L'impatto dei piretroidi sulle cellule intestinali
Scopri come i pesticidi influenzano la salute intestinale attraverso le cellule enteroendocrine.
Alexandria C. White, Ian N. Krout, Sabra Mouhi, Jianjun Chang, Sean D. Kelly, W. Michael Caudle, Timothy R. Sampson
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Indice
- Come Comunicano le EEC?
- Piretroidi: Gli Ospiti Indesiderati
- La Connessione Tra le EEC e i Piretroidi
- Gli Effetti della Deltametrina sulle EEC
- Test sugli Topi: Uno Sguardo Più Visto
- Perché La Serotonina È Importante?
- Il Quadro Generale: Interferenza Ormonale
- Esplorando il Legame con i Problemi di Salute
- La Conclusione
- Fonte originale
Le Cellule enteroendocrine, o EEC, sono cellule speciali che si trovano nel rivestimento dei nostri intestini. Agiscono come piccoli sensori, controllando costantemente il cibo che mangiamo e come il nostro corpo reagisce. Quando le EEC captano certe cose, rilasciano sostanze chimiche che aiutano a mandare messaggi al nostro cervello e a regolare varie funzioni del corpo come la digestione e la fame.
Come Comunicano le EEC?
Le EEC possono rilevare una varietà di sostanze, tra cui nutrienti e chimici provenienti dal nostro ambiente. Quando percepiscono queste sostanze, producono importanti molecole di segnalazione. Alcune di queste includono Serotonina, che influisce sull'umore e sulla digestione; colecistochinina (CCK), che aiuta a regolare la digestione; peptide YY (PYY), che ti fa sentire sazio; e peptide 1 simile al glucagone (GLP-1), che gioca un ruolo nel controllo dei livelli di zucchero nel sangue. In sostanza, le EEC aiutano il nostro corpo a comunicare quello che sta succedendo nel nostro intestino al cervello e possono influenzare come il nostro corpo risponde al cibo.
Piretroidi: Gli Ospiti Indesiderati
Ora parliamo dei piretroidi. No, non sono un nuovo genere musicale o un passo di danza alla moda. I piretroidi sono un tipo di insetticida, comunemente usato in case, giardini e fattorie per controllare i parassiti. Anche se possono tenere lontani gli insetti, queste sostanze chimiche possono anche rimanere nel nostro cibo e acqua, portando a potenziali esposizioni negli esseri umani, specialmente con l'uso continuato in agricoltura.
La maggior parte delle volte, le persone vengono esposte a questi pesticidi in piccole quantità nel lungo periodo. In rari casi, ricevere una dose alta può portare a effetti collaterali poco divertenti come crisi e problemi cognitivi. Questo perché i piretroidi possono interferire con il sistema nervoso sovrastimolando alcuni canali nelle nostre cellule, in particolare i canali del sodio a controllo di tensione (VGSC). Immagina i tuoi nervi che si eccitano un po' troppo, proprio come quando bevi un doppio espresso!
La Connessione Tra le EEC e i Piretroidi
Poiché le EEC sono proprio nel rivestimento intestinale dove avviene tutta questa esposizione, è probabile che siano tra le prime cellule che i piretroidi colpiscono. Le ricerche indicano che queste cellule sono sensibili alla tossicità dei piretroidi. Quando gli scienziati hanno testato un comune piretroidi chiamato Deltametrina, hanno scoperto che poteva interferire con le funzioni delle EEC.
In un laboratorio scientifico, i ricercatori hanno esposto colture cellulari di EEC alla deltametrina e hanno monitorato vari percorsi chimici. Hanno scoperto che la deltametrina alterava i percorsi di segnalazione nelle EEC, influenzando particolarmente come producono e rilasciano sostanze chimiche importanti come serotonina e GLP-1.
Gli Effetti della Deltametrina sulle EEC
Quando le EEC sono state trattate con deltametrina, i ricercatori hanno notato alcuni cambiamenti notevoli. L'espressione di diversi geni chiave coinvolti nella produzione e rilascio di serotonina è diventata disfunzionale. Questo significava che le EEC non erano in grado di funzionare correttamente, il che potrebbe interrompere i normali processi digestivi.
I ricercatori hanno anche notato che la deltametrina interferiva con la capacità delle EEC di rilasciare GLP-1, specialmente quando erano stimolate da altri segnali come l'epinefrina (l'ormone dello "stress"). Pensa a questo come a un piccolo ingorgo nel tuo intestino, dove le EEC agitano le mani ai segnali ma non riescono a far passare i messaggi.
Test sugli Topi: Uno Sguardo Più Visto
Per vedere come questi effetti si manifestavano in esseri viventi, gli scienziati hanno coinvolto i topi. Hanno somministrato ai topi una dose di deltametrina e hanno osservato come ciò influisse sulla loro digestione e comportamento.
Dopo aver dato ai topi la deltametrina, i ricercatori hanno esaminato la loro produzione fecale e la motilità intestinale. Hanno scoperto che i topi trattati con deltametrina producevano meno pellet fecali dopo poche ore. Questo indicava che il trattamento provocava un rallentamento temporaneo nella loro digestione, simile a ciò che si potrebbe provare dopo aver mangiato troppo in un buffet—o dopo aver mangiato il buffet stesso!
Dopo 24 ore, la produzione fecale e il transito intestinale dei topi sembravano tornati alla normalità, indicando che, mentre la deltametrina aveva un forte effetto immediato, il suo impatto non era permanente—come un brutto taglio di capelli che cresce in poche settimane.
Perché La Serotonina È Importante?
La serotonina è meglio conosciuta come la sostanza chimica "del buon umore", ma è anche cruciale per una corretta digestione. Circa il 90% della serotonina si trova nell'intestino, dove gioca un ruolo fondamentale nella regolazione dei movimenti intestinali. La diminuzione dei livelli di serotonina notata dopo l'esposizione alla deltametrina potrebbe spiegare i sintomi simili alla stitichezza osservati nei topi. Sarebbe come un agente di polizia del traffico che cerca di dirigere il traffico in una parata mentre tutti gli altri continuano a girare in tondo!
Il Quadro Generale: Interferenza Ormonale
Quindi, cosa significa tutto questo? Beh, il piretroidi non solo ha interrotto i livelli di serotonina, ma ha anche influenzato altri ormoni intestinali importanti come Insulina e Leptina. L'insulina aiuta a controllare i livelli di zucchero nel sangue, mentre la leptina segnala al corpo di smettere di mangiare. Quando i topi sono stati esposti a un pasto misto dopo il trattamento con deltametrina, i loro livelli di insulina e leptina erano più bassi rispetto a quelli che non erano stati trattati.
Questa interruzione nella segnalazione ormonale potrebbe contribuire a problemi più grandi, come aumento di peso o problemi con la glicemia. I ricercatori hanno osservato che i topi esposti alla deltametrina hanno mangiato più cibo nelle settimane successive rispetto ai controlli. Fondamentalmente, i topi stavano diventando dei piccoli ippopotami affamati, forse a causa dei segnali contrastanti che i loro corpi stavano ricevendo.
Esplorando il Legame con i Problemi di Salute
Le implicazioni di queste scoperte sono significative, soprattutto poiché l'esposizione ai piretroidi è stata collegata a vari problemi di salute. Gli studi mostrano che l'attivazione errata dei segnali nell'intestino può portare a problemi digestivi, sindrome metabolica e anche disturbi neuroevolutivi.
Ad esempio, la stitichezza è comune nella malattia di Parkinson, una condizione che è stata anche associata all'esposizione ai pesticidi. Quando consideriamo che le EEC sono fondamentali per la segnalazione intestinale e che i piretroidi possono interrompere le loro funzioni, sorgono domande su come l'esposizione a lungo termine a questi pesticidi possa influenzare la salute generale.
La Conclusione
In conclusione, mentre i piretroidi sono ottimi per tenere lontani i parassiti, potrebbero anche comportare conseguenze indesiderate, specialmente per la nostra salute intestinale. Le cellule enteroendocrine, essendo i soldati di prima linea nel nostro sistema digestivo, mostrano come queste sostanze chimiche possano potenzialmente interferire con i sistemi di segnalazione del corpo.
La ricerca sugli effetti della deltametrina sulle EEC e sulla salute intestinale nel complesso fa luce sulla necessità di studiare come i fattori ambientali, compresi i pesticidi ampiamente utilizzati, possano influenzare la nostra salute in modi che potremmo ancora non capire completamente.
Quindi, la prossima volta che vedi uno spray per insetti, ricorda: potrebbe tenere lontani gli insetti, ma potrebbe anche creare problemi nel tuo intestino!
Fonte originale
Titolo: The pyrethroid insecticide deltamethrin disrupts neuropeptide and monoamine signaling pathways in the gastrointestinal tract
Estratto: Enteroendocrine cells (EECs) are a rare cell type of the intestinal epithelium. Various subtypes of EECs produce distinct repertoires of monoamines and neuropeptides which modulate intestinal motility and other physiologies. EECs also possess neuron-like properties, suggesting a potential vulnerability to ingested environmental neurotoxicants. One such group of toxicants are pyrethroids, a class of prevalent insecticides used residentially and agriculturally. Pyrethroids agonize voltage-gated sodium channels (VGSCs), inducing neuronal excitotoxicity, and affect the function of monoamine-producing neurons. Given their anatomical location at the interface with the environment and their expression of VGSCs, EECs likely represent a vulnerable cell-type to oral pyrethroid exposure. In this study, we used the EEC cell line, STC-1 cells, to evaluate the effects of the common pyrethroid deltamethrin on the functional status of EECs. We find that deltamethrin impacts both expression of serotonergic pathways and inhibits the adrenergic-evoked release of an EEC hormone, GLP-1, in vitro. In a mouse model of oral exposure, we found that deltamethrin induced an acute, yet transient, loss of intestinal motility, in both fed and fasted conditions. This constipation phenotype was accompanied by a significant decrease in peripheral serotonin production and an inhibition of nutrient-evoked intestinal hormone release. Together, these data demonstrate that deltamethrin alters monoaminergic signaling pathways in EECs and regulates intestinal motility. This work demonstrates a mechanistic link between pyrethroid exposure and intestinal impacts relevant to pyrethroid-associated diseases, including inflammatory bowel disease, neurodegenerative disease, and metabolic disorders.
Autori: Alexandria C. White, Ian N. Krout, Sabra Mouhi, Jianjun Chang, Sean D. Kelly, W. Michael Caudle, Timothy R. Sampson
Ultimo aggiornamento: 2024-12-17 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.14.628386
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.14.628386.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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