L'esposizione a alcuni prodotti chimici e inquinanti può interferire con i processi metabolici dell'organismo, aumentando il rischio di questa malattia cronica. Negli ultimi due decenni, un crescente corpo di prove epidemiologiche e sperimentali ha stabilito che i contaminanti ambientali possono agire come disgregatori metabolici, contribuendo all'epidemia di diabete globale. Capire questi collegamenti è fondamentale sia per la pratica clinica che per la politica sanitaria pubblica.

La disgregazione metabolica si riferisce alla compromissione della capacità del corpo di regolare l'equilibrio energetico, l'omeostasi del glucosio e il metabolismo dei lipidi. Quando questi sistemi sono compromessi, gli individui possono sviluppare la resistenza all'insulina, la disfunzione beta-cell, e infine il diabete troppo alto. Questo articolo esamina le specifiche esposizioni ambientali che sono state implicate nella disfunzione metabolica, i meccanismi biologici coinvolti e le implicazioni per la prevenzione e gli interventi a livello di popolazione.

Comprendere i processi metabolici e i diabeti

Il metabolismo comprende la complessa rete di reazioni chimiche che convertono il cibo in energia, costruire e riparare i tessuti, ed eliminare i rifiuti. La salute metabolica è la capacità di mantenere i livelli di glucosio nel sangue stabili attraverso l'azione di insulina, un ormone secreto dalle cellule beta pancreatiche. In un individuo sano, l'insulina facilita l'assorbimento di glucosio in muscoli, grassi e cellule epatiche, dove viene utilizzato per l'energia o immagazzinato come glicogeno.

Il diabete di tipo 2 si sviluppa quando il corpo diventa resistente agli effetti dell'insulina e il pancreas non può più produrre abbastanza insulina per compensare. Questo stato di insulina resistenza è guidato da una combinazione di suscettibilità genetica, fattori di stile di vita e influenze ambientali. Mentre dieta e attività fisica sono ben riconosciuti i contributori, il ruolo dei tossicodipendenti ambientali è sempre più riconosciuto.

La prevalenza globale del diabete è cresciuta drammaticamente negli ultimi 50 anni, una tendenza che non può essere pienamente spiegata dai cambiamenti di dieta, esercizio o genetica da sola. Le esposizioni ambientali, in particolare quelle che hanno cominciato ad aumentare con l'industrializzazione, offrono un fattore contributivo plausibile. Questa prospettiva ha portato al concetto di "espositivo" – la totalità delle esposizioni ambientali che una persona sperimenta dal concepimento in poi – e il suo rapporto con le malattie metaboliche come il diabete.

Principali esposizioni ambientali collegate alla disgregazione metabolica

La ricerca ha individuato diverse esposizioni ambientali che sono associate costantemente alla disgregazione metabolica e ad un elevato rischio di diabete di tipo 2, tra cui sostanze chimiche endocrine-distrutte, inquinanti atmosferici e metalli pesanti.

Endocrino-disturbo chimico (EDCs)

I prodotti chimici endocrini sono sostanze esogene che interferiscono con la sintesi ormonale, la secrezione, il trasporto, la vincolazione o l'eliminazione. Molti EDC si trovano nei prodotti di uso quotidiano, e la loro ubiquità nell'ambiente rende l'esposizione cronica a basso dosaggio quasi inevitabile.

  • Bisphenol A (BPA) e i suoi analoghi:] Usato in plastica policarbonata e resine epossidica, BPA è stato dimostrato di promuovere l'adipogenesi, la secrezione dell'insulina disagiata e indurre la resistenza all'insulina nei modelli animali e negli studi umani.
  • Phthalates: Questi composti sono utilizzati come plastificanti e si trovano nei prodotti di cura personale, nell'imballaggio alimentare e nei dispositivi medici. Alcuni ftalati, come il di(2-etilico) ftalato (DEHP), sono stati associati alla resistenza all'insulina, allo stress ossidativo e alle alterazioni del metabolismo lipidico.
  • Sostanze per- e polifluoroalchil (PFAS):] Conosciute come "per sempre sostanze chimiche" a causa della loro persistenza ambientale, PFAS sono utilizzati in rivestimenti antiaderenti, tessuti impermeabili e schiume per la lotta al fuoco.
  • Pesticidi e diserbanti:[] I pesticidi organofosfati e organocloristici, così come il glifosato erbicida, sono stati associati a disturbi metabolici nei lavoratori agricoli e nelle popolazioni generali. Questi composti possono indurre stress ossidativo, disturbi neuroendocrini e alterazioni del microbiome intestinale che promuovono la resistenza all'insulina.

Inquinamento atmosferico

L'esposizione all'inquinamento atmosferico ambientale è un fattore di rischio ben documentato per le malattie cardiovascolari e respiratorie, ma l'analisi di montaggio lo collega anche a disturbi metabolici compreso il diabete.

L'esposizione a lungo termine al PM2.5 è stata associata ad un aumento dell'incidenza del diabete di tipo 2 in grandi studi coorte dagli Stati Uniti, dall'Europa e dall'Asia. Ad esempio, uno studio del 2018 in La salute planetaria di Lancet] ha stimato che circa 3.2 milioni di nuovi casi di diabete a livello globale all'anno potrebbero essere attribuiti all'esposizione acuta al PM2.5.

L'ozono, un inquinante secondario formato da reazioni tra ossidi di azoto e composti organici volatili, è stato dimostrato nei modelli animali per indurre la resistenza all'insulina attraverso l'attivazione del sistema nervoso simpatico e la promozione dell'infiammazione del tessuto adiposo. Sebbene gli studi umani siano meno coerenti, la prova generale suggerisce che l'inquinamento atmosferico è un fattore di rischio ambientale modificabile per il diabete.

Metalli pesanti

I metalli pesanti come arsenico, cadmio, piombo e mercurio sono elementi tossici che si accumulano nel corpo nel tempo. L'esposizione cronica, anche a bassi livelli, è stata legata alla disgregazione metabolica e al diabete. I meccanismi includono stress ossidativo, interferenza con il segnale dell'insulina e danni alle cellule beta pancreatiche.

  • Arsenic:[] La contaminazione arsenicale inorganica dell'acqua potabile è un problema di salute pubblica importante in molte parti del mondo, tra cui Bangladesh, India e parti degli Stati Uniti.
  • Cadmium: Trovato nel fumo del tabacco, cibo contaminato (soprattutto riso e crostacei), e le emissioni industriali, il cadmio si accumula nei reni e nel fegato. L'esposizione al cadmio è stata associata ad un aumento del glucosio digiuno, resistenza all'insulina e prevalenza del diabete in più studi trasversali e prospettivi.
  • Lead e mercurio:[[] L'esposizione al piombo, anche a bassi livelli di sangue, è stata collegata ad elevata tolleranza al glucosio HbA1c e compromessa. Mercurio, in particolare il metimercurio dal consumo di pesce, può promuovere la disfunzione metabolica attraverso danni ossidativi e interferenze con regolazione ormone tiroideo.

Meccanismi della disgregazione

Le esposizioni ambientali sopra descritte possono interrompere i processi metabolici attraverso diversi meccanismi ben caratterizzati, spesso interconnessi, e più vie possono essere attivate simultaneamente in individui esposti.

Interferenza ormonale

Molti EDC agiscono imitando o bloccando gli ormoni endogeni. Nel caso di disturbi metabolici, l'interferenza con l'insulina, l'ormone tiroideo e la segnalazione di steroidi sessuali è particolarmente rilevante. Ad esempio, BPA lega ai recettori estrogeni e ai farmaci del recettore correlati agli estrogeni gamma (ERRγ), alterando il metabolismo del glucosio e del lipide nel fegato e nel tessuto di attivazione adipica.

Attivazione e attivazione immunitaria

L'infiammazione cronica di basso livello è un segno distintivo di obesità e resistenza all'insulina. Gli inquinanti ambientali possono innescare risposte infiammatorie attraverso l'attivazione del sistema immunitario innato. Le particelle di inquinamento dell'aria, per esempio, sono riconosciute dai recettori di riconoscimento del modello come i recettori del Toll-like (TLR), che portano alla produzione di citochine pro-infiammatorie come fattore di necrosi tumorale (TNF-α) e interleukin

Stress ossidativo

Lo stress ossidativo si verifica quando la produzione di specie reattive di ossigeno (ROS) supera la capacità di difese antiossidanti. Molti tossicodipendenti ambientali inducono la formazione di ROS, direttamente o attraverso la disfunzione mitocondriale.

Modifiche epigenetiche

I cambiamenti epigenetici – le modifiche alla metilazione del DNA, i segni istoni e i RNA non codificanti – possono alterare l'espressione genica senza cambiare la sequenza del DNA. Le esposizioni ambientali durante le finestre di sviluppo critiche (in utero, prima infanzia) possono indurre i cambiamenti epigenetici persistenti che aumentano la suscettibilità del diabete in seguito alla vita.

Alterazioni del microbiome del fegato

Il microbioma intestinale svolge un ruolo cruciale nel metabolismo degli ospiti, influenzando l'estrazione di energia dal cibo, dal metabolismo dell'acido bile e dal tono infiammatorio. Gli inquinanti ambientali possono alterare la composizione e la funzione del microbiota intestinale. L'esposizione a metalli pesanti, pesticidi e inquinanti organici persistenti è stata dimostrata per ridurre la diversità microbica, promuovere la disbiosi e aumentare la permeabilità intestinale (gominalità).

Implicazioni per la prevenzione e la salute pubblica

Il riconoscimento che le esposizioni ambientali possono interrompere i processi metabolici ha profonde implicazioni per la prevenzione del diabete. Mentre le modifiche individuali di stile di vita rimangono importanti, affrontare i fattori di rischio ambientale richiede interventi più ampi e strategie di salute pubblica.

Raccomandazioni di politica

  • La regolamentazione di Strengthen delle sostanze chimiche endocrine-disturpanti: Molti EDC sono inadeguati per gli effetti metabolici prima di entrare nel mercato. Le agenzie di regolamentazione dovrebbero adottare programmi di screening più proattivi, in particolare per le sostanze chimiche con lunghi semi-live o uso diffuso. Il programma REACH dell'Unione Europea e il programma EPA EPA Endocrine Struzioni sono più giuste passi di screening.
  • Ridurre l'inquinamento atmosferico ambientale:[[] L'attuazione di standard di emissione più severi per veicoli, centrali elettriche e fonti industriali può ridurre i livelli PM2.5 e ozono. La pianificazione urbana che promuove il transito pubblico, il ciclismo e gli spazi verdi possono anche ridurre l'esposizione alla popolazione.
  • Indirizzare la contaminazione dei metalli pesanti:[ Garantire l'acqua potabile è una priorità, soprattutto per l'arsenico e il piombo. I miglioramenti delle infrastrutture, come la sostituzione dei tubi di piombo e l'installazione di sistemi di filtrazione in aree con alto arsenico, possono prevenire l'esposizione in corso.
  • Incorporare la salute ambientale nella pratica clinica:[[ I fornitori di assistenza sanitaria dovrebbero essere addestrati a riconoscere e discutere i fattori di rischio ambientale per il diabete.

Azioni individuali per ridurre l'esposizione

Mentre i cambiamenti politici sono essenziali, gli individui possono anche prendere misure per ridurre al minimo l'esposizione ai disgregatori metabolici:

  • Choose contenitori in vetro o acciaio inox[[] sopra plastica per stoccaggio di alimenti e bevande, soprattutto per liquidi caldi o cibi acidi.
  • Seleziona gli alimenti biologici[[ quando possibile, in particolare per i prodotti noti per avere residui di pesticidi elevati (l'elenco "Dirty Dozen" del gruppo di lavoro ambientale è una guida utile).
  • Filter acqua potabile[[]] se si tratta di contaminanti; i filtri a carbone attivi possono ridurre molti EDC e metalli pesanti.
  • Utilizza prodotti naturali di cura personale[[]] liberi di ftalati e parabeni.
  • Ridurre l'assunzione di alimenti trasformati[[], che sono spesso confezionati in materiali contenenti EDC e possono contenere tracce di prodotti chimici industriali.
  • Sostenere le iniziative di aria pulita[[]] sostenendo le politiche locali e utilizzando purificatori d'aria con filtri HEPA in aree ad alta inquinamento.

È importante notare che l'effetto cumulativo di esposizioni a basso livello multiple può essere più significativo di qualsiasi singolo fattore. Un approccio olistico che riduce il peso tossico complessivo è probabilmente la strategia più efficace.

Le direzioni di ricerca future

Nonostante i progressi significativi, molte domande rimangono. La ricerca futura dovrebbe concentrarsi sull'individuazione di finestre critiche di esposizione, la comprensione del ruolo delle miscele (l'effetto cocktail) e l'elucidazione dei meccanismi attraverso i quali i cambiamenti epigenetici vengono trasmessi attraverso le generazioni. Studi longitudinali con misurazioni ripetute dell'esposizione sono necessari per stabilire la causalità più definitivamente. Inoltre, gli interventi che riducono l'esposizione e misurano i risultati metabolici nelle prove controllate forniscono le prove più forti per l'azione per l'azione.

Conclusioni

Le esposizioni ambientali influenzano significativamente la salute metabolica e il rischio di sviluppare il diabete. I prodotti chimici endocrini, l'inquinamento atmosferico e i metalli pesanti sono stati costantemente legati alla resistenza all'insulina e al diabete di tipo 2 attraverso meccanismi che coinvolgono le interferenze ormonali, l'infiammazione, lo stress ossidativo, le modifiche epigenetiche e la distorsione del microbioma.

Per ulteriori informazioni, vedere il rapporto dell'Organizzazione Mondiale della Sanità su ] Effetti ambientali e professionali sulla salute del diabete[], Programma di screening del disgretore endocrino di EPA, e il ]] [FLT:]]]]