Miljøkemikalier forbundet med ændringer i tarmmikrobiomet og sundhed

De mikrober, der bebor vores kroppe, påvirkes af, hvad vi spiser, drikke, trække vejret og absorbere gennem vores hud, og de fleste af os er kronisk udsat for naturlige og menneskeskabte miljøforureninger. I et nyt papir, forskere fra University of Illinois i Urbana-Champaign gennemgår forskningen, der forbinder snesevis af miljøkemikalier med ændringer i tarmmikrobiomet og tilhørende sundhedsmæssige udfordringer.

Anmeldelsen er offentliggjort i tidsskriftet Toksikologiske videnskaber .

Papiret indeholder afsnit om forbindelser, der anvendes til fremstilling af forbrugsvarer, herunder bisphenoler, der findes i plastemballage til fødevarer og ftalater, som bruges i alt fra vinylgulve til plastfilm. Det beskriver også den videnskab, der er forbundet med eksponering for persistente organiske forurenende stoffer og tungmetaller. POP'er omfatter kemikalier som PCB'er; perfluorokemikalier, som bruges i nonstick -køkkengrej og mademballage; flammehæmmere kendt som polybromerede diphenylethere; og pesticider og herbicider.

Mere end 300 miljøforurenende stoffer eller metaboliske biprodukter af disse forurenende stoffer er blevet målt i human urin, blod eller andre biologiske prøver. Kemikalier såsom bisphenoler, ftalater og nogle pesticider, persistente organiske forurenende stoffer og tungmetaller kan ændre hormonmetabolisme og er forbundet med negative sundhedsmæssige resultater. "

Jodi Flaws, U. af I. professor i sammenlignende biovidenskab, der ledede analysen med ph.d. studerende Karen Chiu

De negative sundhedsvirkninger forbundet med disse kemikalier omfatter reproduktions- og udviklingsfejl, Type 2 -diabetes, kardiovaskulær dysfunktion, lever sygdom, fedme, skjoldbruskkirtlen lidelser og dårlig immunfunktion, rapporterer forskerne.

Snesevis af undersøgelser har undersøgt, hvordan kemiske eksponeringer påvirker sundhed, og forskere retter nu deres opmærksomhed mod, hvordan disse kemikalier påvirker tarmmikrober. Undersøgelserne gennemgået i det nye papir blev udført på rotter, mus, fisk, hunde, kyllinger, køer, voksne mennesker og spædbørn, honningbier og andre organismer.

Undersøgelser har vist, at eksponering for bisphenoler, som kan påvises i urinen hos mere end 90% af voksne i USA, øger niveauerne af methanobrevibacter -bakterier i den mandlige tarm. Disse mikrober har vist sig - hos mennesker og mus - at øge deres værts evne til at udvinde mere energi fra mad.

"Dette giver en stærk mulighed for, at BPA-induceret vægtforøgelse i det mindste delvist skyldes BPA-inducerede ændringer i tarmmikrobiomet, "skrev forskerne.

Ftalater er blødgørere og stabilisatorer, der let udvaskes i fødevarer. At spise phthalat-kontaminerede fødevarer er den primære eksponeringsvej hos mennesker. Ligesom bisphenoler, phthalater er hormonforstyrrende hvilket betyder, at de forstyrrer normal hormonsignalering i kroppen.

Høj ftalateksponering hos nyfødte hos mennesker er forbundet med ændringer i tarmmikrobiomet og ændrede immunresponser på vaccination. Hos mus, udsættelse for phthalater i puberteten ser ud til at hæmme den mikrobielle syntese af butyrat, en metabolit, der er afgørende for tarmens sundhed, immunregulering og neurologisk funktion.

Vedvarende organiske forurenende stoffer er olieholdige organiske kemikalier, der kan forblive i miljøet i år eller årtier.

"Nylige undersøgelser har undersøgt virkningen af ​​POP -eksponering på tarmmikrobioten under udviklingsmæssige, unge og voksne stadier i en række forskellige dyr, herunder mus, fisk og mennesker, "skrev forskerne.

Undersøgelser har vist, at eksponering for PCB er forbundet med mikrobielle skift i tarmen og øget tarmpermeabilitet, tarmbetændelse og kognitive problemer. Når de er brugt som kølemiddel, PCB blev forbudt i USA i 1978, men vedvarer i miljøet.

Perfluorokemikalier bruges i nonstick -køkkengrej, mademballage og pletbestandige tæpper. En undersøgelse knyttede PFC'er til ændringer i tarmmikrobiomet og nedsat lipidmetabolisme hos kvindelige - men ikke han - fisk og deres afkom. Mikrobiomforskydningerne vedvarede hos afkommet, og de unge fisk led højere dødelighed end dem, hvis mødre ikke var udsat for PFC.

Undersøgelser har vist, at eksponering for glyphosatherbicider ændrer tarmmikrobiomets bakterielle sammensætning hos kvæg, gnavere og honningbier. Det øgede ængstelige og depressive symptomer hos mus og var forbundet med en stigning i patogene bakterier hos kvæg. Pesticidet chlorpyrifos påvirker mikrobielle bestande hos gnavere og fisk udsat under udvikling og voksenalder, og forårsager også betændelse og oxidativ stress i tarmen.

"Alle disse data tilsammen tyder på, at udsættelse for mange af disse miljøkemikalier i forskellige livsfaser kan ændre tarmmikrobiomet på måder, der påvirker sundheden, "Sagde Chiu." De patologier, der er forbundet med ændrede mikrobiomer efter udsættelse for miljøkemikalier, omfatter immun dysfunktion, ændret kulhydrat- og lipidmetabolisme, og neurologiske og adfærdsforstyrrelser. Vi ser også, at disse effekter i høj grad afhænger af en persons køn og alder. "

• Nye værktøjer til analyse af mikrobielle samfund
• Nyt værktøj hjælper med at oversætte kompleks kommunikation mellem mikrober og kroppen