Mulți din comunitățile de fiziologie medicală și de exerciții fizice rămân însoțite de o dietă slabă și de lipsa de exercițiu ca singure cauze ale obezității. Cu toate acestea, cercetătorii adună dovezi convingătoare despre „obezogeni” chimici - compuși dietetici, farmaceutici și industriali care pot modifica procesele metabolice și predispun unii oameni să câștige în greutate.8, 9
Obezitatea crește constant în întreaga lume. Dovezile convingătoare sugerează că dieta și nivelul de activitate nu sunt singurii factori ai acestei tendințe - „obezogenii” chimici pot modifica metabolismul uman și predispun unii oameni să se îngrașe. Expunerile fetale și la începutul vieții la anumiți obezogeni pot modifica metabolismul unor persoane și structura celulelor adipoase pe viață. Alte efecte obezogene sunt legate de expunerile la vârsta adultă.
Joseph Tart/EHP; femeie: gokhanilgaz/iStockphoto; celule adipoase: David M. Phillips/Photo Researchers, Inc; ciclu de dezvoltare fetală: Dragana Gerasimoski/Shutterstock.com; cartofi prajiti: Richard Peterson/Shutterstock.com
Ideea că substanțele chimice din mediu ar putea contribui la epidemia de obezitate este adesea creditată într-un articol de Paula Baillie-Hamilton, publicat în Journal of Alternative and Complementary Medicine în 2002.10 Articolul său a prezentat dovezi din studiile toxicologice anterioare publicate încă din anii 1970 în care expunerile chimice la doze mici au fost asociate cu creșterea în greutate la animalele experimentale. La acea vreme, însă, cercetătorii originali nu s-au concentrat asupra implicațiilor creșterii în greutate observate.
Rolul substanțelor chimice de mediu în obezitate a câștigat o atenție sporită în sferele academice și politice și a fost recent recunoscut de Grupul operativ prezidențial privind obezitatea în copilărie11 și de Planul strategic pentru cercetarea obezității Institutului Național de Sănătate (NIH). ani, și în special în ultimii cinci ani, au existat o mulțime de date noi ”, spune Kristina Thayer, directorul Biroului de evaluare și traducere a sănătății la Programul Național de Toxicologie (NTP). „Există multe studii atât la oameni, cât și la animale. NTP a găsit o verosimilitate biologică reală. ” În 2011, NIH a lansat un efort de 3 ani pentru a finanța cercetarea care explorează rolul expunerilor chimice de mediu în obezitate, diabetul zaharat de tip 2 și sindromul metabolic.
Pentru adulți, obezitatea este definită ca având un IMC de 30 sau mai mult, în timp ce supraponderalitatea este definită ca având un IMC de 25 sau mai mult.49 Definirea obezității este puțin mai complicată pentru copii; depinde de vârsta și sexul copilului. Copiii sunt considerați obezi dacă sunt la sau peste percentila 95 a graficelor de creștere specifice sexului și supraponderali dacă sunt între percentila 85 și 95.50
IMC este definit ca greutatea corporală a unei persoane împărțită la pătratul înălțimii sale. Deși nu este o măsură a grăsimii corporale reale, poate fi calculată utilizând etriere pentru a măsura trei pliuri ale pielii, apoi conectând aceste măsurători la ecuații specifice sexului. IMC este larg acceptat ca un proxy precis pentru procentul de grăsime corporală în populația generală adultă și este măsurarea de alegere în literatura științifică privind obezitatea.
Conceptul de obezogeni s-a răspândit și în conștientizarea publicului, cu documentare precum „Programat să fie gras?” care a fost difuzat pe rețeaua Canadian Broadcasting Corporation (CBC) în ianuarie 2012 și o sesiune despre obezogeni la conferința anuală a Societății Jurnaliștilor de Mediu din octombrie 2011.
Moduri multiple de acțiune
Rolul principal al celulelor adipoase este de a stoca energie și de a o elibera atunci când este nevoie. Oamenii de știință știu acum că țesutul adipos acționează ca un organ endocrin, eliberând hormoni legați de apetit și metabolism. Cercetările efectuate până în prezent sugerează că diferiți compuși obezogeni pot avea mecanisme de acțiune diferite, unii afectând numărul de celule adipoase, alții dimensiunea celulelor adipoase și alții hormonii care afectează apetitul, sațietatea, preferințele alimentare și metabolismul energetic. efectele se pot transmite generațiilor ulterioare prin modificări epigenetice, modificări ereditare ale ADN-ului și proteinelor histonice care afectează momentul și modul în care genele sunt exprimate în celule, fără a modifica codul genetic actual.15, 16, 17
Bruce Blumberg, profesor de biologie la Universitatea din California, Irvine, a inventat termenul „obezogen” în 2006, când a descoperit că compușii pe bază de staniu cunoscuți sub numele de organotine predispun șoarecii de laborator pentru a câștiga în greutate18. șoareci însărcinați, descendenții lor sunt mai grei decât cei care nu au fost expuși ”, spune el. „Am modificat fiziologia acestor descendenți, așa că, chiar dacă mănâncă alimente normale, se îngrașă puțin”.
Datele despre expunerea umană și efectele asupra sănătății sunt relativ rare pentru organotine, dar studiile au documentat prezența acestor compuși în probe de sânge uman, 19 lapte, 20 și ficat21. Deși eliminat treptat ca agent biocid și antifouling marin, TBT este încă utilizat ca conservant pentru lemn și, împreună cu dibutiltinul, ca stabilizator în clorură de polivinil; poluează multe căi navigabile și contaminează fructele de mare.22
Bloomberg studia perturbatorii endocrini la începutul anilor 2000 când a auzit la o întâlnire din Japonia că TBT provoacă inversarea sexuală la mai multe specii de pești. „Am decis să testez dacă TBT activează receptorii nucleari cunoscuți, așteptându-mă să activeze un receptor de steroizi sexuali”, spune Bloomberg. În schimb, a activat proliferatorul peroxizomului - receptor activat gamma (PPARγ), regulatorul principal al adipogenezei, procesul de creare a adipocitelor sau celulelor grase.23 PPARγ este conservat în mod evolutiv între șoareci și oameni și poate fi deosebit de sensibil la impostorii chimici ” Deoarece are un buzunar mare pentru legarea ligandului, care poate găzdui multe structuri chimice. Atunci când o moleculă capabilă să activeze receptorul intră în buzunar, pornește programul adipogen.
„Dacă activați PPARγ într-un preadipocit, acesta devine o celulă grasă. Dacă este deja o celulă grasă, pune mai multe grăsimi în celulă ”, spune Blumberg. "TBT schimbă metabolismul animalelor expuse, predispunându-le la producerea de celule adipoase din ce în ce mai mari." PPARγ determină selectiv diferențierea celulelor stromale multipotente în os sau grăsime, iar Blumberg a constatat că expunerea la TBT a determinat aceste celule stem să demonstreze un angajament crescut de a deveni adipocite în detrimentul descendenței osoase. "Lucrul insidios este că animalele noastre sunt expuse in utero la TBT, apoi niciodată, totuși TBT a provocat un efect permanent."
O listă în creștere cu potențiali obezogeni
Obezitatea este puternic legată de expunerea la factori de risc în timpul dezvoltării fetale și infantile.15 „Există între cincisprezece și douăzeci de substanțe chimice care s-au dovedit a provoca creșterea în greutate, în special din cauza expunerii la dezvoltare”, spune Jerry Heindel, care conduce programul de cercetare extramurală în obezitate la Institutul Național de Științe ale Sănătății Mediului (NIEHS). Cu toate acestea, s-a presupus că unii obezogeni afectează adulții, cu studii epidemiologice care leagă nivelurile de substanțe chimice din sângele uman cu obezitatea24 și studii care arată că anumite produse farmaceutice activează receptorii PPARγ.15, 25
Pesticidele chimice din alimente și apă, în special atrazina și DDE (diclorodifenildicloretilenă - un produs de descompunere a DDT), au fost corelate cu creșterea IMC la copii și rezistența la insulină la rozătoare.26, 27 Anumite produse farmaceutice, cum ar fi medicamentul pentru diabet Avandia® (rosiglitazonă), au fost legate de creșterea în greutate la oameni și animale, 9, 17, la fel ca o mână de obezogeni dietetici, inclusiv fitoestrogenul din soia genistein28 și glutamatul monosodic15.
Majoritatea obezogenilor cunoscuți sau suspectați sunt perturbatori endocrini. Multe sunt răspândite, 29, iar expunerile sunt suspectate sau confirmate a fi destul de frecvente. Într-un studiu din 2010, Kurunthachalam Kannan, profesor de științe ale mediului la Universitatea din Albany, Universitatea de Stat din New York, a documentat organotinele într-o geantă de mână, tapet, jaluzele din vinil, țiglă și praf de aspirator colectat din 24 de case., plastifianți care au fost, de asemenea, legați de obezitate la om, 31 apar în multe articole din PVC, precum și în articole parfumate, precum odorizante de aer, produse de rufe și produse de îngrijire personală.
Una dintre cele mai vechi legături dintre dezvoltarea fetală umană și obezitate a apărut din studiile privind expunerea la fumul de țigară în utero.32, 33 Deși expunerea la fumatul pasiv a scăzut cu mai mult de jumătate în ultimii 20 de ani, se estimează că 40% dintre americanii care nu fumează încă au subproduse ale nicotinei în sânge, ceea ce sugerează că expunerea rămâne larg răspândită.34 Bebelușii născuți de mame fumătoare sunt adesea subponderali, dar aceiași sugari tind să o compenseze prin creșterea în greutate în copilărie și copilărie. născut relativ mic pentru vârsta sa gestațională, încearcă să „joace recuperarea” pe măsură ce se dezvoltă și crește ”, explică Retha Newbold, un biolog al dezvoltării pensionat acum de la NTP.
Acest model de creștere a recuperării este adesea observat odată cu expunerea la dezvoltare a substanțelor chimice despre care acum se crede că sunt obezogeni, inclusiv dietilstilbestrolul (DES), pe care Newbold l-a petrecut în ultimii 30 de ani studiind, folosind șoareci ca model experimental. Medicii au prescris DES, un estrogen sintetic, la milioane de femei însărcinate de la sfârșitul anilor 1930 până în anii 1970, pentru a preveni avortul spontan. Medicamentul a provocat efecte adverse la copiii acestor femei, care au avut adesea anomalii ale tractului reproductiv; „Fiicele DES” au avut, de asemenea, un risc mai mare de probleme de reproducere, cancer vaginal în adolescență și cancer de sân la vârsta adultă.36 Newbold a descoperit că dozele mici de DES administrate la șoareci pre- sau neonatal au fost, de asemenea, asociate cu creșterea în greutate, gene legate de obezitate, 38, 39 și niveluri hormonale modificate. 38, 39
„Ceea ce vedem este că nu există nicio diferență în numărul de celule adipoase, dar celula în sine este mai mare după expunerea la DES”, spune Newbold. „A existat, de asemenea, o diferență în modul în care au fost distribuite [celulele adipoase] - unde s-au dus, cum s-au aliniat și orientarea lor între ele. Mecanismul de distribuție a grăsimii și de producere a celulelor adipoase este creat în timpul vieții fetale și neonatale. ”
Expuneri cu profil înalt
Studiile la animale au implicat, de asemenea, un alt suspect de obezogen: bisfenolul A (BPA), care se găsește în dispozitivele medicale, în căptușeala unor conserve și în chitanțele casei de marcat.40 „BPA reduce numărul de celule grase, dar le programează pentru a le încorpora mai multe grăsimi, deci există mai puține celule adipoase, dar foarte mari ”, explică profesorul de biologie al Universității din Missouri, Frederick vom Saal, care a studiat BPA în ultimii 15 ani. "La animale, expunerea la BPA produce la animale genul de rezultate pe care le vedem la oamenii născuți la lumină la naștere: o creștere a grăsimii abdominale și a intoleranței la glucoză".
Mulți perturbatori endocrini prezintă o curbă doză-răspuns în formă de U inversată, unde răspunsul cel mai toxic apare la doze intermediare.41 Cu toate acestea, într-un studiu recent nepublicat, vom Saal a constatat că BPA a afectat celulele grase ale rozătoarelor la doze foarte mici, de 1.000 de ori sub doza pe care o presupun agențiile de reglementare nu provoacă niciun efect la om, în timp ce la doze mai mari nu a văzut niciun efect. Receptorii răspund în mod obișnuit la niveluri foarte scăzute de hormoni, deci este logic că pot fi activate de niveluri scăzute ale unui mimic endocrin, în timp ce nivelurile ridicate ale unei substanțe chimice pot determina de fapt închiderea totală a receptorilor, prevenind orice răspuns suplimentar. cunoscută sub numele de „reglare descendentă a receptorilor”. Ca urmare, unii perturbatori endocrini au efecte mai mari la doze mici decât la doze mari; pot funcționa diferite mecanisme.15
Un alt obezogen răspândit este acidul perfluorooctanoic (PFOA), un potențial perturbator endocrin și un cunoscut agonist PPARγ.42 „Aproape toată lumea în S.U.A. are în sânge, copiii având niveluri mai ridicate decât adulții, probabil din cauza obiceiurilor lor. Se târăsc pe covoare, pe mobilă și își pun lucrurile în gură mai des ”, explică biologul NIEHS Suzanne Fenton. PFOA este un agent tensioactiv folosit pentru a reduce frecarea și este, de asemenea, utilizat în vase antiaderente, îmbrăcăminte impermeabilă Gore-Tex ™, antipate Scotchgard ™ pe covoare, saltele și produse alimentare cu microunde. În 2005, DuPont a soluționat un proces de acțiune colectivă pentru 107,6 milioane de dolari, după ce fabrica sa din afara Parkersburg, Virginia de Vest, a contaminat aprovizionarea cu apă potabilă din apropiere cu PFOA. rezultatul sănătății, hipertensiune arterială indusă de sarcină44 (pentru mai multe informații, consultați „Hipertensiunea arterială indusă de sarcină„ probabil legată ”de contaminarea cu PFOA”, p. A59 această ediție45).
Fenton a studiat modul în care nivelurile de PFOA similare cu cele din apa potabilă afectată au afectat nivelul hormonilor și greutatea descendenților de rozătoare expuși în utero.46 „Am administrat șoareci însărcinați PFOA numai în timpul sarcinii. Are o perioadă de înjumătățire lungă, așa că rămâne în timpul alăptării și este livrată în lapte copiilor ”, spune Fenton. „Odată ce descendenții au ajuns la maturitate, aceștia au devenit obezi, atingând nivele de greutate semnificativ mai mari decât martorii”.
Descendenții expuși au avut, de asemenea, niveluri ridicate de leptină, un hormon secretat de țesutul adipos care afectează apetitul și metabolismul. Leptina suprimă în mod normal apetitul, dar persoanele obeze și animalele au niveluri ridicate de leptină, conducând cercetătorii să suspecteze că creierul poate deveni rezistent la efectele sale.47 Fenton nu a observat creșterea în greutate atunci când șoarecii au fost expuși la PFOA ca adulți, deși echipa sa a găsit anomalii în uter și glanda mamară la adulții expuși.
Ochi asupra prevenirii
Dacă expunerea în timpul sarcinii predispune la creșterea în greutate a oamenilor, dieta și exercițiile fizice pot face în final vreo diferență? Bloomberg nu consideră situația fără speranță. „Nu aș vrea să spun că expunerea la obezogen îndepărtează liberul arbitru sau te obligă să fii grasă”, spune el. „Cu toate acestea, vă va schimba punctele metabolice stabilite pentru a vă îngrasa. Dacă aveți mai multe celule adipoase și înclinația de a face mai multe celule adipoase și dacă consumați dieta tipică bogată în carbohidrați și bogată în grăsimi pe care o mâncăm [în Statele Unite], probabil că veți îngrășa. ”
Bloomberg postulează că efectele expunerii la începutul vieții sunt ireversibile, iar acei oameni vor duce o bătălie de-a lungul vieții. Cu toate acestea, dacă astfel de persoane își reduc expunerea la obezogeni, vor reduce și efectele asupra sănătății care pot apărea din cauza expunerilor în curs de desfășurare la vârsta adultă. Bloomberg consideră că este bine să reduceți expunerea la toate tipurile de substanțe chimice care afectează endocrinele. „Mănâncă apă organică, filtrează, reduce la minimum plasticul în viața ta”, spune el. "Dacă nu există niciun beneficiu și un anumit grad de risc, de ce să vă expuneți pe dumneavoastră și familia dvs.?"
Heindel speră că noul efort al NIH de acordare a subvențiilor va produce descoperiri importante. „Este un domeniu foarte nou și oamenii sunt întotdeauna sceptici cu privire la domeniile noi”, spune el. „Depinde de noi să obținem mai multe date care să arate că substanțele chimice interferează de fapt cu sistemul endocrin care controlează creșterea în greutate și metabolismul. Și există încă întrebarea cât de important este acest lucru pentru oameni. Nu vom ști niciodată până nu vom obține mai multe date. ”
Micrografie electronică de transmisie a celulelor adipoase umane. Cercetările făcute până în prezent sugerează că diferiți obezogeni pot avea mecanisme de acțiune diferite, afectând fie numărul sau dimensiunea celulelor adipoase, fie hormonii care afectează apetitul, sațietatea, preferințele alimentare și metabolismul.
Într-un studiu realizat de biologul NIEHS Suzanne Fenton, șoarecii expuși prenatal la PFOA au fost mai predispuși decât martorii să devină obezi atunci când au ajuns la maturitate.
Christopher G. Reuther/EHP
"Ce s-ar întâmpla dacă acest lucru ar fi adevărat și substanțele chimice au un efect semnificativ asupra obezității?" zice Heindel. "Dacă am putea arăta că substanțele chimice de mediu joacă un rol major, atunci am putea lucra la reducerea expunerii în timpul ferestrelor sensibile și acest lucru ar putea avea un efect uriaș [asupra prevalenței obezității]." Ar schimba accentul de la tratarea adulților deja obezi la prevenirea obezității înainte de a începe - o schimbare fundamentală în gândirea la obezitate.
NIEHS elaborează priorități pentru cercetarea potențialilor obezogeni. Thayer a fost forța principală din spatele atelierului „Rolul substanțelor chimice de mediu în dezvoltarea diabetului și a obezității” 48, desfășurat în ianuarie 2011 și sponsorizat de NTP, Agenția pentru Protecția Mediului și Centrul Național de Cercetări Toxicologice pentru Administrația Alimentelor și Medicamentelor. . „Ideea a fost ca experții să privească în literatura de specialitate și să vadă care ar putea fi cele mai convingătoare semnale și ce domenii se dezvoltă, dar care justificau mai multe cercetări”, explică Thayer. Aceste descoperiri vor ajuta la identificarea priorităților pentru cercetările viitoare, iar o serie de lucrări din atelier sunt trimise spre publicare.
„Am fost surprinși de numărul de substanțe chimice care par să interacționeze cu căile de semnalizare implicate în reglarea greutății”, spune Thayer. Ea adaugă că dovezile sugerează, de asemenea, că aceiași compuși sunt legați de diabet și sindromul metabolic, „o direcție de cercetare substudiată, dar naturală, care reunește problemele legate de obezitate și diabet”.
- Sarea și legătura cu supraponderalitatea și obezitatea la copii - Educație pentru viață
- Legătură de obezitate pentru frați - NHS
- Obezitatea și mediul construit Modificări în indicii de mediu cauzează dezechilibre energetice
- Legătura obezității cu COVID-19 severă, în special la pacienții cu vârsta sub 60 de endocrinologie
- Nouă legătură între obezitate și temperatura corpului