Cheminės medžiagos šiandien yra visur. Jie patenka į mūsų organizmą per maistą, orą ar odą. Tačiau kaip šie sudėtingi cheminių medžiagų mišiniai veikia mūsų sveikatą? Naujame tyrime Helmholtz aplinkos tyrimų centro (UFZ) mokslininkų grupė parodė, kad cheminės medžiagos, esančios sudėtinguose mišiniuose ir koncentracijos santykiu, kaip ir žmonėms, veikia kartu.
Net jei kiekvienos atskirų medžiagų koncentracijos buvo mažesnės už poveikio ribą, mišinyje esančios cheminės medžiagos rodė kumuliacinį neurotoksinį poveikį. Tyrimams jie naudojo nėščių moterų kraujo mėginius iš LiNA motinos ir vaiko tyrimo (gyvenimo būdo ir aplinkos veiksniai bei jų įtaka naujagimių alergijos rizikai), kuris UFZ vykdomas nuo 2006 m.
Tyrimas publikuojamas žurnale Mokslas.
„Kasdieniame gyvenime mes susiduriame su daugybe cheminių medžiagų, kurios pasiskirsto ir kaupiasi mūsų kūne. Tai labai sudėtingi mišiniai, kurie gali turėti įtakos kūno funkcijoms ir mūsų sveikatai,” sako prof. Beate Escher, UFZ Ląstelių toksikologijos katedros vadovė ir Tiubingeno universiteto profesorė.
„Iš aplinkos ir vandens tyrimų žinoma, kad cheminių medžiagų poveikis sustiprėja, kai sudėtinguose mišiniuose jų būna nedidelėmis koncentracijomis. Ar taip yra ir žmogaus organizme, dar nebuvo pakankamai ištirta – būtent čia ir atsiranda mūsų tyrimas.”
Išsamus mokslinis darbas buvo pagrįstas daugiau nei 600 nėščių moterų kraujo mėginių iš Leipcigo motinos ir vaiko kohortos LiNA, kurią nuo 2006 m. koordinuoja UFZ. Mokslininkai pirmiausia išanalizavo šiuose mėginiuose esančius atskirus cheminių medžiagų mišinius.
„Norėjome išsiaiškinti, kokių cheminių medžiagų yra kraujo plazmoje ir kokios koncentracijos. Naudojome dviejų etapų ekstrahavimo procesą, kad atskirtume kuo įvairesnius cheminius mišinius,” sako Georgas Braunas, Beate Escher darbo grupės doktorantas ir pirmasis tyrimo autorius.
„Naudodami masės spektrometrijos analizę ieškojome 1000 skirtingų cheminių medžiagų, kurios, kaip žinojome, gali atsirasti aplinkoje, gali būti žmonių prarytos ir gali būti svarbios dėl neigiamo poveikio žmonių sveikatai. Iš jų keliuose plazmos mėginiuose galėjome kiekybiškai įvertinti apie 300 cheminių medžiagų.”
Tai suteikė tyrėjams informacijos apie cheminių mišinių, esančių 600 atskirų plazmos mėginių, sudėtį ir koncentracijos santykius.
Tyrėjai naudojo prognozavimo modelį cheminių mišinių neurotoksiniam poveikiui apskaičiuoti. Norėdami eksperimentiškai išbandyti mišinio poveikio prognozes, jie naudojo nusistovėjusį ląstelių biologinį tyrimą, pagrįstą žmogaus ląstelėmis, kurie rodo neurotoksinį poveikį.
„Mes išanalizavome atskiras chemines medžiagas ir apie 80 skirtingų pačių pagamintų cheminių mišinių realiais koncentracijos santykiais. Taip pat buvo tiriami plazmos mėginių ekstraktai,” sako Braunas. Rezultatai buvo aiškūs.
„Laboratoriniai eksperimentai patvirtino modelio prognozes: cheminių medžiagų poveikis susiformuoja sudėtinguose mišiniuose,” sako aplinkos toksikologas Escheris. „Net jei atskiros neurotoksinių cheminių medžiagų koncentracijos yra tokios mažos, kad kiekviena jų yra mažesnė už poveikio slenkstį, sudėtinguose mišiniuose su daugeliu kitų cheminių medžiagų vis tiek veikia nervines ląsteles.”
Bet ką tiksliai reiškia šie rezultatai?
„Savo tyrimu pirmą kartą pavyko įrodyti, kad tai, kas žinoma apie cheminių mišinių poveikį aplinkai, tinka ir žmonėms,” sako Escher. „Todėl būtina persvarstyti rizikos vertinimą. Vien tik indikatorinių medžiagų toli gražu nepakanka. Ateityje turime išmokti mąstyti mišiniais.”
UFZ aplinkos imunologė ir LiNA tyrimo vadovė dr. Gunda Herberth priduria, „Vis labiau aiškėja, kad daugelis ligų, tokių kaip alergijos, imuninės sistemos sutrikimai, nutukimas ar nervų sistemos vystymasis, yra susijusios su cheminių medžiagų poveikiu gimdoje arba ankstyvoje vaikystėje.”
Šiame tyrime pateiktas tyrimo metodas – cheminių mišinių ištraukimas iš žmogaus mėginių ir jų apibūdinimas naudojant cheminę analizę kartu su ląstelių biotestų sistemomis – atveria naujas galimybes tirti sudėtingų cheminių mišinių poveikį žmonių sveikatai.
Būsimuose tyrimų projektuose mokslininkai nori patobulinti savo bandymo metodą ir ištirti cheminių mišinių poveikį kitiems sveikatai svarbiems rodikliams, pavyzdžiui, imunotoksiškumui. Be to, jie norėtų atskleisti galimus ryšius tarp cheminių medžiagų poveikio ir vaikų vystymosi sutrikimų.
Būdami Vokietijos vaikų ir paauglių sveikatos centro, visoje Vokietijoje veikiančio universitetinių ligoninių, universitetų ir neuniversitetinių mokslinių tyrimų institucijų tinklo, nariai, UFZ mokslininkai ateityje dirbs su daugybe medicinos ir epidemiologijos sričių ekspertų. šiuos poveikiu pagrįsto žmogaus biomonitoringo metodus taikyti praktikoje.