Исследователи Кембриджского университета провели масштабный лабораторный анализ химических веществ и выявили 168 соединений, токсичных для бактерий, обитающих в здоровом кишечнике человека. Эти вещества подавляют рост бактерий, которые, как считается, важны для здоровья. Большинство из них, вероятно, попадает в организм с пищей и водой или из окружающей среды; прежде не предполагалось, что они воздействуют на бактерии.
Пытаясь противостоять химическим загрязнителям, бактерии могут менять свою работу. Некоторые из них также становятся устойчивыми к антибиотикам, например к ципрофлоксацину. Если это происходит в кишечнике человека, инфекции может быть труднее лечить.
В исследовании проверили действие 1076 химических загрязнителей на 22 вида кишечных бактерий. Среди веществ, вредных для них, — пестициды, в том числе гербицид глифосат и инсектициды, распыляемые на сельскохозяйственные культуры, а также промышленные химикаты, применяемые в антипиренах и пластмассах.
Микробиом кишечника человека включает около 4500 разных видов бактерий, которые помогают нормальной работе организма. Нарушение его баланса может иметь разнообразные последствия для здоровья, в том числе проблемы с пищеварением, ожирение, а также изменения в работе иммунной системы и психическом здоровье.
Стандартные оценки безопасности химических веществ не учитывают воздействие на микробиом кишечника. При этом химикаты разрабатывают для воздействия на определённые мишени: например, инсектициды должны действовать на насекомых.
На основе полученных данных исследователи создали модель машинного обучения, которая предсказывает, могут ли промышленные химикаты — уже используемые или только разрабатываемые — нанести вред кишечным бактериям человека. Работа и модель опубликованы в журнале Nature Microbiology.
Первый автор исследования, доктор Инда Ру из подразделения токсикологии MRC Кембриджского университета, сказала: «Мы обнаружили, что многие вещества, предназначенные для воздействия только на один тип мишеней — например, насекомых или грибки, — влияют и на кишечные бактерии. Нас удивило, насколько сильным было действие некоторых из этих веществ. Например, прежде не считалось, что многие промышленные химикаты, такие как антипирены и пластификаторы, с которыми мы регулярно контактируем, вообще влияют на живые организмы. Но они влияют».
Старший автор исследования, профессор Киран Патил из того же подразделения, отметил: «Главное преимущество этого масштабного исследования в том, что теперь у нас есть данные, позволяющие предсказывать воздействие новых химических веществ. Наша цель — прийти к будущему, в котором новые вещества будут безопасны уже на этапе разработки».
Доктор Стефан Камрад, также участвовавший в исследовании, сказал: «При оценке безопасности новых химических веществ, предназначенных для использования человеком, необходимо убедиться, что они безопасны и для кишечных бактерий, которые могут подвергаться их воздействию через пищу и воду».
Сведений о прямом воздействии химических веществ из окружающей среды на микробиом кишечника и, в свою очередь, на здоровье человека пока мало. По мнению исследователей, кишечные бактерии, вероятно, регулярно контактируют с проверенными веществами, однако точные концентрации, достигающие кишечника, неизвестны. Чтобы оценить риск, потребуются дальнейшие исследования воздействия химикатов на организм в целом.
Патил добавил: «Теперь, когда мы начали выявлять такие взаимодействия в лабораторных условиях, важно собирать больше данных о реальном воздействии химических веществ, чтобы выяснить, наблюдаются ли подобные эффекты в организме».
Пока исследователи советуют мыть фрукты и овощи перед едой и не использовать пестициды в саду, чтобы постараться снизить воздействие химических загрязнителей.