Miljøkjemikalier knyttet til endringer i tarmmikrobiomet og helse

Mikrober som lever i kroppen vår påvirkes av hva vi spiser, drikke, puste og absorbere gjennom huden vår, og de fleste av oss er kronisk utsatt for naturlige og menneskeskapte miljøforurensninger. I et nytt papir, forskere fra University of Illinois i Urbana-Champaign gjennomgår forskningen som kobler dusinvis av miljøkjemikalier til endringer i tarmmikrobiomet og tilhørende helseutfordringer.

Anmeldelsen er publisert i tidsskriftet Toksikologiske vitenskaper .

Papiret inneholder seksjoner om forbindelser som brukes i produksjon av forbruksvarer, inkludert bisfenolene som finnes i plastmatemballasje, og ftalater, som brukes i alt fra vinylgulv til plastfilmer. Den beskriver også vitenskapen knyttet til eksponering for vedvarende organiske miljøgifter og tungmetaller. POPs inkluderer kjemikalier som PCB; perfluorokjemikalier, som brukes i nonstick -kokekar og matemballasje; flammehemmere kjent som polybromerte difenyletere; og plantevernmidler og ugressmidler.

Mer enn 300 miljøforurensninger eller de metabolske biproduktene til disse forurensningene er målt i urin fra mennesker, blod eller andre biologiske prøver. Kjemikalier som bisfenoler, ftalater og noen plantevernmidler, vedvarende organiske forurensninger og tungmetaller kan endre hormonmetabolismen og er forbundet med ugunstige helseutfall. "

Jodi Flaws, U. av I. professor i sammenlignende biovitenskap som ledet analysen med Ph.D. student Karen Chiu

De negative helseeffektene knyttet til disse kjemikaliene inkluderer reproduktive og utviklingsmessige defekter, Type 2 diabetes, kardiovaskulær dysfunksjon, leversykdom, fedme, skjoldbruskkjertelen og dårlig immunfunksjon, forskerne rapporterer.

Dusinvis av studier har undersøkt hvordan kjemiske eksponeringer påvirker helse, og forskere retter nå oppmerksomheten mot hvordan disse kjemikaliene påvirker tarmmikrober. Studiene som ble gjennomgått i den nye artikkelen ble utført på rotter, mus, fisk, hunder, kyllinger, kyr, voksne mennesker og spedbarn, honningbier og andre organismer.

Studier har funnet at eksponering for bisfenoler, som kan påvises i urinen til mer enn 90% av voksne i USA, øker nivået av Methanobrevibacter -bakterier i den mannlige tarmen. Disse mikrober har vist seg - hos mennesker og hos mus - å øke vertens evne til å trekke ut mer energi fra mat.

"Dette øker en sterk mulighet for at BPA-indusert vektøkning skyldes minst delvis av BPA-induserte endringer i tarmmikrobiomet, "skrev forskerne.

Ftalater er myknere og stabilisatorer som lett lekker ut i matvarer. Å spise ftalatforurenset mat er den viktigste eksponeringsveien hos mennesker. Som bisfenoler, ftalater er hormonforstyrrende betyr at de forstyrrer normal hormonsignalering i kroppen.

Høy ftalateksponering hos nyfødte hos mennesker er forbundet med endringer i tarmmikrobiomet og endrede immunresponser mot vaksinasjon. Hos mus, eksponering for ftalater i puberteten ser ut til å hemme den mikrobielle syntesen av butyrat, en metabolitt som er avgjørende for tarmhelsen, immunregulering og nevrologisk funksjon.

Vedvarende organiske miljøgifter er oljeholdige organiske kjemikalier som kan vedvare i miljøet i år eller tiår.

"Nylige studier har undersøkt virkningen av POP -eksponering på tarmmikrobiota under utvikling, ungdoms- og voksenstadier i en rekke dyr, inkludert mus, fisk og mennesker, "skrev forskerne.

Studier har funnet at eksponering for PCB er forbundet med mikrobielle skift i tarmen og økt tarmpermeabilitet, tarmbetennelse og kognitive problemer. En gang brukt som kjølevæske, PCB ble forbudt i USA i 1978, men vedvarer i miljøet.

Perfluorokjemikalier brukes i kokekar med nonstick, matemballasje og flekkbestandige tepper. En studie knyttet PFC til endringer i tarmmikrobiomet og nedsatt lipidmetabolisme hos kvinnelige - men ikke hann - fisk og deres avkom. Mikrobiomskiftene vedvarte hos avkom, og ungfisken led høyere dødelighet enn de hvis mødre ikke ble utsatt for PFC.

Studier har funnet ut at eksponering for glyfosatherbicider endrer den bakterielle sammensetningen av tarmmikrobiomet hos storfe, gnagere og honningbier. Det økte engstelige og depressive symptomer hos mus og var forbundet med en økning i patogene bakterier hos storfe. Bekjempelsesmidlet chlorpyrifos påvirker mikrobielle populasjoner hos gnagere og fisk som eksponeres under utvikling og voksen alder, og forårsaker også betennelse og oksidativt stress i tarmen.

"Alle disse dataene tilsier sammenlagt at eksponering for mange av disse miljøkjemikaliene i ulike livsfaser kan endre tarmmikrobiomet på måter som påvirker helsen, "Sa Chiu." Patologiene forbundet med endrede mikrobiomer etter eksponering for miljøkjemikalier inkluderer immun dysfunksjon, endret karbohydrat- og lipidmetabolisme, og nevrologiske og atferdsvansker. Vi ser også at disse effektene i stor grad avhenger av individets kjønn og alder. "

• Nye verktøy for å analysere mikrobielle samfunn
• Nytt verktøy hjelper til med å oversette kompleks kommunikasjon mellom mikrober og kroppen