Чому пестициди можуть спричинити хворобу Паркінсона у деяких людей
Нове дослідження виявляє, як пестициди паракват і манеб змінюють експресію генів і можуть призвести до хвороби Паркінсона у людей, які генетично схильні до цієї хвороби.
За підрахунками, щороку в США близько 50 000 людей діагностують хворобу Паркінсона.
Хоча точно невідомо, що спричиняє хворобу, вважається, що як генетичні, так і фактори навколишнього середовища відіграють важливу роль.
Національний інститут охорони здоров’я (NIH) зазначає, що вплив навколишнього середовища пестицидів може збільшити ризик розвитку паркінсонізму.
Давніші дослідження припускають, що пестициди, зокрема, паракват і манеб, можуть збільшити вразливість до хвороби Паркінсона у людей, які вже генетично схильні до розвитку хвороби.
Пізніші дослідження прагнули розпакувати нейронні механізми, які відіграють роль у зв'язку між пестицидами та нейродегенеративним станом.
Наприклад, деякі дослідження показали, що пестициди перешкоджають нейрогенезу - процесу, в якому мозок створює нові нейрони - в гіпокампі, який є ключовою областю мозку для обробки пам'яті та інформації.
Пестициди надають цей ефект, викликаючи генетичні зміни. Тепер нове дослідження дослідників з Університету Гельфа (U G) в Онтаріо, Канада, розкриває деякі шляхи, за допомогою яких пестициди викликають генетичні мутації, що призводить до нейродегенерації.
Старший автор дослідження Скотт Райан, професор молекулярної та клітинної біології з U G, пояснює мотивацію дослідження. Він зазначає: "Люди, які зазнають дії цих хімічних речовин, мають приблизно на 250 відсотків вищий ризик розвитку хвороби Паркінсона, ніж решта населення".
"Ми хотіли дослідити, що відбувається в цій сприйнятливій популяції, що призводить до того, що у деяких людей розвивається ця хвороба", - додає професор Райан.
Висновки були опубліковані в журналі Федерація американських товариств експериментальної біології.
Одне з перших досліджень, присвячене вивченню клітин людини
Дослідники використовували стовбурові клітини пацієнтів із хворобою Паркінсона, які мали мутацію гена, відповідального за кодування білка α-синуклеїну.
Щонайменше 30 змін цього гена були пов’язані з хворобою Паркінсона, а згустки білка α-синуклеїну є добре задокументованою, хоча і недостатньо зрозумілою, ознакою захворювання.
Для нового дослідження вчені також працювали з нормальними ембріональними клітинами, які вони модифікували за допомогою генетичного редагування, щоб відтворити генетичну мутацію α-синуклеїну.
Професор Райан пояснює, чому використання клітин людини робить це дослідження особливо цінним. "До цього часу, - каже він, - зв'язок між пестицидами та хворобою Паркінсона базувався насамперед на дослідженнях на тваринах, а також епідеміологічних дослідженнях, які продемонстрували підвищений ризик серед фермерів та інших, які зазнали впливу сільськогосподарських хімікатів".
"Ми одні з перших досліджуємо, що відбувається всередині клітин людини", - пояснює професор Райан.
Стовбурові клітини - це недиференційовані клітини, які в подальшому індивідуалізуються в певні типи клітин. Професор Райан та його колеги використовували два типи стовбурових клітин для виведення з них нервових клітин, що продукують дофамін.
Потім вони піддали ці дофамінергічні нейрони, які, як відомо, найбільше уражені хворобою Паркінсона, діючим на два пестициди.
Пестициди виснажують нейрони енергією
Було виявлено, що нейрони, які зазнали дії хімічних речовин, мали несправні мітохондрії.
Мітохондрії, також відомі як «електростанції клітини», - це органели всередині клітини, які перетворюють цукор, жири та білки в енергію, необхідну нашому організму для виживання та функціонування.
Але це дослідження продемонструвало, що мітохондрії всередині нейронів дофаміну, уражені пестицидами, не можуть вільно рухатися, як зазвичай. Це «висмоктувало» енергію з нейронів.
Важливо зазначити, що рівень хімічних речовин, що використовуються для погіршення цих нейронів, був нижчим за рівень, визначений Агентством охорони навколишнього середовища США (EPA) „найнижчим спостережуваним рівнем несприятливого впливу”.
Професор Райан каже, що це означає, що нам слід переглянути оцінку рекомендацій EPA щодо цих двох пестицидів.
"Це дослідження показує, що всі не рівні, і ці стандарти безпеки повинні бути оновлені, щоб захистити тих, хто є більш сприйнятливим і може навіть не знати про це", - додає він.
"Люди, які мають схильність до хвороби Паркінсона, в більшій мірі страждають від впливу цих агрохімікатів на низькому рівні і, отже, з більшою ймовірністю розвитку захворювання".
Професор Скотт Райан
«Це одна з причин, - підсумовує він, - чому деякі люди, які проживають поблизу сільськогосподарських районів, зазнають більшого ризику.
