Badanie na myszach, przeprowadzone przez naukowców z University of California w Riverside (USA) wykazało, że mikroplastik wpływa inaczej na potomstwo płci męskiej i żeńskiej.

Mikroplastik to maleńkie cząsteczki plastiku (mniej niż 5 milimetrów) powstające w wyniku rozkładu produktów konsumenckich i odpadów przemysłowych.

Chociaż obecność mikroplastiku, także w ludzkim układzie rozrodczym, wykryto już wcześniej, teraz po raz pierwszy udowodniono, że narażenie ojca na mikroplastik może wywołać dysfunkcje metaboliczne u potomstwa. Badania przeprowadzone na modelach mysich ujawniają nieznany dotąd mechanizm, poprzez który zanieczyszczenia środowiska wpływają na zdrowie przyszłych pokoleń.

Zaburzenia metaboliczne to w tym przypadku miedzy innymi podwyższone ciśnienie tętnicze, wysoki poziom cukru we krwi i nadmiar tkanki tłuszczowej – które zwiększają ryzyko chorób serca i cukrzycy.

Aby wywołać zaburzenia metaboliczne u potomstwa, naukowcy karmili je dietą wysokotłuszczową. Takie podejście pomaga ujawnić skutki narażenia ojca, które w normalnych warunkach żywieniowych mogłyby pozostać łagodne lub ukryte.

Dieta wysokotłuszczowa naśladuje powszechne, niezdrowe wzorce żywieniowe, takie jak dieta zachodnia i nasila ryzyko metaboliczne. Ponieważ sami ojcowie byli karmieni standardową dietą, otyłość obserwowana u potomstwa jest wywołana dietą.

Zespół badawczy odkrył, że samice myszy, będące potomkami samców narażonych na działanie mikroplastiku, były istotnie bardziej podatne na zaburzenia metaboliczne niż potomstwo ojców nienarażonych, pomimo że w obu przypadkach potomstwo było karmione tą samą dietą wysokotłuszczową.

„Dokładne przyczyny tego efektu zależnego od płci są nadal niejasne” – powiedział Changcheng Zhou, profesor nauk biomedycznych w Szkole Medycznej UCR i główny autor badania, cytowany w informacji prasowej. - „W naszym badaniu u samic rozwinęły się fenotypy cukrzycowe. Zaobserwowaliśmy wzrost ekspresji genów prozapalnych i procukrzycowych w ich wątrobie – genów wcześniej powiązanych z cukrzycą. Zmian tych nie zaobserwowano u samców”.

Zespół badawczy odkrył, że chociaż u samców nie rozwinęła się cukrzyca - wykazano u nich niewielki, ale znaczący spadek masy tłuszczowej. U samic wykazano zmniejszenie masy mięśniowej wraz ze wzrostem zachorowań na cukrzycę.

Aby zrozumieć, w jaki sposób cecha ta była przekazywana, naukowcy wykorzystali specjalistyczną technologię sekwencjonowania o nazwie PANDORA-seq, opracowaną na UCR. Odkryli, że ekspozycja na mikroplastik zmienia „ładunek” plemników, oddziałując na małe cząsteczki regulujące sposób włączania i wyłączania genów.

W szczególności ekspozycja na mikroplastik znacząco zmieniła profil małego RNA plemników, w tym małe RNA pochodzące z tRNA (tsRNA) i małe RNA pochodzące z rRNA (rsRNA) – rodzaje małych niekodujących RNA. W przeciwieństwie do DNA, które stanowi „plan” życia, te cząsteczki RNA mogą kontrolować, w jakim stopniu dany gen ulega ekspresji w trakcie rozwoju.

„Zgodnie z naszą wiedzą, nasze badanie jest pierwszym, które wykazało, że ekspozycja ojca na mikroplastik może wpływać na profile małego niekodującego RNA plemników i wywoływać zaburzenia metaboliczne u potomstwa” – powiedział Zhou.

Zhou podkreślił, że badanie sugeruje, że wpływ zanieczyszczenia plastikiem nie ogranicza się do osoby narażonej; może ono pozostawić ślad biologiczny, który predysponuje dzieci do chorób przewlekłych.

„Nasze odkrycie otwiera nowe horyzonty w dziedzinie zdrowia środowiskowego, przesuwając uwagę na to, jak środowisko obojga rodziców wpływa na zdrowie ich dzieci” – powiedział. „Odkrycia z badania na myszach prawdopodobnie mają implikacje dla ludzi. Mężczyźni planujący posiadanie dzieci powinni rozważyć ograniczenie narażenia na szkodliwe substancje, takie jak mikroplastik, aby chronić zdrowie zarówno swoje, jak i swoich przyszłych dzieci”.

Zespół badawczy ma nadzieję, że odkrycia te pokierują przyszłymi badaniami nad wpływem mikroplastiku, a nawet mniejszych nanoplastików, na rozwój człowieka.

„Nasze przyszłe badania prawdopodobnie sprawdzą, czy narażenie matek na te substancje stwarza podobne ryzyko i jak można złagodzić te zmiany metaboliczne” – powiedział Zhou.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ zan/