Izhodišča in namen raziskave

Čeprav je veliko znanega o tem, da lahko različne snovi iz okolja (vključno s težkimi kovinami, industrijskimi izpusti ipd.) okvarjajo živčevje in da je slednje na tovrstne dejavnike občutljivo v zlasti t. i. kritičnih obdobjih razvoja, ki zajemajo predvsem obdobje pred rojstvom in zgodnje otroštvo, se glavnina raziskav osredotoča na preučevanje mehanizmov okvar živčnih celic, precej manjši delež pa na mehanizme okvar celic glije, ki nevronom omogočajo normalno delovanje. Med temi so tudi oligodendrociti, ki s tvorbo mielinskega ovoja prispevajo k hitrejšemu prevajanju akcijskih potencialov med nevroni ter posledično k posredovanju in obdelavi informacij v osrednjem živčevju. Ker razvoj oligodendrocitov iz matičnih (prekurzorskih) celic pospešeno poteka v prvih dveh letih življenja, tvorba mielina pa poleg otroštva poteka tudi v obdobjih adolescence in zgodnje odraslosti, je časovno okno večje ranljivosti oligodendrocitov za škodljive vplive iz okolja dokaj široko. Avtorji povzete raziskave so s kombinacijo izsledkov epidemioloških raziskav ter poskusov na celičnih kulturah in živalskih modelih opredelili nekatere snovi, pogoste v domačem okolju, ki lahko okrnijo normalno zorenje in delovanje oligodendrocitov.

Metodološke značilnosti in rezultati

Avtorji so v prvem delu raziskave preverjali vpliv 1823 spojin iz knjižnice Agencije za varovanje okolja v ZDA na preživetje in razvoj mišjih oligodendrocitnih prekurzorskih celic v kulturi. Skupno 292 spojin so opredelili kot citotoksične (tj. preživetje celic se je po izpostavitvi tem snovem v primerjavi z izpostavitvijo kontrolni spojini zmanjšalo za vsaj 30 %), 47 jih je razvoj oligodendrocitov zavrlo, 22 pa spodbudilo (kar so ocenili glede na izražanje beljakovine, ki je sicer značilna za zrele oligodendrocite, na površini preučevanih celic). Z nadaljnjimi poskusi in uporabo računalniških modelov so opredelili kemijsko zgradbo najbolj škodljivih spojin za oligodendrocitne prekurzorje ter ugotovili, da gre večinoma za kvaterne spojine z osrednjim dušikovim ali fosforjevim atomom (tj. kvaterne amonijeve in fosfonijeve spojine), ki so v teh celicah na različne načine (in pri bistveno nižjih koncentracijah kot v sočasno preučevanih kulturah mišjih astrocitov in fibroblastov) sprožile apoptozo. Ker so nekatere izmed njih zaradi baktericidnih učinkov prisotne tudi v razkužilih za domačo rabo, druge pa so sestavni del nekaterih pesticidov ter ognjevarnih snovi v pohištvu, gradbenih materialih in elektronskih napravah, so raziskovalci v naslednjem koraku preverili, kakšen je njihov učinek na oligodendrocite pri mladih poskusnih miših. Ugotovili so, da preučevane spojine lahko prečkajo krvno-možgansko pregrado in v visokih koncentracijah prispevajo k propadu oligodendrocitov v številnih predelih osrednjega živčevja, vključno s prečnikom, malimi možgani, možgansko skorjo in hipokampusom. Število nevronov je bilo nekoliko znižano zgolj v malih možganih poskusnih živali, kar po mnenju raziskovalcev izkazuje večjo dovzetnost oligodendrocitov v primerjavi z drugimi celicami za učinke preučevanih spojin, do podobnega zaključka pa so prišli tudi na podlagi izsledkov poskusov z možganskimi organoidi, ustvarjenimi iz človeških pluripotentnih matičnih celic. Zadnji del raziskave je zajemal preučevanje morebitne povezanosti med izpostavljenostjo preučevanim spojinam (na podlagi laboratorijske določitve presnovkov v krvi in seču) in slabšim doseganjem nevrorazvojnih mejnikov na vzorcu otrok v ZDA, pri slednjih pa so se zaradi ključne vloge normalnega delovanja oligodendrocitov pri pomnjenju, učenju in gibalnem razvoju osredotočili predvsem na motnje gibalnega razvoja in potrebo po prilagojenem načinu poučevanja. Podatke so pridobili iz baz Centrov za nadzor in preprečevanje bolezni (angl. United States Centers for Disease Control and Prevention) ter Nacionalne raziskave za preučevanje zdravja in prehranjenosti (angl. National Health and Nutrition Examination Survey) v ZDA, rezultati statistične analize, pri kateri so upoštevali dejavnike, kot so starost, spol, družbeno-ekonomske dejavnike in kazalnike ledvične funkcije, pa so pokazali, da so višje vrednosti presnovkov nekaterih izmed preučevanih snovi v urinu otrok sovpadale z večjo verjetnostjo izbranih nevrorazvojnih motenj.

Zaključki

Avtorji v sklepnem delu raziskave izpostavljajo svoje izsledke kot iztočnico za podrobnejše toksikološko in epidemiološko preučevanje vpliva kvaternih amonijevih in fosforjevih spojin ter ognjevarnih organofosfatnih spojin na zdravje ljudi, saj je zaradi njihove splošne prisotnosti v domačem okolju verjetnost izpostavljenosti izrazita.

Povzela: Lana Blinc, dr. med.