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# 生物学 # 薬理学と毒性学

ピレトロイドが腸細胞に与える影響

農薬が腸内健康にどんな影響を与えるか、腸内内分泌細胞を通じて発見しよう。

Alexandria C. White, Ian N. Krout, Sabra Mouhi, Jianjun Chang, Sean D. Kelly, W. Michael Caudle, Timothy R. Sampson

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農薬と腸の健康 農薬と腸の健康 だ。 ピレトロイドは腸の細胞やホルモンを乱すん
目次

内分泌細胞、つまりEECは、私たちの腸の内壁にある特別な細胞なんだよ。食べるものや体の反応を常にチェックする小さなセンサーみたいなもの。EECが特定の物事を感じ取ると、脳にメッセージを送るための化学物質を放出して、消化や空腹感などいろんな体の機能を調整するんだ。

EECはどうやってコミュニケーションするの?

EECは栄養素や環境中の化学物質など、いろんなものを感知できるんだ。これらの物質を感じると、重要な信号分子を生成する。セロトニンは気分や消化に影響を与えるし、コレシストキニン(CCK)は消化を調整するのを助ける。ペプチドYY(PYY)は満腹感を感じさせるし、グルカゴン様ペプチド1(GLP-1)は血糖値のコントロールに関与してる。要するに、EECは腸内で起こってることを脳に伝えて、体が食べ物にどう反応するかに影響を与えてるんだ。

ピレスロイド:歓迎されないゲスト

次はピレスロイドについて話そう。新しい音楽のジャンルやかっこいいダンスムーブじゃないよ。ピレスロイドは、家庭や庭、農場で害虫をコントロールするためによく使われるタイプの殺虫剤なんだ。虫を寄せ付けないかもしれないけど、これらの化学物質は私たちの食べ物や水に残ることがあって、特に農業で使い続けると、人間にも影響が出る可能性があるんだ。

ほとんどの場合、人は長い間少しずつこれらの農薬にさらされるんだ。稀に、大きな量を摂取すると、発作や認知の問題といった楽しくない副作用が出ることも。なぜなら、ピレスロイドは神経系をかき乱すことがあって、特に細胞の電位依存性ナトリウムチャネル(VGSC)を過剰に刺激するから。ダブルエスプレッソを飲んだときの神経がちょっとハイになってる感じを想像してみて!

EECとピレスロイドの関連性

EECは腸の内壁にあって、こうした曝露が起こる場所にいるから、ピレスロイドが初めに影響を受ける細胞の一つだと思われるんだ。研究によると、これらの細胞はピレスロイドの毒性に敏感なんだって。科学者たちが一般的なピレスロイドであるデルタメトリンを試したとき、EECの機能が乱れることがわかったんだ。

科学ラボでは、研究者たちはEECの細胞培養にデルタメトリンを曝露させて、さまざまな化学経路を監視したんだ。デルタメトリンはEEC内の信号経路を変化させ、特にセロトニンやGLP-1といった重要な化学物質の生成と放出に影響を与えることがわかったんだ。

デルタメトリンがEECに与える影響

EECにデルタメトリンを処理したとき、研究者たちはいくつかの注目すべき変化に気づいた。セロトニンの生成と放出に関与するいくつかの重要な遺伝子の発現が乱れたんだ。これは、EECがうまく機能できなくなったことを意味していて、通常の消化プロセスが乱れる可能性があるんだ。

研究者たちは、デルタメトリンがEECがGLP-1を放出する能力にも干渉したことに気づいた、特にエピネフリン(「戦うか逃げるか」ホルモン)などの他の信号によって刺激されたときに。これは、EECが信号に手を振ってるけどメッセージが通らない小さな交通渋滞みたいに考えてね。

マウスでのテスト:詳しく見る

これらの影響が生きている生物全体でどうなるのかを知るために、科学者たちはマウスを使ったんだ。彼らはマウスにデルタメトリンを投与して、その消化や行動にどんな影響があるかを観察したんだ。

マウスにデルタメトリンを与えた後、研究者たちはその糞の排出量や腸の動きを見たんだ。デルタメトリンを投与されたマウスは、数時間後に糞の pellets が少なかったんだ。これは、治療が一時的に消化を遅らせたことを示していて、まるでビュッフェで食べ過ぎた後の感覚に似てる—またはビュッフェ自体を食べた後みたいにね!

24時間後、マウスの糞の排出量や腸の動きは元に戻ったようで、デルタメトリンが強い即効性のある影響を与えたけど、その影響は永続的ではなかった—まるで数週間で伸びる悪い髪型みたいに。

セロトニンの重要性

セロトニンは「気分を良くする」化学物質として知られてるけど、適切な消化にも重要なんだ。セロトニンの約90%は腸にあって、腸の動きを調整する重要な役割を果たしてる。デルタメトリン曝露後にセロトニンのレベルが低下したことは、マウスに観察された便秘のような症状を説明するかもしれない。まるでパレードで交通整理をしている警官が、他の人たちが円を描き続けているようなものだ!

大局的な視点:ホルモン干渉

じゃあ、これは何を意味するのか?つまり、ピレスロイドはセロトニンレベルを乱すだけじゃなく、インスリンやレプチンといった他の重要な腸ホルモンにも影響を与えるんだ。インスリンは血糖値をコントロールし、レプチンは体に食べるのをやめるように信号を送る。マウスがデルタメトリン治療後に混合食を与えられたとき、アクティブに治療を受けていないマウスに比べてインスリンとレプチンのレベルが低かったんだ。

このホルモン信号の乱れは、体重増加や血糖の問題などの大きな問題に寄与する可能性がある。研究者たちは、デルタメトリンに曝露されたマウスが翌週、対照群に比べてもっと食べ物を食べていることに気づいた。要するに、彼らの体が受け取っている混乱した信号のせいで、マウスたちはお腹をすかせた小さなカバになっていったんだ。

健康問題との関連を探る

これらの発見の含意は重要で、特にピレスロイドへの曝露がさまざまな健康問題に関連付けられているから。研究によると、腸内の信号がうまく働かないことは消化問題や代謝症候群、さらには神経発達障害を引き起こす可能性があるんだ。

例えば、パーキンソン病では便秘が一般的で、この状態は農薬への曝露とも関連しているんだ。EECは腸の信号に重要で、ピレスロイドがその機能を乱す可能性があることを考えると、これらの農薬に長期的に曝露されることが、全体的な健康にどんな影響を与えるかについての疑問が生まれるよ。

要点

結論として、ピレスロイドは害虫を遠ざけるのには役立つけど、腸の健康に予期しない影響を及ぼす可能性があるんだ。内分泌細胞は消化システムの最前線にいて、これらの化学物質が体の信号システムにどのように干渉するかを示してる。

デルタメトリンがEECや腸全体に与える影響に関する研究は、環境要因、特に広く使用されている農薬が、私たちの健康にどのように影響を与えるかを理解する必要があることを示しているんだ。

だから、次に虫スプレーを見たときは、虫を寄せ付けないかもしれないけど、腸の中で問題を引き起こすかもしれないってことを覚えておいてね!

オリジナルソース

タイトル: The pyrethroid insecticide deltamethrin disrupts neuropeptide and monoamine signaling pathways in the gastrointestinal tract

概要: 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.

著者: Alexandria C. White, Ian N. Krout, Sabra Mouhi, Jianjun Chang, Sean D. Kelly, W. Michael Caudle, Timothy R. Sampson

最終更新: 2024-12-17 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.14.628386

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.14.628386.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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