Badania po raz pierwszy powiązały wysoki poziom czterech określonych typów PFAS z wpływem na sen, identyfikując w ten sposób powiązane geny.
Badania przeprowadzone przez Keck School of Medicine przy ul USC ujawniło związek pomiędzy poziomem „wiecznych substancji chemicznych” we krwi a zakłóceniami w podstawowym filarze zdrowia – śnie.
W pierwszym badaniu mającym na celu zbadanie tej zależności u młodych dorosłych uczestnicy z wyższym poziomem czterech określonych typów substancji per- i polifluoroalkilowych (PFAS) we krwi doświadczyli gorszego snu. Naukowcy jako pierwsi zgłębili leżące u podstaw mechanizmy molekularne, identyfikując geny zaangażowane w naturalne mechanizmy obronne organizmu i hormon regulujący sen.
PFAS dostają się do organizmu poprzez kontakt z artykułami konsumpcyjnymi, a nawet są spożywane z pożywieniem i wodą. Nie rozkładają się łatwo i mogą przetrwać w środowisku przez dziesięciolecia. Zdecydowana większość Amerykanów ma wykrywalny poziom PFAS we krwi.
W ostatnich latach substancje chemiczne kojarzono ze szkodami zdrowotnymi, począwszy od raka i chorób neurologicznych, a skończywszy na deficytach hormonów i funkcji odpornościowych. Badanie, wspierane przez Narodowe Instytuty Zdrowia (NIH) i opublikowane w czasopiśmie Postępy w zakresie ochrony środowiskanależy do niewielkiej grupy badań dotyczących PFAS i snu.
„Ponieważ organizm potrzebuje snu każdego dnia, jeśli PFAS może zakłócać sen, może to mieć na ciebie bardziej bezpośredni wpływ niż inne przewlekłe problemy zdrowotne” – powiedziała pierwsza autorka korespondująca Shiwen (Sherlock) Li, doktorantka w Departamencie Nauk o Ludności i Zdrowiu Publicznym w Keck School of Medicine. „Długoterminowy, słaby sen powiązano z takimi konsekwencjami, jak problemy neurologiczne i behawioralne, cukrzyca typu 2 i Alzheimera choroba.”
Oprócz zapewnienia wglądu w biologię wpływu PFAS na sen, badanie może stanowić uzupełnienie dowodów sugerujących uzasadnienie ściślejszej regulacji dotyczącej nieprzerwanych substancji chemicznych.
„Jakość snu to kwestia, która dotyka prawie wszystkich, zatem wpływ PFAS na sen może mieć konsekwencje polityczne” – stwierdziła Li, której doradzają współautorki badania Lida Chatzi, doktor medycyny, dyrektor Centrum Badań nad Eksposomiką Translacyjną oraz profesor nauk o populacji i zdrowiu publicznym oraz pediatrii, a także dr Max Aung, MPH, zastępca dyrektora ds. zaangażowania społecznego w centrum oraz adiunkt nauk o populacji i zdrowiu publicznym.
Identyfikacja substancji chemicznych potencjalnie szkodliwych dla dobrego snu
Naukowcy zebrali próbki krwi i informacje na temat snu od 144 uczestników w wieku od 19 do 24 lat, którzy wzięli udział w badaniu zdrowia dzieci USC. Dwa zestawy pomiarów przeprowadzono w odstępie lat, a około połowa uczestników brała udział w obu.
Spośród siedmiu zbadanych typów PFAS cztery były istotnie powiązane z mniejszą ilością snu lub gorszą jakością snu – PFDA, PFHxS, PFOA i PFOS.
W przypadku pierwszych trzech z nich młodzi dorośli z najwyższym poziomem we krwi w jednej trzeciej spali średnio o około 80 minut mniej w ciągu nocy niż ci z najniższym poziomem. Wysoki łączny poziom PFAS korelował również z krótszym snem. W przypadku PFOS wysokie stężenie we krwi było w istotny sposób powiązane ze zgłaszanymi przez pacjentów problemami z zasypianiem, utrzymaniem snu, budzeniem się lub uczuciem zmęczenia w godzinach czuwania.
Wszystkie cztery substancje chemiczne na zawsze — niektóre z nich są powiązane z rakiem i zaburzeniami neurologicznymi ADHD na chorobę Alzheimera – są uważane za „stare PFAS”. Chociaż były szeroko stosowane od lat pięćdziesiątych do początku XXI wieku, od tego czasu zostały w dużej mierze wycofane na rzecz podobnych związków o nieznanych profilach bezpieczeństwa.
„Może to być kwestia skumulowanego narażenia w czasie” – powiedział Li. „To, co zmierzyliśmy we krwi, prawdopodobnie wynika z narażenia od urodzenia, a nawet narażenia w okresie prenatalnym”.
Pojawiają się biologiczne wskazówki dotyczące PFAS i zaburzeń snu
Zespół przeanalizował cztery typy PFAS, korzystając z toksykologicznych baz danych, które zawierają zestawienia badań łączących substancje chemiczne, choroby i zmiany w ekspresji genów. Ponieważ żadne wcześniejsze badania nie łączyły PFAS, snu i ekspresji genów, zespół przyjrzał się nakładaniu się genów, na które wpływają cztery wiecznie działające substancje chemiczne, i genów związanych z zaburzeniami snu.
Następnie badacze sprofilowali panel białek – produktów planów zapisanych w genach – z próbek krwi uczestników. Wydaje się, że spośród ponad 600 genów kandydujących siedem aktywowanych przez PFAS wpływa na sen.
Ważnym czynnikiem był gen zorientowany na odporność, tzw HSD11B1. Pomaga w produkcji hormonu kortyzolu, który odgrywa ważną rolę w regulacji rytmu snu i czuwania.
„Jeśli ekspresja białka kodowanego przez HSD11B1 jest zakłócony, oznacza to, że poziom kortyzolu również może zostać zakłócony” – powiedział Li. „To z kolei wpływa na sen”.
Inny gen pozornie istotny w wpływie PFAS na sen, katepsyna Bjest powiązany z funkcjami poznawczymi i pamięcią. Powstały enzym jest prekursorem białek beta amyloidu, które znajdują się w blaszkach w mózgach pacjentów z chorobą Alzheimera. Wysoki poziom tego enzymu powiązano z pogorszeniem funkcji poznawczych w chorobie Alzheimera, co ma swoje własne powiązania z deficytami snu.
Badacze będą w dalszym ciągu badać związki chemiczne i wzorce snu u dzieci w ramach konsorcjum Multi-Omics for Health and Disease Consortium NIH. Prowadzą także badania laboratoryjne nad genami zidentyfikowanymi w badaniu i powiązaniami między PFOS a rozwojem mózgu.
Odniesienie: „Substancje per- i polifluoroalkilowe a zakłócony sen: pośredniczące role białek” Shiwen Li, Jesse A. Goodrich, Jiawen Carmen Chen, Elizabeth Costello, Emily Beglarian, Jiawen Liao, Tanya L. Alderete, Damaskini Valvi, Brittney O. Baumert, Sarah Rock, Sandrah P. Eckel, Rob McConnell, Frank D. Gilliland, Zhanghua Chen, David V. Conti, Lida Chatzi i Max Aung, 17 września 2024 r., Postępy w zakresie ochrony środowiska.
DOI: 10.1016/j.envadv.2024.100585
Badanie uzyskało wsparcie Narodowego Instytutu Nauk o Zdrowiu Środowiskowym (R01ES029944 wraz z ponad dwudziestoma innymi nagrodami) oraz nagrodę Prezydenta USC za Inicjatywę Zrównoważonego Rozwoju.
