Milieuchemicaliën die verband houden met veranderingen in het darmmicrobioom en de gezondheid

Meer dan 300 milieuverontreinigende stoffen of de metabole bijproducten van die verontreinigende stoffen zijn gemeten in menselijke urine, bloed of andere biologische monsters. Chemicaliën zoals bisfenolen, ftalaten en sommige pesticiden, persistente organische verontreinigende stoffen en zware metalen kunnen het hormoonmetabolisme veranderen en worden geassocieerd met nadelige gezondheidsresultaten."

Jodi gebreken, U. of I. hoogleraar vergelijkende biowetenschappen die de analyse leidde met Ph.D. student Karen Chiu

De negatieve gezondheidseffecten die aan deze chemicaliën zijn gekoppeld, zijn onder meer reproductieve en ontwikkelingsstoornissen, Type 2 diabetes, cardiovasculaire disfunctie, leverziekte, zwaarlijvigheid, schildklieraandoeningen en een slechte immuunfunctie, melden de onderzoekers.

Tientallen studies hebben onderzocht hoe blootstelling aan chemische stoffen de gezondheid beïnvloedt, en wetenschappers richten hun aandacht nu op hoe deze chemicaliën darmmicroben beïnvloeden. De onderzoeken die in het nieuwe artikel worden besproken, zijn uitgevoerd bij ratten, muizen, vis, honden, kippen, koeien, menselijke volwassenen en zuigelingen, honingbijen en andere organismen.

Studies hebben aangetoond dat blootstelling aan bisfenolen, die aantoonbaar zijn in de urine van meer dan 90% van de volwassenen in de Verenigde Staten, verhoogt de hoeveelheid Methanobrevibacter-bacteriën in de mannelijke darm. Het is aangetoond dat deze microben - bij mensen en bij muizen - het vermogen van hun gastheer stimuleren om meer energie uit voedsel te halen.

"Dit roept een sterke mogelijkheid op dat BPA-geïnduceerde gewichtstoename op zijn minst gedeeltelijk wordt veroorzaakt door BPA-geïnduceerde veranderingen in het darmmicrobioom, ’ schreven de onderzoekers.

Ftalaten zijn weekmakers en stabilisatoren die gemakkelijk in voedingsmiddelen uitlogen. Het eten van met ftalaat besmet voedsel is de belangrijkste blootstellingsroute bij mensen. Zoals bisfenolen, ftalaten zijn hormoonontregelaars, wat betekent dat ze interfereren met de normale hormoonsignalering in het lichaam.

Hoge ftalaatblootstelling bij menselijke pasgeborenen wordt in verband gebracht met veranderingen in het darmmicrobioom en veranderde immuunresponsen op vaccinatie. In muizen, blootstelling aan ftalaten tijdens de puberteit lijkt de microbiële synthese van butyraat te remmen, een metaboliet die essentieel is voor de darmgezondheid, immuunregulatie en neurologische functie.

Persistente organische verontreinigende stoffen zijn olieachtige organische chemicaliën die jaren of decennia in het milieu kunnen blijven bestaan.

"Recente studies hebben de impact van POP-blootstelling op de darmflora onderzocht tijdens ontwikkelings-, juveniele en volwassen stadia bij een verscheidenheid aan dieren, inclusief muizen, vissen en mensen, ’ schreven de onderzoekers.

Studies hebben aangetoond dat blootstelling aan PCB's wordt geassocieerd met microbiële verschuivingen in de darm en verhoogde darmpermeabiliteit, darmontsteking en cognitieve problemen. Eenmaal gebruikt als koelvloeistof, PCB's werden in 1978 in de VS verboden, maar blijven in het milieu aanwezig.

Perfluorchemicaliën worden gebruikt in kookgerei met antiaanbaklaag, voedselverpakkingen en vlekbestendige tapijten. Een studie koppelde PFC's aan veranderingen in het darmmicrobioom en een verminderd lipidenmetabolisme bij vrouwelijke - maar niet mannelijke - vissen en hun nakomelingen. De microbioomverschuivingen hielden aan in de nakomelingen, en de jonge vissen leden een hogere mortaliteit dan degenen van wie de moeders niet werden blootgesteld aan PFK's.

Studies hebben aangetoond dat blootstelling aan glyfosaatherbiciden de bacteriële samenstelling van het darmmicrobioom bij runderen verandert, knaagdieren en honingbijen. Het verhoogde angst- en depressieve symptomen bij muizen en ging gepaard met een toename van pathogene bacteriën bij runderen. Het pesticide chloorpyrifos beïnvloedt microbiële populaties bij mannelijke knaagdieren en vissen die worden blootgesteld tijdens de ontwikkeling en volwassenheid, en veroorzaakt ook ontstekingen en oxidatieve stress in de darmen.

"Al deze gegevens samen suggereren dat blootstelling aan veel van deze milieuchemicaliën tijdens verschillende levensfasen het darmmicrobioom kan veranderen op manieren die de gezondheid beïnvloeden, " zei Chiu. "De pathologieën die verband houden met veranderde microbiomen na blootstelling aan chemicaliën uit de omgeving omvatten immuundisfunctie, veranderd koolhydraat- en lipidenmetabolisme, en neurologische en gedragsstoornissen. We zien ook dat deze effecten sterk afhankelijk zijn van het geslacht en de leeftijd van een persoon."

• Nieuwe tools voor het analyseren van microbiële gemeenschappen
• Nieuwe tool helpt bij het vertalen van complexe communicatie tussen microben en het lichaam