Czynniki, które zmodyfikowały metabolizm istot żywych i ich środowiska w odniesieniu do zanieczyszczenia środowiska

Rozwój różnych procesów rozwoju przemysłowego, rolniczego i miejskiego jest ukierunkowany, w taki czy inny sposób, na postęp i poprawę jakości życia. Te działania, do których dołączają krajowe, spowodowały bardzo poważne globalne zanieczyszczenie środowiska.

Ogromna większość antropogenicznych substancji chemicznych stosowanych w industrializacji zmienia środowisko. W konsekwencji czynniki związane z zanieczyszczeniem, takie jak pestycydy i dwutlenek azotu, wpływają na metabolizm komórkowy i środowisko istot żywych.

Procesy metaboliczne są związane ze spełnieniem wszystkich funkcji życiowych, takich jak oddychanie, trawienie i homeostaza. Występuje w nich szereg reakcji fizycznych i chemicznych, na które wpływają między innymi zmiany pH i temperatury..

Metabolizm bierze udział, między innymi, w tworzeniu i rozkładzie tkanek ciała oraz w pozyskiwaniu i rezerwowaniu energii jako podstawowego źródła funkcjonowania organizmu.

Czynniki, które zmodyfikowały metabolizm istot żywych i ich środowiska

Stosowanie pestycydów

Rozwój działalności rolniczej spowodował potrzebę stosowania substancji zwalczających owady, które wpływają na żywotność upraw.

Obecnie stosuje się bardzo silne pestycydy, takie jak chlorowodory, które są stabilne w środowisku. Organofosforany są również stosowane, mniej stabilne niż poprzednie, ale o wysokim poziomie toksyczności.

Skażenie środowiska przez pestycydy wynika głównie z jego bezpośredniego zastosowania w uprawach rolnych. Wynika to również z niedostatecznej konserwacji zbiorników magazynowych i pozostałości, które można znaleźć między innymi w ziemi.

W ten sposób toksyczne cząstki zostają włączone do powietrza, wody i gleby, modyfikując w ten sposób ich własne właściwości. Na przykład gleba ulega degradacji, powodując między innymi zmiany jej pH, wilgotności i temperatury.

Pozostałości pestycydów są przenoszone z gleby do paszy, która jest konsumowana przez zwierzęta. Te toksyczne substancje są przechowywane w tłuszczu, zwiększając ich stężenie w mleku i mięsie.

Pestycydy są rozproszone w środowisku, stając się zanieczyszczeniami dla istot biotycznych, które tworzą różne ekosystemy. Zatem stabilność metaboliczna jest zagrożona, co stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego.

Neurotoksyczność

Specjaliści przeprowadzili badania nad wpływem pestycydów fosforoorganicznych na zwierzęta. Wyniki pokazują, że nawet w niskich stężeniach te substancje toksyczne są substancjami zaburzającymi gospodarkę hormonalną.

W ten sposób mogą powodować zmiany w transmisji synaptycznej, a także modyfikować mechanizmy homeostatyczne układu neuroendokrynnego.

Etapy największej wrażliwości na ekspozycję na pestycydy to rozwój embrionalny i pierwsze lata życia, okresy, w których procesy wzrostu komórek są kontrolowane przez hormony.

Każda modyfikacja w jakimkolwiek procesie metabolicznym wpływa na układ odpornościowy, rozwój mózgu i narządów, takich jak tarczyca.

Oś podwzgórza, przysadki i tarczycy jest wrażliwa na pestycydy. Działają one poprzez zmniejszenie produkcji hormonu tyroksyny, ze względu na niską odpowiedź TSH na TRH. W ten sposób dysfunkcja występuje między podwzgórzem a przysadką mózgową.

Gdy działanie pestycydów wpływa na homeostazę, zmienia się również wytwarzanie hormonów tarczycy. W konsekwencji modulacja działania serotoninergicznego i katecholaminergicznego, działanie wykonywane przez wspomniany hormon, modyfikuje różne metabolizmy zachodzące na poziomie mózgu.

Dioksyny

Dioksyny są uważane za trwałe zanieczyszczenia organiczne, charakteryzujące się wysokim potencjałem toksycznym. Po wejściu do organizmu pozostają w nim przez długi czas, ze względu na ich dużą stabilność chemiczną i utrwalenie w tkance tłuszczowej, gdzie są przechowywane.

W środowisku gromadzą się w całym łańcuchu troficznym, więc im wyższe jest zwierzę, tym większa ilość dioksyn w twoim ciele. Inną drogą transmisji jest matka, dziecko, łożysko i mleko matki.

Dioksyny są produktami ubocznymi procesów przemysłowych, takich jak wytapianie, papier bielący z chlorem i produkcja herbicydów. Mogą również wystąpić w pożarach lasów i erupcjach wulkanicznych.

Spalanie odpadów szpitalnych i ciał stałych, takich jak tworzywa sztuczne lub papier, jest zwykle główną przyczyną zanieczyszczenia środowiska przez ten pierwiastek, ponieważ spalanie to jest niekompletne.

Działanie to powoduje rozproszenie dioksyn w powietrzu do ekosystemów, mających najwyższe stężenie w glebie i osadach. Są również przechowywane w żywności, takiej jak mięso, nabiał, owoce morza i ryby.

Wpływ na żywe istoty

Ten toksyczny związek jest uważany przez Światową Organizację Zdrowia za „ludzki czynnik rakotwórczy”. Ponadto może wpływać na rozwój i układ rozrodczy, nerwowy, odpornościowy i hormonalny.

U ludzi narażenie na dioksyny może powodować ciemne plamy i trądzik chlorowy. Powoduje również pogorszenie różnych procesów metabolicznych wątroby. W wysokich stężeniach może powodować zmiany poziomu hormonów i metabolizmu glukozy.

U zwierząt może powodować uszkodzenie wątroby, utratę wagi i zaburzenia równowagi hormonalnej. Niektóre gatunki mają problemy na poziomie immunologicznym, zmniejszając zdolność do zwalczania wirusów i bakterii.

Dwutlenek azotu

Ostatnie badania potwierdzają wpływ zanieczyszczenia powietrza na metabolizm. Według WHO ten rodzaj zanieczyszczeń jest odpowiedzialny za ponad 5,4% zgonów ludzi na całym świecie.

Dwutlenek azotu jest związkiem chemicznym, którego głównym źródłem jest spalanie pojazdów silnikowych. Występuje również w gazach emitowanych przez przemysł. Naturalnie występuje w erupcjach wulkanicznych i pożarach lasów.

Smog jest zwykle związany prawie wyłącznie z problemami oddechowymi i zaburzeniami sercowo-naczyniowymi. Obecnie badania donoszą, że osoby, które były narażone na działanie tego zanieczyszczenia, mogą mieć większe ryzyko zachorowania na cukrzycę typu 2.

Naukowcy ustalili, że wyższy poziom ekspozycji na NO2 zwiększa oporność na insulinę. Ponadto, ponieważ występuje zmiana w funkcjach metabolicznych komórek β, następuje zmniejszenie wydzielania insuliny.

Wykazano również, że gdy ciało ma kontakt z dwutlenkiem azotu, może nastąpić wzrost podskórnej tkanki tłuszczowej brzucha.

Gdy narażenie płodu na zanieczyszczenie powietrza pojawia się w związku z NO2, przy narodzinach dziecko może mieć szybki wzrost wagi. Może to spowodować zwiększenie ryzyka kardiometabolicznego w środkowym okresie dzieciństwa.

Referencje

1. WHO (2019). Dioksyny i ich wpływ na zdrowie człowieka. Pobrane z who.int.
2. Françoise Brucker-Davis (2009). Wpływ syntetycznych chemikaliów środowiskowych na funkcje tarczycy. Źródło z liebertpub.com.
3. Kim JT, Lee HK. (2014). Zespół metaboliczny i zanieczyszczenia środowiska z perspektywy mitochondriów. NCBI. Pobrane z ncbi.nlm.nih.gov.
4. Brigitte Le Magueresse-Battistoni, Hubert Vidal i Danielle Naville (2018). Zanieczyszczenia środowiska i zaburzenia metaboliczne: scenariusz życia z wieloma ekspozycjami. Pobrane z ncbi.nlm.nih.gov.
5. Fiorella, Sarubbi & Palomba, Raffaele, Assunta, Arrichiello i Auriemma, Giuseppe. (2016). Wpływ zanieczyszczenia środowiska na profil produkcji i metabolizmu u krów bawołów. Researchgate. Pobrane z researchgate.net.
6. Sung Kyun Park (2017). Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego i cukrzyca typu 2: czy metaboliczne skutki zanieczyszczenia powietrza zaczynają się we wczesnym okresie życia? American Diabetes Association. Źródło: diabetes.diabetesjournals.org.
7. Yasmin Morales Ovalles, Leticia Miranda de Contreras, Maria Luisa Di Bernardo Navas (2014). Neurotoksyczność pestycydów jako czynników zaburzających gospodarkę hormonalną: przegląd. Źródło z scielo.org.ve.
8. Brian A. Neel1 i Robert M. Sargis (2011). Paradoks postępu: zakłócenia środowiskowe w metabolizmie i epidemii cukrzycy. American Diabetes Association. Źródło: diabetes.diabetesjournals.org.