MN: пестициды повреждают клеток мозга и повышают риск развития болезни Паркинсона

Широко применяемый в сельском хозяйстве пестицид хлорпирифос может играть существенную роль в развитии болезни Паркинсона. К такому выводу пришли ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, объединившие многолетние эпидемиологические данные с экспериментами на животных. Исследование показало, что вещество нарушает работу клеточного механизма очистки нейронов, из-за чего в мозге накапливаются токсичные белки.

Работа опубликована в журнале Molecular Neurodegeneration (MN).

Болезнь Паркинсона развивается из-за постепенной гибели нейронов, вырабатывающих дофамин, — ключевой нейромедиатор, отвечающий за контроль движений. По мере утраты этих клеток у пациентов появляются тремор, мышечная скованность и проблемы с равновесием.

Хлорпирифос — органофосфатный инсектицид, используемый с 1960-х годов. Хотя в США его бытовое применение запретили около 20 лет назад, в коммерческом сельском хозяйстве он по-прежнему применяется.

Сначала исследователи проанализировали данные крупного проекта Parkinson's Environment and Genes, охватывающего жителей трех сельскохозяйственных округов Центральной долины Калифорнии. Они сравнили 829 пациентов с болезнью Паркинсона и 824 здоровых добровольца, используя государственные отчеты о применении пестицидов с 1974 года. Оценивалось, сколько хлорпирифоса распылялось рядом с домами и местами работы участников на протяжении десятилетий.

Анализ показал: люди с наибольшим кумулятивным воздействием хлорпирифоса имели риск развития болезни Паркинсона более чем в 2,5 раза выше, чем те, кто почти не контактировал с веществом.

Чтобы проверить, способен ли пестицид напрямую повреждать нейроны, ученые провели эксперименты на мышах.

Животных в течение 11 недель подвергали воздействию аэрозоля хлорпирифоса, имитируя вдыхание химиката вблизи сельхозугодий. После этого у мышей появились двигательные нарушения, а анализ мозга выявил потерю около 26% дофаминовых нейронов в черной субстанции — ключевой зоне, поражаемой при болезни Паркинсона. Кроме того, в мозге накапливался патологический белок альфа-синуклеин и наблюдались признаки воспаления.

На следующем этапе ученые использовали модель данио-рерио (зебрафиш), чтобы разобраться в молекулярном механизме. Оказалось, что хлорпирифос блокирует аутофагию — клеточную "систему утилизации", которая отвечает за удаление поврежденных белков и органелл. Когда этот процесс останавливается, токсичные белки, включая альфа-синуклеин, начинают накапливаться и убивают нейроны.

Ключевым подтверждением стала серия "спасательных" экспериментов: стимуляция аутофагии или удаление гена, отвечающего за синуклеин, защищали дофаминовые клетки даже в присутствии пестицида. Это говорит о том, что хлорпирифос не убивает нейроны напрямую, а выводит из строя системы клеточного обслуживания.