Zanieczyszczenie powietrza wpływa na ryzyko otyłości i cukrzycy. Ciekawe wyniki badania

Coraz więcej dowodów naukowych wskazuje, że zanieczyszczenie powietrza jest jednym z czynników przyczyniających się do rozwoju chorób metabolicznych. Autorzy najnowszego badania przypominają, że ekspozycja na drobne cząstki pyłów zawieszonych PM2,5 może odpowiadać nawet za 20 proc. zgonów związanych z cukrzycą typu 2.

Choć dotychczas skupiano się głównie na wpływie smogu na układ oddechowy i sercowo-naczyniowy, nowe ustalenia poszerzają ten obraz o zaburzenia gospodarki energetycznej organizmu.

Zespół kierowany przez prof. Francesco Paneniego z Uniwersytetu w Zurychu i prof. Sanjaya Rajagopalana z Case Western Reserve University w Cleveland przeprowadził 24-tygodniowy eksperyment na myszach. Zwierzęta codziennie przez sześć godzin oddychały powietrzem z podwyższonym stężeniem pyłów PM2,5 w warunkach przypominających życie w dużym mieście. Grupa kontrolna otrzymywała powietrze przefiltrowane, wolne od zanieczyszczeń.

Po zakończeniu badań u zwierząt narażonych na smog stwierdzono cechy zaburzeń metabolicznych, w tym obniżoną wrażliwość tkanek na insulinę. Naukowcy zauważyli również poważne zmiany w funkcjonowaniu brunatnej tkanki tłuszczowej, która odpowiada za wytwarzanie ciepła i utrzymanie prawidłowej temperatury ciała.

Brunatna tkanka tłuszczowa (BAT) występuje w niewielkich ilościach u dorosłych, głównie w okolicy nadobojczykowej i między łopatkami. Jej aktywność sprzyja utrzymaniu prawidłowego poziomu cukru i masy ciała. Tymczasem, jak tłumaczy prof. Paneni, długotrwały kontakt z pyłami PM2,5 prowadził u zwierząt do "zakłóceń aktywności genów regulujących zdolność brunatnej tkanki do wytwarzania ciepła, metabolizowania lipidów i łagodzenia stresu oksydacyjnego".

Zanieczyszczenie powodowało również uszkodzenie i włóknienie tej tkanki oraz odkładanie się w niej tłuszczów. Oznacza to, że BAT traciła swoją zdolność do spalania energii, co sprzyjało zaburzeniom metabolicznym.

Analizy molekularne wykazały, że pyły zawieszone PM2,5 wywołują modyfikacje DNA w komórkach brunatnej tkanki tłuszczowej. Zmiany te mają charakter epigenetyczny - nie wpływają na samą sekwencję genów, ale na sposób ich aktywacji. Badacze odnotowali zaburzenia we wzorach metylacji DNA oraz przebudowę chromatyny, które mogą utrudniać ekspresję genów odpowiedzialnych za zdrowy metabolizm.

Kluczową rolę w tych procesach odgrywały dwa enzymy: deacetylaza histonowa HDAC9 oraz demetylaza histonowa KDM2B.

- Gdy eksperymentalnie zahamowaliśmy te enzymy, funkcja tkanki brunatnej się poprawiła, podczas gdy wzrost aktywności tych enzymów prowadził ponownie do pogorszenia metabolizmu myszy - wyjaśnił prof. Paneni.

Zdaniem autorów badania, długotrwała ekspozycja na zanieczyszczone powietrze może rozregulowywać metabolizm poprzez mechanizmy epigenetyczne, które zmieniają aktywność genów w brunatnej tkance tłuszczowej.

- Nasze odkrycie pomaga zrozumieć, w jaki sposób zanieczyszczenia powietrza, jak np. PM2,5, przyczyniają się do rozwoju oporności na insulinę i chorób metabolicznych - podkreślił prof. Paneni.

Naukowiec dodał, że zrozumienie tych zależności otwiera drogę do nowych strategii profilaktyki i leczenia otyłości oraz cukrzycy typu 2- chorób, których częstość dramatycznie rośnie w krajach rozwiniętych.

Marta Słupska, dziennikarka Wirtualnej Polski

Źródło: PAP