मानव शरीर में अधिकांश जीन मानव निर्मित रसायनों द्वारा बाधित हो सकते हैं। गोरण एंडरसन / गेटी इमेजेज़

आज मानव हजारों मानव निर्मित रसायनों के संपर्क में है। फिर भी लोगों के स्वास्थ्य पर प्रभाव अभी भी पूरी तरह से समझा नहीं गया है।

2020 में पंजीकृत रसायनों की संख्या पहुंच गई 167 लाख। हर दिन लोग भोजन, पानी, दूषित हवा, दवाओं, सौंदर्य प्रसाधन और अन्य मानव निर्मित पदार्थों के माध्यम से उनके संपर्क में आते हैं। से कम इन रसायनों का 1% विषाक्तता के लिए परीक्षण किया गया था, और जिनका परीक्षण किया गया था, वे हमारे शरीर की लगभग हर जैविक प्रक्रिया को बाधित करने की क्षमता प्रदर्शित करते हैं। क्या हम अनुमान लगा सकते हैं कि संचयी जोखिम हमारे स्वास्थ्य को कैसे आकार देते हैं?

मैं एक पर्यावरण विषविज्ञानी हूं हमारे स्वास्थ्य पर मानव निर्मित रसायनों के प्रभाव का अध्ययन। मैंने विकास करने का फैसला किया एक कम्प्यूटेशनल दृष्टिकोण सभी रसायनों की सभी जीनों की संवेदनशीलता की तुलना करना और सबसे कमजोर जैविक प्रक्रियाओं की पहचान करना।

निष्पक्ष दृष्टिकोण

हमारे अध्ययन के लिए, मेरे शोध सहयोगियों और मैंने डेटा का उपयोग किया तुलनात्मक टॉक्सिकोजेनिक डेटाबेस। तुलनात्मक टॉक्सिकोजेनिक डेटाबेस हजारों प्रकाशित अध्ययनों से जानकारी एकत्र करता है कि रसायन जीन की गतिविधि को कैसे बदलते हैं। जीन डीएनए के ऐसे भाग होते हैं जो प्रोटीन का निर्माण करते हैं जो कोशिकाओं के निर्माण से लेकर पोषक तत्वों के चयापचय तक कई प्रकार के कार्य करते हैं। जब रसायन जीन को प्रभावित करते हैं, तो प्रोटीन के उत्पादन में वृद्धि या कमी होती है।

आणविक जीव विज्ञान के आधुनिक तरीके रासायनिक अपमान के जवाब में जीनोम में सभी जीनों की गतिविधि में बदलाव का पता लगा सकते हैं। मैंने एक दृष्टिकोण विकसित किया है जो प्रत्येक जीन को कितनी बार प्रभावित किया गया था इसकी गणना करने के लिए विभिन्न अध्ययनों से परिवर्तित जीनों की सूचियों को ओवरले करता है। परिणामी संख्या आम तौर पर रसायनों के लिए जीन की संवेदनशीलता को दर्शाती है।

चूहों, चूहों, मनुष्यों और उनकी कोशिकाओं पर 2,169 अध्ययनों का उपयोग करते हुए, मेरे अनुसंधान समूह ने रासायनिक एक्सपोज़र के लिए 17,338 जीनों की संवेदनशीलता को स्थान दिया। इन अध्ययनों में पर्चे दवाओं से लेकर पर्यावरण प्रदूषकों तक 1,239 विविध रसायनों के प्रभाव का परीक्षण किया गया।

अगले चरण में हमने यह सुनिश्चित करने के लिए परीक्षण चलाए कि 1,000 से अधिक रसायनों का यह नमूना मानव निर्मित रसायनों के सभी वर्गों का मज़बूती से प्रतिनिधित्व करने के लिए पर्याप्त था। ऐसा करने के लिए, हमने इस सूची के एक आधे हिस्से के लिए जीन की संवेदनशीलता को मापा और फिर दूसरे को यह परीक्षण करने के लिए कि यदि रसायनों की एक छोटी संख्या भी संवेदनशील जीन की पहचान कर सकती है। परिणाम उत्साहजनक थे - दो परीक्षणों में जीन संवेदनशीलता के मूल्य लगभग समान थे।

सेलुलर रक्षा प्रणाली रसायनों का जवाब देती है

रासायनिक अपमान के संपर्क में आने पर हमारी कोशिकाएं पूरी तरह से असहाय नहीं होती हैं। वास्तव में, वे रसायनों से प्रेरित तनाव और क्षति से निपटने के लिए रणनीति के अधिकारी। हमारा डेटा पुष्टि करता है कि ये सुरक्षा उपाय जोखिम के जवाब में सक्रिय हो जाते हैं।

रक्षा की इस लाइन में ऐसे एंजाइम शामिल हैं जो जहरीले रसायनों को खत्म करते हैं, ऑक्सीडेटिव तनाव (कोशिकाओं में प्रतिक्रियाशील कणों के संचय) को कम करते हैं, क्षतिग्रस्त डीएनए और प्रोटीन की मरम्मत करते हैं, और उनकी मृत्यु को ट्रिगर करने और कैंसर को मोड़ने से रोकने के लिए अत्यधिक क्षतिग्रस्त कोशिकाओं की पहचान करते हैं।

क्या मानव निर्मित रसायनों के संपर्क में आने से दुनिया भर में मोटापे की दर बढ़ सकती है? चुटीमा सोनमा / आँख / गेटी इमेज

लिपिड और कार्बोहाइड्रेट का चयापचय कमजोर है

हैरानी की बात है, हमने पाया कि सेलुलर चयापचय के नियमन में शामिल आणविक नेटवर्क रासायनिक एक्सपोज़र के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील हैं। उनमें से एक है पीपीएआर सिग्नलिंग। PPARs प्रोटीन का एक समूह है जो लिपिड और ग्लूकोज के ऊर्जा संतुलन और चयापचय को नियंत्रित करता है।

PPARs गतिविधि में वृद्धि या गिरावट में योगदान होता है मोटापा, चयापचय सिंड्रोम, मधुमेह और फैटी लीवर की बीमारी। कुछ की क्षमता पर्यावरण रसायन पीपीएआर को प्रभावित करने के लिए पहले दिखाया गया था। हालाँकि, हमने PPAR की संवेदनशीलता को बहुत व्यापक श्रेणी में देखने की उम्मीद नहीं की थी।

हमने यह भी पता लगाया कि अग्नाशयी बीटा कोशिकाओं के विकास में शामिल जीन, जो इंसुलिन का स्राव करते हैं और ग्लूकोज चयापचय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, हमारी सूची में अधिकांश रसायनों द्वारा दबाए जाते हैं। बीटा सेल्स के खराब होने से डायबिटीज होती है। इस प्रकार, संचयी रासायनिक जोखिम मधुमेह के लिए एक महत्वपूर्ण जोखिम कारक हो सकता है।

आज चयापचय रोग की महामारी एक प्रमुख सार्वजनिक स्वास्थ्य मुद्दा है। की व्यापकता मोटापा 1975 और 2016 के बीच लगभग तीन गुना हो गया। लगभग 40% अमेरिकी अपने जीवन के दौरान टाइप 2 मधुमेह विकसित करेंगे, तथा 33% -88% में फैटी लीवर होता है. अंतःस्रावी विघटनकारी गुणों वाले कुछ रसायनों के लिए एक्सपोज़र और चयापचय रोगों के बीच संबंध पहले दिखाया गया था। हालांकि, इस महामारी में मानव निर्मित रसायनों की व्यापक रेंज की भूमिका को पहले मान्यता नहीं मिली थी, लेकिन यह महत्वपूर्ण हो सकती है।

विकास, उम्र बढ़ने और प्रतिरक्षा प्रणाली

विकास में शामिल दो हार्मोन - वृद्धि हार्मोन (जीएच) और इंसुलिन जैसे विकास कारक (IGF1) - भी रसायनों के संपर्क में आने से प्रभावित होते हैं।

IGF1 एक हार्मोन है ज्यादातर जिगर द्वारा स्रावित होता है। इसे एक प्रमुख नियामक के रूप में मान्यता प्राप्त है शरीर की वृद्धि। इसके अतिरिक्त, कई माउस प्रयोग दिखाते हैं कि GH-IGF1 सिग्नलिंग में कमी आई है लंबे जीवनकाल में परिणाम। यह मार्ग भी निर्धारित करता है कि क्या कोशिकाएँ होंगी शरीर के लिए आवश्यक नए अणुओं के निर्माण के लिए ऊर्जा का उपयोग करें, या यदि वे उपयोग करने के लिए जीव के लिए ऊर्जा जारी करने के लिए मौजूदा अणुओं को तोड़ देंगे। वृद्धि और उम्र बढ़ने के इस केंद्रीय नियामक को प्रभावित करने के लिए रसायनों की क्षमता एक उपन्यास खोज है। जीएच-आईजीएफ 1 की संवेदनशीलता के कारण क्या स्वास्थ्य समस्याएं हो सकती हैं, अभी तक इसका खुलासा नहीं किया गया है।

हमारा विश्लेषण बताता है कि प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को नियंत्रित करने वाले जीन भी रसायनों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील हैं।

एक निष्क्रिय प्रतिरक्षा प्रणाली के दो प्रमुख परिणाम एलर्जी और ऑटोइम्यूनिटी हैं। दोनों स्थितियों के लिए व्यापकता ऊपर की ओर प्रवृत्ति है। खाद्य एलर्जी से वृद्धि हुई 3.4 से 5.1 के बीच 1997% से US में बच्चों के बीच 2011% त्वचा की एलर्जी बढ़ी इसी अवधि के दौरान 7.4% से 12.5%। एक अन्य अध्ययन से पता चला है ऑटोइम्यून बीमारी के रक्त मार्कर में 5% की वृद्धि अमेरिकियों में 1988-2012 की अवधि के दौरान।

सभी आणविक पथ रसायनों के प्रति संवेदनशील हैं

कुल मिलाकर हमने पाया कि लगभग हर ज्ञात मार्ग रसायनों से प्रभावित हो सकता है। इस खोज के विनियामक विष विज्ञान के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ हैं।

मानव निर्मित रसायनों की बढ़ती संख्या के साथ, समाज को विकसित करने की जरूरत है तेजी से और लागत प्रभावी तरीके विषाक्तता परीक्षण।

एक महत्वपूर्ण सवाल जो अनुत्तरित रहता है वह यह है कि परीक्षण को कवर करके यह सुनिश्चित करना चाहिए कि नियामक महत्वपूर्ण आणविक सर्किट को नुकसान पहुंचाने या बाधित करने वाले रसायनों को मंजूरी नहीं देते हैं। हमारा डेटा बताता है कि हमें उन परीक्षणों को विकसित करने की आवश्यकता है जो बिना किसी अपवाद के हर ज्ञात आणविक मार्ग को कवर करते हैं।

हमारा अध्ययन विषैले अनुसंधान के लिए नई प्राथमिकताओं को रेखांकित करता है, जिसमें चयापचय स्वास्थ्य, प्रतिरक्षा प्रणाली, विकास और उम्र बढ़ने के लिए रासायनिक जोखिम की भूमिका शामिल है।

लेखक के बारे में

अलेक्जेंडर सुवोरोव, सहायक प्रोफेसर, एमहर्स्ट मैसाचुसेट्स विश्वविद्यालय

इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.

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