Воздействие диоксинов и риск ожирения: влияние химических веществ, нарушающих работу гормональной системы

Ожирение становится одной из важнейших мировых проблем здравоохранения и существенным фактором риска диабета, сердечно-сосудистых заболеваний и рака. Известно, что это слишком сложное заболевание, чтобы объяснять его только генетикой или образом жизни. В этой связи внимание привлекают загрязнители окружающей среды, особенно диоксины и диоксиноподобные полихлорированные бифенилы (DL-PCB), как возможные факторы развития ожирения. Рассмотрим связь между воздействием диоксинов и ожирением на примере важного исследования Zhao-Xing Gao и его коллег.

Что такое диоксины?

Диоксины — токсичные вещества из класса хлорорганических соединений, которые длительно сохраняются в окружающей среде. Обычно они образуются как побочные продукты и не возникают в природе естественным путём. Они появляются при промышленных процессах, особенно при использовании или сжигании хлорсодержащих соединений, например при производстве бумаги, сжигании отходов, плавке металлов и изготовлении некоторых пестицидов.

Свойства диоксинов и устойчивость в окружающей среде

• Растворимость в липидах: Они склонны накапливаться в жировой ткани и могут биоаккумулироваться в живых организмах.
• Высокая токсичность: В частности, TCDD (2,3,7,8-тетрахлородибензодиоксин) известен как один из наиболее токсичных видов диоксинов.
• Период полувыведения: В организме человека он может составлять от 7 до 11 лет, поэтому последствия воздействия могут сохраняться многие годы.

Источники диоксинов

1. Мусоросжигательные установки: Особенно при сжигании медицинских и промышленных отходов.
2. Производство бумаги и целлюлозы: Хлорсодержащие химические вещества, применяемые для отбеливания, могут приводить к образованию диоксинов.
3. Производство пестицидов и гербицидов: Диоксины могут выделяться при производстве некоторых сельскохозяйственных химикатов.
4. Природные явления: Извержения вулканов и лесные пожары также могут приводить к выделению небольших количеств диоксинов.

Новое исследование

Согласно исследованию, опубликованному 16 декабря 2024 года в The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, воздействие диоксинов и DL-PCB повышает риск общего и абдоминального ожирения, то есть отложения жира в области живота.

Наибольший вклад в это повышение вносит соединение 1,2,3,4,6,7,8-гептахлородибензодиоксин (HpCDD).

• Общее ожирение: Выявлено у 34% участников.

• Абдоминальное ожирение: Наблюдалось у 53,9% участников.

Исследование показало, что у людей, подвергавшихся воздействию диоксинов, существенно увеличивались индекс массы тела (ИМТ) и окружность талии.

Методика исследования

Исследование проведено среди 852 взрослых с использованием данных Национального исследования здоровья и питания (NHANES) за 2003-2004 годы. Авторы оценили связь с ожирением следующих девяти химических веществ:

1. 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD

2. 1,2,3,4,6,7,8,9-октахлородибензодиоксин (OCDD)

3. 3,3',4,4',5-пентахлородибензофуран (PnCB)

4. PCB28

5. PCB66

6. PCB74

7. PCB105

8. PCB118

9. PCB156

Для оценки общего и абдоминального ожирения исследователи применяли несколько методов статистического анализа. Также проведён анализ посредничества, чтобы оценить посредническую роль уровня A1c — показателя контроля гликемии.

Подробные результаты

• Многофакторная логистическая регрессия: Обнаружена значимая связь между воздействием высоких концентраций 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD, 1,2,3,4,6,7,8,9-OCDD, 3,3',4,4',5-PnCB, PCB74, PCB105 и PCB118 и риском общего и абдоминального ожирения (P < 0,001).

• Анализ с учётом пола: За исключением PCB28, PCB66, PCB74 и PCB156, все химические вещества повышали риск общего и абдоминального ожирения как у мужчин, так и у женщин.

Связь с показателями ожирения

1. Индекс массы тела (ИМТ): Воздействие 1,2,3,4,6,7,8,9-OCDD, 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD, 3,3',4,4',5-PnCB, PCB74, PCB105 и PCB118 было связано со значительным увеличением ИМТ.

2. Окружность талии: Установлено, что эти вещества также увеличивали отложение жира в области живота и приводили к увеличению окружности талии.

Посредническая роль уровня A1c

Исследование показало, что уровень A1c опосредует связь воздействия диоксинов и DL-PCB с ожирением на 5-7%:

• Общее ожирение: Доля опосредованного эффекта — 6,94%

• Абдоминальное ожирение: Доля опосредованного эффекта — 5,21%

Это указывает на возможное нарушение обмена глюкозы вследствие воздействия загрязнителей окружающей среды.

Что эти результаты означают на практике?

Исследовательская группа отметила, что диоксины могут быть самостоятельными факторами риска ожирения. Авторы заявили: «Необходимо подчёркивать опасность диоксинов в отношении ожирения и проводить дополнительные исследования механизмов этой связи.»

Ограничения и рекомендации для будущих исследований

Поскольку это поперечное исследование, оно не позволяет установить причинно-следственную связь. Другие ограничения:

• Небольшая выборка ограничивает возможность обобщения результатов.

• Замена концентраций химических веществ ниже установленных порогов фиксированным значением могла внести систематическую ошибку.

Рекомендуется проводить будущие исследования в более крупных популяциях с продольным дизайном и подробно изучать биологические механизмы.

Заключение

Диоксины и DL-PCB рассматриваются как факторы окружающей среды, повышающие риск ожирения через нарушение работы эндокринной системы. Исследование показало особенно большой вклад HpCDD в этот риск. Результаты вновь подчёркивают, что эпидемия ожирения связана не только с личным выбором: необходимо учитывать и воздействия окружающей среды. Поэтому для защиты здоровья населения важно усиливать политику и стратегии в отношении загрязняющих веществ.

*

*

Как измеряют уровень диоксинов в организме человека?

Диоксины — химические соединения с токсичным действием, которые после воздействия окружающей среды могут накапливаться в организме и откладываться в жировой ткани. Поэтому их измерение требует тщательного анализа. Ниже описаны методы определения уровня диоксинов и порядок исследования.

1. Анализы крови и сыворотки

• Тип образца: Обычно берут образец крови или сыворотки.
• Преимущество: Подходит для измерения поступивших с пищей диоксинов и хронического воздействия.
• Как проводят:
  • Берут образец крови объёмом 10-20 ml.
  • Образцы плазмы подготавливают специальными методами химической экстракции.
  • После выделения жировой фракции измеряют содержание диоксиновых соединений.

2. Биопсия жировой ткани

• Цель: Поскольку диоксины липофильны, то есть растворимы в жирах, такой анализ точно отражает их накопление в организме.
• Как проводят:
  • Из организма берут небольшое количество жировой ткани, обычно в области живота.
  • Химическим анализом определяют количество диоксинов в жировой ткани.

3. Анализ грудного молока

• Особенности: Образцы грудного молока важны для оценки воздействия на мать и косвенно на ребёнка.
• Почему это важно: Диоксины могут передаваться ребёнку с молоком и накапливаться в молочном жире.
• Как проводят: После получения образца грудного молока анализируют его жировую фракцию.

4. Анализ мочи и кала

• Цель: Часть поступивших веществ может выводиться с калом или мочой. Однако измеряемые уровни обычно низкие.
• Преимущество: Неинвазивный метод, не требующий хирургического вмешательства.
• Недостаток: Образцы мочи и кала могут не полностью отражать содержание веществ в организме.

5. Анализы волос и ногтей

• Как используют: Метаболиты диоксинов могут накапливаться в волосах или ногтях и служить показателем длительного воздействия.
• Область применения: Может применяться для оценки перенесённого человеком воздействия за длительный период.

Лабораторные методы

a. Газовая хроматография — масс-спектрометрия (GC-MS)

• Золотой стандарт: Это наиболее надёжный метод измерения диоксинов.
• Как работает: Полученную из образца жировую фракцию разделяют в приборе и определяют концентрацию диоксинов.
• Преимущество: Позволяет выявлять соединения даже в очень низких концентрациях — ppt, то есть в триллионных долях.

b. Масс-спектрометрия высокого разрешения (HRMS)

• Обеспечивает более высокую точность и разрешающую способность.
• Позволяет обнаруживать вещества даже при очень низком уровне воздействия.

c. ELISA — иммуноферментный анализ

• Быстрый тест: Может применяться для более быстрого получения результата.
• Однако он менее чувствителен, чем GC-MS и HRMS.

Заключение

Измерение диоксинов в организме человека — токсикологическое исследование, требующее особенно высокой чувствительности. Наиболее распространённым и надёжным методом является газовая хроматография — масс-спектрометрия (GC-MS). Однако такие анализы обычно выполняют в специализированных лабораториях, и они могут быть дорогостоящими. Результаты важны для понимания уровня воздействия окружающей среды и оценки рисков для здоровья.