Bahan kimia umum ini dapat mempengaruhi kesehatan usus Anda selamanya dan menyebabkan penyakit seumur hidup

Penelitian pada tikus menunjukkan bahwa paparan dini terhadap polutan organik yang persisten secara signifikan mengganggu mikrobioma usus, sehingga mempengaruhi timbulnya gangguan metabolisme di masa dewasa.

Sebuah studi baru dari Pennsylvania State University mengungkapkan bahwa paparan awal terhadap “tanpa bahan kimia” di lingkungan secara permanen mengganggu mikrobioma usus tikus, yang berpotensi menyebabkan perkembangan penyakit metabolik di kemudian hari. Hasilnya dipublikasikan dalam jurnal Prospek kesehatan lingkunganPenelitian menunjukkan bahwa paparan serupa pada anak usia dini mungkin menjadi faktor meningkatnya kejadian gangguan metabolisme, seperti obesitas dan diabetes tipe 2, di kalangan orang dewasa.

Para peneliti secara khusus berfokus pada 2,3,7,8-tetrachlorodibenzofuran (TCDF), polutan organik persisten yang tersebar luas dan merupakan produk sampingan dari pembakaran sampah, produksi logam, serta pembakaran bahan bakar fosil dan kayu. TCDF terakumulasi dalam rantai makanan, dan manusia terutama terpapar melalui konsumsi makanan berlemak tinggi, seperti daging, produk susu, dan beberapa ikan. Bayi bisa terpapar melalui konsumsi ASI.

“POP tersebar luas di lingkungan dan hampir setiap organisme hidup pernah terpapar POP,” kata Andrew Patterson, profesor toksikologi molekuler, biokimia, dan biologi molekuler di Penn State University. “Efek negatif bahan kimia ini terhadap kesehatan telah terdokumentasi dengan baik dan mencakup cacat lahir dan kanker. Penelitian kami adalah yang pertama menunjukkan bahwa paparan awal kehidupan terhadap zat organik persisten tertentu, yang disebut TCDF, juga mengganggu mikrobioma usus dan dikaitkan dengan gangguan metabolisme di kemudian hari.”

Metodologi dan hasil awal

Tim meneliti efek TCDF pada dua kelompok tikus – kelompok uji, atau tikus yang diobati dengan TCDF, dan kelompok kontrol, atau tikus yang tidak menerima pengobatan. Tim memberi makan tablet tikus berumur empat minggu yang mengandung 0,46 mikrogram (µg) TCDF atau tablet kontrol yang tidak mengandung TCDF selama lima hari. Meskipun 0,46 mikrogram lebih tinggi dari yang biasanya ditemukan dalam makanan manusia, namun hal ini tidak cukup tinggi untuk menyebabkan penyakit beracun.

“Dalam penelitian kami, kami menggunakan dosis yang relatif tinggi dibandingkan dengan paparan pada manusia pada umumnya; namun, kami dapat menggunakan informasi ini untuk mengidentifikasi titik tinggi racun baru, termasuk dalam mikrobioma usus, dan tentu saja mulai memperkirakan apa yang mungkin terjadi pada dosis yang lebih rendah , kita juga harus mempertimbangkan “Kami mempertimbangkan bagaimana campuran kompleks dari polutan organik persisten ini berinteraksi dengan kita dan mitra mikroba kita karena paparan individu tidak persis sama dengan skenario kehidupan nyata.”

Selanjutnya, para peneliti memeriksa mikrobioma usus hewan tersebut, bersama dengan beberapa indikator kesehatan hewan, termasuk berat badan, toleransi glukosa, jumlah trigliserida di hati dan lendir dalam tinja, serta tanda-tanda penyakit metabolik lainnya. Mereka mengumpulkan data ini segera setelah pemberian TCDF selama lima hari, serta tiga bulan setelah dosis terakhir. Pada manusia, titik waktu ini setara dengan masa bayi dan dewasa muda.

“Kami menemukan bahwa paparan awal terhadap TCDF secara permanen mengganggu mikrobioma usus tikus tipe liar,” kata Yuan Tian, ​​​​penulis utama dan profesor di Penn State University. “Kami juga menemukan bahwa tikus ini memiliki berat badan lebih tinggi dan intoleransi glukosa pada usia empat bulan.”

Eksperimen dan kesimpulan tambahan

Untuk mengeksplorasi lebih jauh efek TCDF pada mikrobioma usus, para ilmuwan memberikan transplantasi mikrobioma usus pada tikus yang tidak memiliki mikrobioma dari tikus dengan mikrobioma yang terganggu akibat TCDF dan mengukur hasil kesehatannya. Mereka menemukan bahwa tikus yang ditransplantasikan mengalami kelainan metabolisme, menunjukkan bahwa perubahan mikrobioma adalah penyebab penyakit metabolisme.

“Temuan ini menunjukkan bahwa paparan TCDF di awal kehidupan mungkin mendasari gangguan fungsi mikrobioma usus dan dampak kesehatan di kemudian hari, bahkan setelah TCDF dikeluarkan dari tubuh,” kata Tian.

Ia menjelaskan, gangguan mikrobioma usus ditandai dengan menurunnya beberapa bakteri Menggolongkantermasuk Akkermansia mucinivellabakteri yang juga banyak ditemukan di mikrobioma usus manusia.

“Ini penting karena Akkermansia “Vitamin D diketahui penting untuk kesehatan usus secara keseluruhan, namun kini kita tahu bahwa vitamin D dapat terkena dampak negatif oleh TCDF,” kata Tian.

Untuk memeriksa pentingnya Akkermansia mucinivella Untuk mempengaruhi hasil kesehatan, tim bereksperimen dengan memberikan bakteri sebagai probiotik pada tikus yang diobati dengan TCDF. Probiotik mengembalikan mikrobioma ke keadaan normal.

“Hasil kami menunjukkan bahwa bakteri ini dipengaruhi oleh paparan racun dan memainkan peran penting dalam memediasi hasil kesehatan,” kata Patterson. “Ada kemungkinan bahwa dengan penelitian lebih lanjut suatu hari nanti kita dapat mengembalikan mikrobioma seseorang ke kondisi optimal melalui suplemen yang mengandung prebiotik dan probiotik.”

Referensi: “Pengaruh paparan awal reseptor aril hidrokarbon TCDF pada mikrobiota usus dan homeostasis metabolik inang pada tikus C57BL/6J” oleh Yuan Tian, ​​​​Bipin Rimal, dan Jordan E. Bisanz, Wei Gui, dan Trenton M. Wolfe, Imui Ko, dan Ian A. Murray, dan Shanice K. Nettleford, Shigetoshi Yokoyama, Fangcong Dong, Sergey Koshkin, dan K. Sandeep Prabhu, dan Peter J. Turnbaugh, dan Seth T. Berjalan, dan Gary H. Perdue, dan Andrew D. Patterson, 14 Agustus 2024. Prospek kesehatan lingkungan.
DOI: 10.1289/EHP13356

Penulis studi Penn State lainnya termasuk Jordan Bisanz, asisten profesor biokimia dan biologi molekuler; Imhui Ko, asisten profesor peneliti; Ian Murray, asisten profesor peneliti; Shigetoshi Yokoyama, asisten profesor peneliti; Sergey Koshkin, asisten profesor peneliti; Bipin Rimal, mahasiswa pascasarjana; Wei Gui, pakar teknologi pencarian; Shanice Nettleford, mahasiswa pascasarjana; Fangcong Dong, rekan pascadoktoral; Sandeep Prabhu, Kepala Departemen Ilmu Kedokteran Hewan dan Biomedis; dan Gary Perdue, ketua Departemen Ilmu Pertanian di H. Thomas dan Dorothy Willits Hallowell College. Penulis lain termasuk Trenton Wolfe, seorang mahasiswa pascasarjana di Montana State University; Peter Turnbaugh, Profesor Mikrobiologi dan Imunologi, Universitas California, San Francisco; dan Seth Walk, Profesor Mikrobiologi dan Imunologi, Montana State University.

Amerika Serikat Institut Kesehatan NasionalPenelitian ini didukung oleh Institut Pangan dan Pertanian Nasional AS dan Departemen Kesehatan Pennsylvania.