Studie vedená biomedicínskými vědci z University of California v Riverside poprvé ukázala, že vystavení otce mikroplastům (MP) může u jeho potomků vyvolat metabolické dysfunkce. Výzkum prováděný pomocí myších modelů zdůrazňuje dříve neznámou cestu, kterou znečišťující látky v životním prostředí ovlivňují zdraví budoucích generací.
Zatímco MP již byly detekovány v lidských reprodukčních systémech, studie publikovaná v Journal of the Endokrinní společnostije první, kdo překlenul propast mezi otcovským vystavením MPs a dlouhodobým zdravím příští generace („potomků F1“).
MP jsou drobné plastové částice (méně než 5 milimetrů), které vznikají rozkladem spotřebního zboží a průmyslového odpadu. Metabolické poruchy se týkají shluku stavů – včetně zvýšeného krevního tlaku, vysoké hladiny cukru v krvi a nadměrného tělesného tuku – které zvyšují riziko srdečních onemocnění a cukrovky.
K vyvolání metabolických poruch u potomků F1 je vědci krmili stravou s vysokým obsahem tuků. Tento přístup pomáhá odhalit účinky otcovské expozice, které by jinak mohly zůstat mírné nebo skryté za normálních dietních podmínek. Strava s vysokým obsahem tuků napodobuje běžné nezdravé stravovací návyky, jako je západní strava, a zesiluje metabolická rizika. Protože samotní otcové byli krmeni běžnou stravou, obezita pozorovaná u potomků F1 je způsobena dietou.
Výzkumný tým zjistil, že samice myších samců vystavených MP byly významně náchylnější k metabolickým poruchám než potomci neexponovaných otců, přestože všichni potomci byli krmeni stejnou stravou s vysokým obsahem tuků.
„Přesné důvody tohoto efektu specifického pro pohlaví jsou stále nejasné,“ řekl Changcheng Zhou, profesor biomedicínských věd na lékařské fakultě UCR a hlavní autor studie. „V naší studii se u ženských potomků vyvinuly diabetické fenotypy. Pozorovali jsme upregulaci prozánětlivých a prodiabetických genů v jejich játrech – genů dříve spojené s cukrovkou. Tyto změny nebyly pozorovány u mužských potomků.“
Výzkumný tým zjistil, že i když se u mužských potomků nerozvinul diabetes, vykazovali mírný, ale významný pokles tukové hmoty. Ženské potomky vykazovaly sníženou svalovou hmotu spolu se zvýšenou cukrovkou.
Aby vědci pochopili, jak byla tato vlastnost předávána, použili specializovanou sekvenační technologii nazvanou PANDORA-seq vyvinutou v UCR. Zjistili, že expozice MP mění „náklad“ spermií a ovlivňuje malé molekuly, které regulují zapínání a vypínání genů.
Konkrétně expozice MP významně změnila profil malé RNA spermie, včetně malých RNA odvozených od tRNA (tsRNA) a malých RNA odvozených od rRNA (rsRNA) – typů malých nekódujících RNA. Na rozdíl od DNA, která poskytuje „plán“ pro život, mohou tyto molekuly RNA fungovat jako „stmívače“ pro geny, které řídí, jak moc nebo jak málo je gen exprimován během vývoje.
„Podle našich znalostí je naše první studie, která ukazuje, že vystavení otce mikroplastům může ovlivnit malé nekódující RNA profily spermií a vyvolat metabolické poruchy u potomků,“ řekl Zhou.
Zhou zdůraznil, že studie naznačuje, že dopad plastového znečištění není omezen na jednotlivce, kteří jsou vystaveni; může zanechat biologický otisk, který děti predisponuje k chronickým onemocněním.
„Náš objev otevírá novou hranici v oblasti environmentálního zdraví a posouvá pozornost směrem k tomu, jak prostředí obou rodičů přispívá ke zdraví jejich dětí,“ řekl. „Tato zjištění ze studie na myších mají pravděpodobně důsledky pro lidi. Muži, kteří plánují mít děti, by měli zvážit snížení vystavení škodlivým látkám, jako jsou mikroplasty, aby ochránili své zdraví i zdraví svých budoucích dětí.“
Výzkumný tým doufá, že zjištění povedou k budoucímu zkoumání toho, jak MP a ještě menší nanoplasty ovlivňují lidský vývoj.
„Naše budoucí studie se pravděpodobně zaměří na to, zda expozice matek vyvolává podobná rizika a jak lze tyto metabolické změny zmírnit,“ řekl Zhou.
K Zhouovi se ve studii připojili Seung Hyun Park, Jianfei Pan, Ting-An Lin, Sijie Tang a Sihem Cheloufi z UCR; Xudong Zhang a Qi Chen na lékařské fakultě University of Utah; a Tong Zhou na University of Nevada, Reno School of Medicine.
Studie byla částečně podpořena granty Státního zdravotního ústavu.
