Studie zebrafish odhaluje skrytá nebezpečí environmentálních toxinů z pneumatik

Vznikající kontaminanty z gumových pneumatik N- (1,3-dimethylbutyl) -N‘-fenyl-p-fenylenediamin (6ppd) a jeho oxidační produkt 6ppd-chinon (6ppdq)-zvyšuje nové červené vlajky pro vodní ekosystémy. Nedávná studie ukazuje, že prodloužené vystavení těmto chemikáliím na environmentálně realistické úrovně narušuje metabolismus lipidů a uhlohydrátů, způsobuje poškození jater a mění vzorce chování v zebrafish. Výzkum ukazuje, že 6ppd se primárně hromadí v játrech, zatímco 6ppdq se zaměřuje na mozek. Obě sloučeniny downregulují PPARy, klíčový regulátor metabolické funkce a zvyšují prozánětlivé cytokiny, což vyvolává chronickou toxicitu. Zejména 6PPDQ se ukázalo jako škodlivější než jeho prekurzor, což naznačuje, že transformační produkty mohou představovat ještě větší rizika. Zjištění poukazují na naléhavou potřebu přísnější regulace a dohled na životní prostředí znečišťujících látek odvozených od pneumatik.

N- (1,3-dimethylbutyl) -N‘-fenyl-p-fenylendiamin (6ppd), antioxidant široce používaný v pneumatikách vehikulu, hraje rozhodující roli při prevenci degradace gumy pod stresem. Přesto, když je uvolněn do životního prostředí, oxiduje se na 6ppd-chinon (6ppdq)-sloučenina, která se nyní globálně vyskytuje v silniční odtoku a povrchových vodách. Předchozí výzkum spojil obě chemikálie s vývojovou a systémovou toxicitou ve vodních organismech, ale mechanismy jejich dlouhodobých účinků-částečně na funkci jater a nesnesitelně definované remainy neurobehavioru. Zebrafish, vzhledem k jejich genetické podobnosti s lidmi a vhodnosti pro toxikologické studie, poskytuje silný model pro sledování těchto účinků. Vzhledem k rostoucím obavám bylo naléhavě zaručeno hlubší zkoumání bioakumulace a chronické orgánové toxicity jak 6PPD, tak 6PPDQ.

Ve studii (doi: 10.1016/j.ese.2025.100567) zveřejněno 29. dubna 2025, v Environmentální věda a ekotechnologieVědci z jižní Číny zemědělské univerzity a spolupracovníci podrobně popsali, jak sloučeniny odvozené od pneumatik narušují jater a neurologické funkce u zebrafish. Integrací toxikokinetického sledování, profilování transkriptomu a testy molekulární interakce tým porovnával dopady 6ppd a 6ppdq. Jejich výsledky odhalily, že zatímco 6ppd se v jaterní tkáni hromadí, 6ppdq indukuje závažnější poškození jater. Tato zjištění zdůrazňují odlišné dráhy toxicity a naznačují, že potenciální rizika přesahují ryby na lidi a jiné druhy vystavené chemikáliím spojeným s pneumatikami ve vodním prostředí.

U kontrolovaných tříměsíčních expozic vykazovala zebrafish jasné rozdíly v akumulaci tkání a fyziologickém poškození. 6ppd lokalizováno primárně v játrech, zatímco 6ppdq byl koncentrován v mozku. Obě sloučeniny narušily růst a chování plavání a způsobily viditelné abnormality jater, jako je steatóza a degenerace buněk. Testy enzymu odhalily zvýšené hladiny poškození jater (alanin aminotransferáza, aspartát aminotransferázy, alkalinová fosfatáza) a ukazatele oxidačního stresu (malondialdehyd, reaktivní druhy kyslíku), spolu s defetovanými antioxidačními enzymy (superoxid peroxid-px). Transkriptomická analýza potvrdila rozsáhlé narušení metabolických drah, zejména genů souvisejících se syntézou lipidů, glykolýzou a regulací cholesterolu. Obě chemikálie potlačily receptorovou gama aktivovanou proliferátorem peroxisomu (PPARy) a upregulované zánětlivé cytokiny TNF-a a IL-6, přičemž 6ppdq vyvíjela silnější molekulární vazbu na PPARy, jak ukazuje simulace a testy povrchové plasmonové rezonance. Tyto účinky společně odrážejí nástup nealkoholických mastné onemocnění jaterZvyšování ekologického a toxikologického poplachu.

Tato studie zdůrazňuje skrytou hrozbu, kterou představují znečišťující látky odvozené od gumy v městském odtoku. Naše zjištění ukazují, že i dlouhodobá expozice 6PPD a jeho oxidační produkt může vážně narušit metabolismus a chování jater u vodních druhů. Zejména transformační produkt 6ppdq vykazuje větší toxicitu než jeho prekurzor, což má významné důsledky pro monitorování regulační a kontrolu znečištění. “

Dr. Liangfu Wei, vedoucí autor studie

Dr. Wei zdůraznil potřebu hodnocení environmentálních rizik zahrnout jak mateřské sloučeniny, tak jejich transformační produkty do regulačních hodnocení.

Tyto výsledky nabízejí zásadní poznatky o řízení rizik environmentálních rizik a regulační politiku. Identifikace interference PPARy a metabolického narušení poskytuje molekulární základ pro chronickou toxicitu dohled. Rozlišování toxických profilů 6ppd a 6ppdq zdůrazňuje důležitost zahrnutí chemických derivátů do hodnocení rizik. Zjištění vyžadují posílení kontroly městského odtoku a vývoj pokročilých systémů úpravy vody, které omezují vodní expozici. Vzhledem k zachování metabolických drah napříč obratlovci vyvolává studie také širší obavy ohledně dlouhodobých zdravotních účinků kontaminantů odvozených od pneumatik na lidi kontaminovanými zdroji vody.