Hari ini, hampir 40 persen orang dewasa AS dan 21 persen remaja mengalami obesitas. Kecenderungan ini sedang meningkat dan populasi dunia menjadi lebih gemuk - yang meningkatkan risiko kondisi lain seperti diabetes tipe 2 dan penyakit kardiovaskular yang prevalensinya meningkat dua kali lipat secara global pada tahun-tahun terakhir 30. Tetapi Anda mungkin terkejut mengetahui bahwa itu bukan hanya makanan yang membuat kita gemuk.
Percobaan menggunakan model hewan telah menunjukkan bahwa paparan bahan kimia yang digunakan dalam industri dan ditemukan dalam plastik, pengawet, pestisida dan penghambat nyala api, hanya untuk beberapa nama, mungkin menjadi penyumbang penting bagi peningkatan jumlah gangguan metabolisme - termasuk obesitas.
Salah satu tujuan penelitian di lab saya adalah untuk mengidentifikasi bahan kimia lingkungan yang dapat berkontribusi terhadap peningkatan tingkat penyakit metabolik dan menguraikan mekanisme di mana mereka bertindak. Pekerjaan ini dimulai dengan penemuan tak terduga bahwa zat kimia (tributyltin, atau TBT) yang kami pelajari karena alasan lain dapat mengaktifkan reseptor hormon yang terkait dengan pengembangan lemak. Kami melanjutkan untuk menunjukkan bahwa TBT dapat membuat tikus terpapar selama pengurang hidup prenatal dan bahwa sifat ini dapat ditularkan ke generasi mendatang.
Studi terbaru kami mengungkapkan bahwa dibutyltin, bahan kimia yang digunakan dalam pembuatan jenis plastik yang disebut polyvinyl chloride, atau PVC, mengubah metabolisme glukosa dan meningkatkan penyimpanan lemak pada tikus.
Obesitas dan Type 2 diabetes
Pada individu yang sehat, pankreas mengeluarkan hormon yang disebut insulin ke dalam aliran darah setelah makan ketika kadar gula darah meningkat. Insulin menstimulasi jaringan, seperti otot, sel-sel lemak dan otak untuk menyerap glukosa dari darah dan menyimpannya sebagai lemak. Jika pankreas mengeluarkan insulin tetapi jaringan tidak dapat mendeteksi, kadar glukosa tetap tidak berubah yang mengarah ke "resistensi insulin."
Sebagai seorang individu menjadi kelebihan berat badan, ada peningkatan asam lemak bebas dalam aliran darah yang dapat berkontribusi untuk mengurangi sensitivitas insulin dalam jaringan, yang mengarah ke peningkatan kadar glukosa dalam darah. Pada tahap awal, ketika kadar gula lebih tinggi dari biasanya, tetapi tidak terlalu tinggi, individu dianggap prediabetic. Pada tahap itu, prediabetik dapat mengubah gaya hidup - menurunkan berat badan dan berolahraga lebih banyak - untuk menurunkan kadar glukosa dan mengurangi risiko terkena diabetes.
Namun, ada bukti pada hewan pengerat menunjukkan bahwa paparan bahan kimia lingkungan tertentu menghambat mobilisasi lemak selama periode berpuasa dan ketika hewan terkena diet rendah lemak, menunjukkan bahwa menurunkan berat badan mungkin lebih sulit daripada membatasi kalori.
Bahan kimia dalam plastik yang terkait dengan obesitas
Penjelasan paling umum untuk obesitas adalah makan berlebihan makanan yang kaya kalori dan gaya hidup yang tidak banyak bergerak. Namun, dalam 10 tahun terakhir, subset bahan kimia endokrin-mengganggu (EDCs) yang disebut obesogens telah terbukti menyebabkan obesitas pada hewan dan dikaitkan dengan lebih banyak massa lemak pada manusia. EDC adalah bahan kimia dari luar tubuh yang mengganggu aksi hormon alami yang ada dalam organisme hidup. Hormon disekresikan oleh kelenjar endokrin, seperti pankreas dan tiroid, yang mengatur fungsi biologis penting dalam tubuh termasuk reproduksi dan metabolisme glukosa. Oleh karena itu, mengubah tingkat hormon atau tindakan dapat berkontribusi pada penyakit.
Obesogen bertindak dengan menstimulasi penyimpanan lemak yang tidak tepat dalam organisme dengan mengubah biologi jaringan lemak, keseimbangan energi dan / atau pengaturan kebutuhan metabolik.
Dibutyltin (DBT) garam digunakan dalam pembuatan plastik PVC (vinil) yang banyak digunakan dalam banyak aplikasi termasuk bahan konstruksi (misalnya, bingkai jendela dan lantai vinyl), dan peralatan medis (misalnya, tabung dan kemasan). DBT telah ditemukan di hidangan laut dan debu rumah, menunjukkan bahwa paparan DBT mungkin tersebar luas. Namun, ada sedikit informasi yang tersedia tentang tingkat DBT pada manusia.
Paparan DBT pada tikus
Kami menggunakan sel-sel dalam budaya untuk menunjukkan bahwa DBT mengaktifkan dua protein yang mempromosikan prekursor sel lemak untuk menjadi sel-sel lemak dewasa, yang mengarah ke lebih banyak sel-sel lemak dan peningkatan lemak di masing-masing sel. Oleh karena itu, bahan kimia yang mengaktifkan reseptor ini mempromosikan perkembangan jaringan lemak, menjadikannya obesogen.
Dalam penelitian kami, sel-sel yang terpapar pada konsentrasi DBT yang berada di wilayah apa yang diprediksi oleh manusia untuk menunjukkan peningkatan penyimpanan lemak, seperti yang terlihat di bawah mikroskop, serta peningkatan aktivitas gen yang terlibat dalam pengembangan jaringan lemak.
Selain itu, kami memberi DBT kepada tikus hamil melalui air minum mereka dan memperpanjang paparan melalui laktasi. Anak laki-laki, yang terpapar selama perkembangan di dalam rahim dan melalui ASI ibu, mengumpulkan lebih banyak lemak ketika diet mereka diubah dari diet rendah lemak ke lemak yang sedikit lebih tinggi daripada hewan yang tidak terpapar. Ini menunjukkan bahwa paparan DBT selama pengembangan dan awal kehidupan memengaruhi hewan yang terpapar DBT ini untuk menjadi gemuk. Menariknya, kami tidak menemukan respons ini untuk diet pada wanita.
Pada tikus ini kami mencatat bahwa produksi insulin di pankreas telah diubah.
Menariknya, mereka juga mengalami peningkatan kadar leptin, hormon yang disekresikan oleh jaringan lemak yang terlibat dalam pengaturan nafsu makan dan kadar glukosa darah. Kadar glukosa puasa yang lebih tinggi ditemukan pada kedua jenis kelamin, tetapi hanya laki-laki yang menunjukkan peningkatan kadar leptin dan intoleransi glukosa. Hasil penelitian kami menunjukkan paparan awal DBT obesogen dan peningkatan lemak diet menginduksi prediabetes pada mencit jantan.
Karena sumber paparan manusia terhadap obesogen sangat banyak, pemantauan kadar obesogen, termasuk DBT, dalam jaringan manusia akan membantu memahami dan mencegah peningkatan tingkat gangguan metabolisme seperti obesitas dan T2D pada populasi manusia. Mengurangi penggunaan plastik yang mengandung obesogens tidak hanya akan meningkatkan kesehatan kita tetapi juga akan baik untuk lingkungan, mengingat tumpukan sampah plastik besar di lautan dunia.
Tentang Penulis
Bruce Blumberg, Profesor, Perkembangan & Biologi Sel, University of California, Irvine dan Raquel Chamorro-Garcia, Pakar Asosiasi, University of California, Irvine
Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.
Buku terkait
at Pasar InnerSelf dan Amazon
