Endocrine Disrupting Chemicals related to Metabolic Diseases and its Influence

Abstract

IEVADS: Endokrīnā sistēma ir ļoti sarežģīts tīkls, kas apvieno daudzus dažādus orgānus un darbojas cilvēka ķermeņa homeostāzes uzturēšanai. Aizvien lielākas bažas rada endokrīno sistēmu sagraujošās ķīmiskās vielas un to ietekme uz veselību, kā arī to iedarbības sekas, kas galu galā var izraisīt vielmaiņas slimības, proti, aptaukošanos, cukura diabētu un metabolo sindromu. MĒRĶIS: Šis literatūras apskats ir paredzēts kā analītisks pārskats par endokrīno sistēmu traucējošām ķimikālijām un izpētīt visizplatītākās ķīmiskās vielas, kuras var tikt iesaistītas metabolo slimību patoģenēzē, kā tās maina fizioloģisko metabolismu un iedarbības smagumu. METODOLOĢIJA. Lai izveidotu šo literatūras apskatu, tika pārskatīti 106 raksti no datu bāzēm Pubmed, Science Direct un Clinical Key. Sākumā tika atrasti 180 raksti, izmantojot šādus atslēgvārdus “endokrīnās sistēmas sagraujoša ķīmiska viela”, “vielmaiņu traucējoša ķīmiska viela”, “aptaukošanās”, “cukura diabēts”, “metabolais sindroms”, “bisfenols A”, “ftalāti”, “parabēni” un “noturīgie organiskie piesārņotāji”. GALVENIE REZULTĀTI: Endokrīnās sistēmas sagraujošās ķīmiskās vielas ir visuresošas, un iekļūšanas ceļi cilvēka ķermenī ir galvenokārt norijot, arī ieelpojot un caur ādu. In vitro pētījumi parādīja, ka endokrīnās sistēmas sagraujošās ķīmiskās vielas var izjaukt enerģijas metabolismu, β-šūnu jutību pret glikozi un aknu un skeleta muskuļu jutību pret insulīnu. Metabolisma traucējumi notiek caur receptoriem, jo īpaši ar kodola receptoru mehānismu. BPA un organiskā hlora pesticīdiem ir estrogēna aktivitāte. Ftalāti, PBDE, PFAS un dioksīni darbojas caur PPARγ modulāciju. Visi šie produkti tiek klasificēti kā obesogēni un diabētogēni. Tiek uzskatīts, ka parabēni ir obesogēni, kas iedarbojas caur iejaukšanos kodolreceptoru darbībā, bet pierādījumu trūkuma dēļ tos neklasificē kā diabetogēnus. SECINĀJUMI: Endokrīnās sistēmas traucējošo ķīmisko vielu ietekme var izraisīt epiģenētiskas izmaiņas, epimutācijas, kas var būt arī nododamas no paaudzes uz paaudzi. Šīs sekas un to nopietnība nav atkarīga tikai no devas, bet galvenokārt no tā, cik ilgi cilvēks bija pakļauts iedarbībai, jo īpaši dzīves posmos ar paaugstinātu neaizsargātību.

BACKGROUND: Endocrine system is a very complex network that brings together many different organs and that works to maintain the human body homeostasis. There is increasing concern regarding Endocrine Disrupting Chemicals and their influence in health and the repercussions of its exposure that eventually can lead to metabolic diseases, namely Obesity, Diabetes Mellitus and Metabolic Syndrome. AIM: This literature review is intended to be an analytical overview of Endocrine Disrupting Chemicals and to investigate the most prevalent chemicals that can be involved in the pathogenesis of Metabolic diseases, how they alter the physiologic metabolism and the severity of exposure. METHODOLOGY: Overall, 106 articles from databases Pubmed, Science Direct and Clinical Key were reviewed for the purpose of writing this literature review. Initially 180 articles were obtained by the search using the keywords “endocrine disrupting chemical”, “metabolic disrupting chemical”, “obesity”, “diabetes mellitus”, “metabolic syndrome”, “bisphenol A”, “phthalates”, “parabens” and “persistent organic pollutants”. KEY RESULTS: Endocrine Disrupting Chemicals are ubiquitous, and routes of entry into the human body are mainly by ingestion but also by inhalation and dermal route. In-vitro studies have shown that Endocrine Disrupting Chemicals can disrupt energy metabolism, β-cell glucose sensing, and hepatic and skeletal muscle insulin sensitivity. Metabolism disruption occurs through receptor mediated pathways, specifically nuclear receptor mechanism. BPA and Organochlorine pesticides have oestrogenic activity. Phthalates, PBDE, PFASs and Dioxins act through PPARγ modulation. All of these are classified according to their effect as obesogens and diabetogens. Parabens are thought to be obesogens acting through interference with nuclear receptors but are not classified as diabetogens due to lack of evidence. CONCLUSIONS: The effects of Endocrine Disrupting Chemicals can cause epigenetic changes, epimutations, that can be transgenerational. These effects and their severity do not only depend on dose but mainly on the period to which the human was exposed to, being of higher vulnerability developmental periods of life.