Hvorfor pesticider kan forårsage Parkinsons hos nogle mennesker
Ny forskning afslører, hvordan pesticiderne paraquat og maneb ændrer genekspression og kan føre til Parkinsons sygdom hos mennesker, der er genetisk disponeret for sygdommen.
Skøn viser, at omkring 50.000 mennesker i USA diagnosticeres med Parkinsons sygdom hvert år.
Selvom det ikke nøjagtigt vides, hvad der forårsager sygdommen, menes både genetiske og miljømæssige faktorer at spille en kritisk rolle.
National Institutes of Health (NIH) bemærker, at miljøeksponering for pesticider for eksempel kan øge risikoen for at udvikle Parkinsons.
Ældre undersøgelser har antydet, at især pesticiderne paraquat og maneb kan øge sårbarheden over for Parkinsons hos mennesker, der allerede er genetisk tilbøjelige til at udvikle sygdommen.
Nyere undersøgelser har forsøgt at pakke ud de neuronale mekanismer, der spiller i denne forbindelse mellem pesticider og den neurodegenerative tilstand.
For eksempel har nogle undersøgelser vist, at pesticider interfererer med neurogenese - processen, hvor hjernen skaber nye neuroner - i hippocampus, som er en vigtig hjerneområde til hukommelse og informationsbehandling.
Pesticider har denne effekt ved at forårsage genetiske ændringer. Nu afslører en ny undersøgelse foretaget af forskere ved University of Guelph (U of G) i Ontario, Canada nogle af de måder, hvorpå pesticider forårsager genetiske mutationer, hvilket fører til neurodegeneration.
Seniorforfatter Scott Ryan, professor i molekylær og cellulær biologi ved U of G, forklarer motivationen bag forskningen. Han bemærker, "Folk, der udsættes for disse kemikalier, har omkring 250 procent højere risiko for at udvikle Parkinsons sygdom end resten af befolkningen."
"Vi ønskede at undersøge, hvad der sker i denne modtagelige befolkning, der resulterer i, at nogle mennesker udvikler sygdommen," tilføjer prof. Ryan.
Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Federation of American Societies for Experimental Biology.
En af de første undersøgelser, der så på menneskelige celler
Forskerne brugte stamceller fra patienter med Parkinsons sygdom, der havde en mutation i genet, der var ansvarlig for kodning af α-synuclein-proteinet.
Mindst 30 ændringer i dette gen er blevet associeret med Parkinsons, og a-synuclein-proteinklumper er et veldokumenteret, omend dårligt forstået, kendetegn for sygdommen.
Til den nye forskning arbejdede forskerne også med normale embryonale celler, som de modificerede ved hjælp af genetisk redigering for at replikere den α-synuclein genetiske mutation.
Prof. Ryan forklarer, hvorfor brug af humane celler gør denne undersøgelse særlig værdifuld. "Indtil nu," siger han, "var forbindelsen mellem pesticider og Parkinsons sygdom primært baseret på dyreforsøg samt epidemiologisk forskning, der viste en øget risiko blandt landmænd og andre udsat for landbrugskemikalier."
”Vi er en af de første til at undersøge, hvad der sker inde i menneskelige celler,” forklarer professor Ryan.
Stamceller er udifferentierede celler, der fortsætter med at individualisere sig i specifikke typer celler. Prof. Ryan og hans kolleger brugte de to typer stamceller til at udlede dopaminproducerende nerveceller fra dem.
Derefter udsatte de disse dopaminerge neuroner - som det vides at være mest påvirket af Parkinsons sygdom - for de to pesticider.
Pesticider nedbryder neuroner af energi
Det blev fundet, at de neuroner, der var blevet udsat for kemikalierne, havde defekte mitokondrier.
Mitokondrier, også kendt som "cellekraftværkerne", er organellerne inde i en celle, der omdanner sukker, fedt og proteiner til den energi, vores krop har brug for for at overleve og fungere.
Men denne undersøgelse viste, at mitokondrier inde i dopaminneuroner, der er påvirket af pesticider, ikke kunne bevæge sig frit, som de normalt ville. Dette "sugede" energien ud af neuronerne.
Vigtigere er det, at niveauerne af kemikalier, der blev brugt til at forringe disse neuroner, var lavere end dem, der blev anset for at være det laveste observerede bivirkningsniveau af USA's Environmental Protection Agency (EPA).
Prof. Ryan siger, at dette betyder, at vi bør revurdere EPA's retningslinjer for disse to pesticider.
”Denne undersøgelse viser, at alle ikke er lige, og disse sikkerhedsstandarder skal opdateres for at beskytte dem, der er mere modtagelige og måske ikke engang ved det,” tilføjer han.
"Mennesker med en disposition for Parkinsons sygdom er mere påvirket af disse eksponeringer på lavt niveau for landbrugskemikalier og er derfor mere tilbøjelige til at udvikle sygdommen."
Prof. Scott Ryan
”Dette er en af grundene,” konkluderer han, “hvorfor nogle mennesker, der bor i nærheden af landbrugsområder, har en højere risiko.
