Исследование, проведенное биомедицинскими учеными из Калифорнийского университета в Риверсайде, впервые показало, что воздействие микропластика (МП) на отца может вызывать метаболические нарушения у его потомства. Исследование, проведенное с использованием моделей на мышах, выявило ранее неизвестный механизм, посредством которого загрязнители окружающей среды влияют на здоровье будущих поколений.
Хотя микропластик уже был обнаружен в репродуктивной системе человека, исследование, опубликованное в журнале « Journal of the Endocrine Society» , является первым, которое преодолевает разрыв между воздействием микропластика на отца и долгосрочным здоровьем следующего поколения («потомства F1»).
Как проводилось исследование
Микропластик — это мельчайшие частицы пластика (менее 5 миллиметров), образующиеся в результате распада потребительских товаров и промышленных отходов. Метаболические расстройства — это группа состояний, включающая повышенное кровяное давление, высокий уровень сахара в крови и избыток жировой ткани в организме, которые повышают риск сердечно-сосудистых заболеваний и диабета.
Чтобы вызвать метаболические расстройства у потомства мышей первого поколения (F1), исследователи кормили их диетой с высоким содержанием жиров . Такой подход помогает выявить последствия воздействия отца, которые в обычных условиях питания могли бы остаться незначительными или скрытыми. Диета с высоким содержанием жиров имитирует распространенные нездоровые модели питания, такие как западная диета, и усиливает метаболические риски. Поскольку сами отцы получали обычное питание, ожирение, наблюдаемое у потомства F1, является следствием неправильного питания.
Основные выводы и эффекты, специфичные для каждого пола
Исследовательская группа обнаружила, что потомство самок мышей-самцов, подвергшихся воздействию микропластика, было значительно более восприимчиво к метаболическим расстройствам, чем потомство отцов, не подвергавшихся воздействию, несмотря на то, что все потомки получали одинаковую диету с высоким содержанием жиров.
«Точные причины этого эффекта, специфичного для каждого пола, до сих пор неясны», — сказал Чанчэн Чжоу, профессор биомедицинских наук в Медицинской школе Калифорнийского университета в Риверсайде и ведущий автор исследования. «В нашем исследовании у потомства женского пола развился диабетический фенотип. Мы наблюдали повышение экспрессии провоспалительных и продиабетических генов в их печени — генов, ранее связанных с диабетом. Эти изменения не наблюдались у потомства мужского пола».
Исследовательская группа обнаружила, что, хотя у потомства мужского пола диабет не развивался, у них наблюдалось незначительное, но существенное снижение жировой массы. У потомства женского пола отмечалось снижение мышечной массы наряду с увеличением риска развития диабета.
Механизмы, лежащие в основе наследственных изменений
Чтобы понять, как передается этот признак, исследователи использовали специализированную технологию секвенирования PANDORA-seq, разработанную в Калифорнийском университете в Риверсайде. Они обнаружили, что воздействие MP изменяет «содержимое» сперматозоидов, влияя на небольшие молекулы, регулирующие включение и выключение генов.
В частности, воздействие МП значительно изменило профиль малых РНК сперматозоидов, включая малые РНК, полученные из тРНК (tsRNAs), и малые РНК, полученные из рРНК (rsRNAs) — типы малых некодирующих РНК. В отличие от ДНК, которая служит «чертежом» для жизни, эти молекулы РНК могут действовать как «регуляторы яркости» для генов, контролируя, насколько сильно или слабо экспрессируется ген во время развития.
«Насколько нам известно, наше исследование является первым, демонстрирующим, что воздействие микропластика на отца может влиять на профиль малых некодирующих РНК сперматозоидов и вызывать метаболические расстройства у потомства», — сказал Чжоу.
Последствия для здоровья человека и будущих исследований
Чжоу подчеркнул, что исследование показывает, что воздействие пластикового загрязнения не ограничивается отдельным человеком; оно может оставлять биологический след, предрасполагающий детей к хроническим заболеваниям.
«Наше открытие открывает новые горизонты в области охраны окружающей среды и здоровья, смещая акцент на то, как окружающая среда обоих родителей влияет на здоровье их детей», — сказал он. «Эти результаты исследования на мышах, вероятно, имеют значение и для людей. Мужчинам, планирующим завести детей, следует подумать о снижении воздействия вредных веществ, таких как микропластик, чтобы защитить как свое здоровье, так и здоровье своих будущих детей».
Исследовательская группа надеется, что полученные результаты помогут в дальнейших исследованиях того, как микропластик и даже более мелкие нанопластиковые частицы влияют на развитие человека.
«В наших будущих исследованиях, вероятно, будет изучаться, вызывает ли воздействие на мать аналогичные риски и как можно смягчить эти метаболические изменения», — сказал Чжоу.
