32]. Ці несприятливі наслідки для здоров’я людини пов’язані із взаємодією цих хімічних речовин з активованими проліфератором пероксисомою рецепторами (PPAR), членами надсімейства ядерних рецепторів [33]. Більше того, трибутилолін (ТБТ) є одним із хімічних речовин навколишнього середовища, що призводить до надмірного накопичення жирової тканини [34].

Зокрема, вплив EDC під час критичних періодів розвитку може призвести до несприятливих наслідків для здоров'я, які можуть виявитися не набагато пізніше в житті, включаючи ожиріння та діабет [12].

Більш конкретно, пренатальний вплив дихлордіфеніл-дихлоретилену (ДДЕ), здається, може сприяти епідемії ожиріння у жінок [35], а зменшення зростання в ранньому віці пов’язане з резистентністю до інсуліну [36]

Зовсім недавно спостерігалися зміни адипогенезу, а також порушення експресії гена ожиріння та синтезу лептину [37].

EDC також здатні стимулювати глюкокортикоїдний рецептор (GR), а оскільки глюкокортикоїдний сигнал є центральним для диференціації адипоцитів, вони здатні сприяти адипогенезу в клітинній лінії 3T3-L1 через активацію GR, що призводить до ожиріння [38].

Здається, ключову роль відіграє адипонектин, специфічний для адипоцитів гормон, який підвищує чутливість до інсуліну та зменшує запалення тканин. Як наслідок, будь-який фактор, що пригнічує вивільнення адипонектину, може призвести до резистентності до інсуліну та підвищеної сприйнятливості до ожиріння та пов'язаних із цим захворювань [31].

Крім того, було показано, що 2,3,7,8-тетрахлордібензо-р-діоксин (TCDD) індукує складні зміни ферментів окисного стресу в адипоцитах і може спричинити резистентність до інсуліну [39,40].

Висновки

Ожиріння має надзвичайно значний вплив на якість життя, пов'язану зі здоров'ям. Однак детермінанти пандемії ожиріння багато, і все ж погано визначені.

З’являються нові докази того, що вплив хімічних речовин навколишнього середовища пов’язаний із ожирінням та супутніми захворюваннями, навіть якщо причинно-наслідкові зв’язки між цими подіями все ще мають бути продемонстровані. Як наслідок, необхідно провести подальші дослідження (i) для проведення оновлених заходів впливу для оцінки небезпеки та ризику, (ii) для визначення оцінки потенційних небезпек, що виходять від цих хімічних речовин, та (iii) оскільки ризик не може бути виправдано, коли загрожує здоров’я людей, знайти альтернативні та якісніші матеріали, що замінюють наявні на даний момент на ринку.

Скорочення

BPA: бісфенол A; DDE: дихлордіфеніл-дихлоретилен; EDC: хімічні речовини, що руйнують ендокринну систему; IGF - 1: інсуліноподібний фактор росту - 1; GH: гормон росту; GR: глюкокортикоїдний рецептор; ПБДЕ: полібромовані дифенілові ефіри; ПХБ: поліхлоровані біфеніли; СОЗ: стійкі органічні забруднювачі; PPARs: рецептори, активовані проліфератором пероксисоми; TBT: трибутилолтин; TCDD: 2,3,7,8-тетрахлордібензо-р-діоксин