Sostanze chimiche ambientali legate ai cambiamenti nel microbioma intestinale e alla salute

I microbi che abitano il nostro corpo sono influenzati da ciò che mangiamo, bevanda, respirare e assorbire attraverso la nostra pelle, e la maggior parte di noi è cronicamente esposta a contaminanti ambientali naturali e prodotti dall'uomo. In un nuovo documento, scienziati dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign esaminano la ricerca che collega dozzine di sostanze chimiche ambientali ai cambiamenti nel microbioma intestinale e ai problemi di salute associati.

La recensione è pubblicata sulla rivista Scienze tossicologiche .

Il documento include sezioni sui composti utilizzati nella produzione di beni di consumo, compresi i bisfenoli che si trovano negli imballaggi in plastica per alimenti, e ftalati, che vengono utilizzati in tutto, dai pavimenti in vinile ai film plastici. Descrive anche la scienza associata all'esposizione a inquinanti organici persistenti e metalli pesanti. I POP includono sostanze chimiche come i PCB; perfluorochimici, che vengono utilizzati in pentole antiaderenti e imballaggi per alimenti; ritardanti di fiamma noti come eteri di difenile polibromurato; e pesticidi ed erbicidi.

Più di 300 contaminanti ambientali o i sottoprodotti metabolici di tali contaminanti sono stati misurati nelle urine umane, sangue o altri campioni biologici. Sostanze chimiche come i bisfenoli, ftalati e alcuni pesticidi, gli inquinanti organici persistenti e i metalli pesanti possono alterare il metabolismo ormonale e sono associati a esiti negativi per la salute".

Difetti di Jodi, U. di I. professore di bioscienze comparate che ha guidato l'analisi con il dottorato di ricerca. studentessa Karen Chiu

Gli effetti negativi sulla salute legati a queste sostanze chimiche includono difetti riproduttivi e dello sviluppo, diabete di tipo 2, disfunzione cardiovascolare, malattia del fegato, obesità, disturbi della tiroide e scarsa funzione immunitaria, riferiscono i ricercatori.

Decine di studi hanno esplorato come le esposizioni chimiche influiscano sulla salute, e gli scienziati stanno ora rivolgendo la loro attenzione a come queste sostanze chimiche influenzano i microbi intestinali. Gli studi esaminati nel nuovo documento sono stati condotti su ratti, i topi, pesce, cani, polli, mucche, adulti e bambini umani, api mellifere e altri organismi.

Gli studi hanno scoperto che l'esposizione ai bisfenoli, che sono rilevabili nelle urine di oltre il 90% degli adulti negli Stati Uniti, aumenta i livelli di batteri Methanobrevibacter nell'intestino maschile. È stato dimostrato che questi microbi, nell'uomo e nei topi, aumentano la capacità del loro ospite di estrarre più energia dal cibo.

"Ciò solleva una forte possibilità che l'aumento di peso indotto dal BPA sia causato almeno in parte dai cambiamenti indotti dal BPA nel microbioma intestinale, " hanno scritto i ricercatori.

Gli ftalati sono plastificanti e stabilizzanti che penetrano facilmente negli alimenti. Mangiare cibi contaminati da ftalati è la principale via di esposizione negli esseri umani. Come i bisfenoli, gli ftalati sono interferenti endocrini, il che significa che interferiscono con la normale segnalazione ormonale nel corpo.

L'elevata esposizione agli ftalati nei neonati umani è associata a cambiamenti nel microbioma intestinale e ad alterate risposte immunitarie alla vaccinazione. Nei topi, l'esposizione agli ftalati durante la pubertà sembra inibire la sintesi microbica del butirrato, un metabolita essenziale per la salute intestinale, regolazione immunitaria e funzione neurologica.

Gli inquinanti organici persistenti sono sostanze chimiche organiche oleose che possono persistere nell'ambiente per anni o decenni.

"Studi recenti hanno studiato l'impatto dell'esposizione al POP sul microbiota intestinale durante lo sviluppo, stadi giovanili e adulti in una varietà di animali, compresi i topi, pesci e uomini, " hanno scritto i ricercatori.

Gli studi hanno scoperto che l'esposizione ai PCB è associata a cambiamenti microbici nell'intestino e ad una maggiore permeabilità intestinale, infiammazione intestinale e problemi cognitivi. Una volta usati come refrigeranti, I PCB sono stati banditi negli Stati Uniti nel 1978 ma persistono nell'ambiente.

I perfluorochimici sono utilizzati nelle pentole antiaderenti, imballaggi per alimenti e tappeti antimacchia. Uno studio ha collegato i PFC ai cambiamenti nel microbioma intestinale e al metabolismo lipidico alterato nei pesci femmine, ma non maschi, e nella loro prole. I cambiamenti del microbioma persistevano nella prole, e il giovane pesce ha subito una mortalità più elevata rispetto a quelli le cui madri non sono state esposte ai PFC.

Gli studi hanno scoperto che l'esposizione agli erbicidi a base di glifosato altera la composizione batterica del microbioma intestinale nei bovini, roditori e api mellifere. Ha aumentato i sintomi ansiosi e depressivi nei topi ed è stato associato ad un aumento dei batteri patogeni nei bovini. Il pesticida clorpirifos colpisce le popolazioni microbiche nei roditori maschi e nei pesci esposti durante lo sviluppo e l'età adulta, e provoca anche infiammazione e stress ossidativo nell'intestino.

"Tutti questi dati insieme suggeriscono che l'esposizione a molte di queste sostanze chimiche ambientali durante le varie fasi della vita può alterare il microbioma intestinale in modi che influenzano la salute, " Chiu ha detto. "Le patologie associate ai microbiomi alterati dopo l'esposizione a sostanze chimiche ambientali includono la disfunzione immunitaria, alterato metabolismo dei carboidrati e dei lipidi, e disturbi neurologici e comportamentali. Stiamo anche vedendo che questi effetti dipendono fortemente dal sesso e dall'età di un individuo".

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