Παρκινσονική νόσος: Έκθεση σε κοινό φυτοφάρμακο συνδέθηκε με 2,5 φορές υψηλότερο κίνδυνο

Η μακροχρόνια έκθεση στο χλωρπυριφό, ένα φυτοφάρμακο που χρησιμοποιείται εδώ και δεκαετίες στη γεωργία, συνδέθηκε με πάνω από 2,5 φορές υψηλότερο κίνδυνο εμφάνισης νόσου του Πάρκινσον. Εργαστηριακά πειράματα αποκάλυψαν επίσης έναν πιθανό μηχανισμό με τον οποίο η ουσία μπορεί να βλάπτει τον εγκέφαλο.

Ερευνητές του UCLA Health διαπίστωσαν ότι τα άτομα με μακροχρόνια οικιστική έκθεση στο χλωρπυριφό είχαν πάνω από 2,5 φορές μεγαλύτερο κίνδυνο να εμφανίσουν τη νόσο σε σύγκριση με όσους δεν είχαν εκτεθεί. Τα πειράματα έδειξαν ότι η ουσία μπορεί να παρεμβαίνει στην ικανότητα του εγκεφάλου να απομακρύνει τις κατεστραμμένες πρωτεΐνες, οδηγώντας στην απώλεια νευρικών κυττάρων που είναι απαραίτητα για τον έλεγχο της κίνησης.

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Molecular Neurodegeneration. Δεν περιορίστηκε στην καταγραφή της σύνδεσης ανάμεσα στην έκθεση στο φυτοφάρμακο και τη νόσο του Πάρκινσον: εξετάζοντας τι συμβαίνει στα εγκεφαλικά κύτταρα, οι ερευνητές εντόπισαν έναν βιολογικό μηχανισμό που θα μπορούσε μελλοντικά να προσφέρει νέους τρόπους προστασίας του εγκεφάλου.

Ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο φυτοφάρμακο και η πιθανή σύνδεσή του με τη νόσο

Η νόσος του Πάρκινσον επηρεάζει σχεδόν ένα εκατομμύριο Αμερικανούς. Πρόκειται για μια προοδευτική νευρολογική πάθηση που βλάπτει σταδιακά τα εγκεφαλικά κύτταρα τα οποία συμμετέχουν στον έλεγχο της κίνησης. Συχνά προκαλεί τρόμο, μυϊκή δυσκαμψία, επιβράδυνση των κινήσεων και δυσκολίες στον συντονισμό.

Χαρακτηριστικό γνώρισμα της νόσου είναι η απώλεια των νευρώνων που παράγουν ντοπαμίνη. Αυτός ο χημικός αγγελιοφόρος επιτρέπει στα νευρικά κύτταρα να επικοινωνούν και βοηθά τον εγκέφαλο να συντονίζει ομαλές, ελεγχόμενες κινήσεις. Καθώς μειώνονται τα επίπεδα ντοπαμίνης, ο εγκέφαλος δυσκολεύεται περισσότερο να ρυθμίσει τις κινήσεις.

Παρότι κληρονομικοί γενετικοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν το ποιος θα εμφανίσει τη νόσο, οι ερευνητές εξετάζουν όλο και περισσότερο και περιβαλλοντικές εκθέσεις που ενδέχεται να συμβάλλουν στην εμφάνισή της. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον συγκεντρώνουν τα φυτοφάρμακα, καθώς ορισμένες ουσίες που χρησιμοποιούνται για την εξόντωση εντόμων και άλλων γεωργικών παρασίτων μπορούν να επηρεάσουν βιολογικές διεργασίες στο νευρικό σύστημα.

Το χλωρπυριφό χρησιμοποιείται εκτεταμένα στη γεωργία εδώ και δεκαετίες. Η οικιακή χρήση του απαγορεύτηκε στις ΗΠΑ το 2001, ενώ το 2021 επιβλήθηκαν πρόσθετοι περιορισμοί στις γεωργικές εφαρμογές του. Ωστόσο, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε πολλές καλλιέργειες στις ΗΠΑ και εφαρμόζεται ευρέως και σε άλλες χώρες.

Επειδή η έκθεση μπορεί να έχει συμβεί χρόνια πριν από την εμφάνιση συμπτωμάτων, είναι σημαντικό να κατανοηθούν οι πιθανές μακροπρόθεσμες επιπτώσεις του χλωρπυριφού. Ο εντοπισμός συγκεκριμένων ουσιών που συνδέονται με τη νόσο θα μπορούσε να βοηθήσει στην ανάπτυξη στρατηγικών πρόληψης και να δείξει αν όσοι είχαν εκτεθεί στο παρελθόν ενδέχεται να ωφεληθούν από συχνότερη νευρολογική παρακολούθηση.

Πάνω από διπλάσιος κίνδυνος στη μελέτη

Για να διερευνήσουν τη σύνδεση, οι επιστήμονες του UCLA εξέτασαν στοιχεία από 829 άτομα με διάγνωση νόσου του Πάρκινσον και 824 άτομα χωρίς τη νόσο. Όλοι συμμετείχαν στη μακροχρόνια μελέτη του πανεπιστημίου Parkinson’s Environment and Genes, η οποία εξετάζει πώς οι περιβαλλοντικές εκθέσεις και οι κληρονομικοί παράγοντες επηρεάζουν τον κίνδυνο εμφάνισης της νόσου.

Οι ερευνητές συνδύασαν λεπτομερή αρχεία της Καλιφόρνιας για την εφαρμογή φυτοφαρμάκων με το ιστορικό διευθύνσεων κατοικίας και εργασίας των συμμετεχόντων. Έτσι, εκτίμησαν πόσο χλωρπυριφό μπορεί να είχαν συναντήσει με την πάροδο του χρόνου, ανάλογα με τις περιοχές όπου ζούσαν και εργάζονταν.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ισχυρή συσχέτιση: τα άτομα με παρατεταμένη οικιστική έκθεση στο χλωρπυριφό είχαν πάνω από 2,5 φορές μεγαλύτερο κίνδυνο νόσου του Πάρκινσον από εκείνα που δεν είχαν τέτοια έκθεση.

Η ανάλυση σε πληθυσμό δεν μπορεί να αποδείξει ότι το φυτοφάρμακο προκαλεί άμεσα τη νόσο. Για να εξετάσουν, όμως, αν το χλωρπυριφό μπορεί να προκαλέσει εγκεφαλικές βλάβες παρόμοιες με εκείνες που παρατηρούνται στους ασθενείς, οι ερευνητές προχώρησαν και σε εργαστηριακά πειράματα.

Πώς μπορεί να βλάπτει τα εγκεφαλικά κύτταρα

Η ομάδα εξέθεσε ποντίκια σε χλωρπυριφό σε μορφή αερολύματος για 11 εβδομάδες. Η έκθεση μέσω εισπνοής επιλέχθηκε ώστε να προσομοιάζει έναν συνηθισμένο τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι μπορεί να έρθουν σε επαφή με φυτοφάρμακα στο περιβάλλον.

Τα ποντίκια που εκτέθηκαν στην ουσία εμφάνισαν κινητικές δυσκολίες και απώλεια νευρώνων που παράγουν ντοπαμίνη. Αυτό είναι σημαντικό, καθώς η εκφύλιση αυτών των νευρικών κυττάρων αποτελεί βασικό χαρακτηριστικό της νόσου του Πάρκινσον.

Οι ερευνητές εντόπισαν επίσης φλεγμονή στους εγκεφάλους των ζώων, καθώς και μη φυσιολογική συσσώρευση μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται άλφα-συνουκλεΐνη.

Υπό φυσιολογικές συνθήκες, η άλφα-συνουκλεΐνη βρίσκεται στα νευρικά κύτταρα και συμμετέχει στη λειτουργία τους. Μπορεί, ωστόσο, να συσσωρευτεί σε μη φυσιολογικά συσσωματώματα, τα οποία συνδέονται στενά με τη νόσο του Πάρκινσον. Αυτές οι εναποθέσεις αποτελούν σημαντικό αντικείμενο έρευνας για τους λόγους που ορισμένα εγκεφαλικά κύτταρα εκφυλίζονται σταδιακά.

Συνολικά, τα ευρήματα έδειξαν ότι η έκθεση στο χλωρπυριφό μπορεί να αναπαράγει σε πειραματόζωα αρκετά βασικά χαρακτηριστικά της νόσου, ενισχύοντας τα βιολογικά στοιχεία που συνοδεύουν τα ευρήματα της πληθυσμιακής ανάλυσης.

Διαταραχή στο σύστημα «καθαρισμού» του εγκεφάλου

Στη συνέχεια, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ψάρια ζέβρα για να εξετάσουν πώς ακριβώς το χλωρπυριφό βλάπτει τους νευρώνες. Τα μικρά αυτά ψάρια χρησιμοποιούνται συχνά στη νευροεπιστημονική έρευνα, επειδή επιτρέπουν τη μελέτη βιολογικών διεργασιών που σχετίζονται με την ανάπτυξη και την επιβίωση των νευρικών κυττάρων.

Τα πειράματα έδειξαν ότι διαταράσσεται η αυτοφαγία, μια φυσική διαδικασία συντήρησης των κυττάρων που συμβάλλει στην απομάκρυνση κατεστραμμένων πρωτεϊνών και άλλων ανεπιθύμητων υλικών.

Η αυτοφαγία λειτουργεί σαν ένα εσωτερικό σύστημα ανακύκλωσης: τα κύτταρα τη χρησιμοποιούν για να διασπούν φθαρμένα ή ελαττωματικά συστατικά, ώστε να μην συσσωρεύονται δυνητικά επιβλαβή υλικά. Η διαδικασία είναι ιδιαίτερα σημαντική για τους νευρώνες, πολλοί από τους οποίους πρέπει να παραμένουν λειτουργικοί σε όλη τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου.

Όταν το χλωρπυριφό παρενέβαινε σε αυτό το σύστημα, κατεστραμμένα υλικά συσσωρεύονταν στους νευρώνες και συνέβαλλαν στην εκφύλισή τους.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι, όταν αποκαθιστούσαν τη διαδικασία κυτταρικού «καθαρισμού» ή αφαιρούσαν την πρωτεΐνη συνουκλεΐνη στα πειράματά τους, οι νευρώνες προστατεύονταν από τη βλάβη.

Το εύρημα υποδηλώνει ότι οι επιβλαβείς επιδράσεις του φυτοφαρμάκου μπορεί να εξαρτώνται εν μέρει από μια βιολογική οδό την οποία θα μπορούσαν να στοχεύσουν μελλοντικές θεραπείες.

Πιθανή νέα στρατηγική προστασίας από τη νόσο

Η ανακάλυψη αφήνει ανοιχτό το ενδεχόμενο ανάπτυξης θεραπειών που ενισχύουν τους μηχανισμούς κυτταρικού «καθαρισμού» του εγκεφάλου και προστατεύουν ευάλωτους νευρώνες. Τέτοιες θεραπείες θα μπορούσαν μελλοντικά να αποδειχθούν χρήσιμες για άτομα που έχουν εκτεθεί στο χλωρπυριφό ή σε άλλα φυτοφάρμακα που διαταράσσουν παρόμοιες διαδικασίες.

Ωστόσο, η προστατευτική επίδραση έχει μέχρι στιγμής καταδειχθεί μόνο σε εργαστηριακά μοντέλα. Χρειάζεται περισσότερη έρευνα για να διαπιστωθεί αν η ενίσχυση της αυτοφαγίας μπορεί να προλάβει ή να περιορίσει τη σχετιζόμενη με τα φυτοφάρμακα εγκεφαλική βλάβη στους ανθρώπους.

Οι επιστήμονες θέλουν επίσης να εξετάσουν αν άλλα ευρέως χρησιμοποιούμενα φυτοφάρμακα επηρεάζουν τους ίδιους κυτταρικούς μηχανισμούς. Παρότι η χρήση του χλωρπυριφού έχει περιοριστεί στις ΗΠΑ, πολλοί άνθρωποι είχαν εκτεθεί πριν από την επιβολή των περιορισμών, ενώ συγγενείς γεωργικές ουσίες εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως.

Τα ευρήματα θα μπορούσαν ακόμη να βοηθήσουν στον εντοπισμό ανθρώπων με ιστορικό σημαντικής έκθεσης σε φυτοφάρμακα, οι οποίοι ενδέχεται να ωφεληθούν από στενότερη νευρολογική παρακολούθηση. Η έγκαιρη αναγνώριση πιθανών αλλαγών στη λειτουργία του εγκεφάλου μπορεί να αποκτήσει μεγαλύτερη σημασία καθώς οι ερευνητές αναζητούν θεραπείες που επιβραδύνουν ή προλαμβάνουν την εξέλιξη της νόσου.

Ο δρ Τζεφ Μπρονστάιν, καθηγητής Νευρολογίας στο UCLA Health και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, τόνισε τη σημασία του εντοπισμού μιας συγκεκριμένης ουσίας, αντί να αντιμετωπίζονται όλα τα φυτοφάρμακα ως ενιαία κατηγορία.

«Η μελέτη καθιερώνει το χλωρπυριφό ως συγκεκριμένο περιβαλλοντικό παράγοντα κινδύνου για τη νόσο του Πάρκινσον, όχι απλώς τα φυτοφάρμακα ως γενική κατηγορία», δήλωσε ο δρ Τζεφ Μπρονστάιν.

«Δείχνοντας τον βιολογικό μηχανισμό σε ζωικά μοντέλα, καταδείξαμε ότι αυτή η συσχέτιση είναι πιθανό να είναι αιτιώδης. Η ανακάλυψη ότι η δυσλειτουργία της αυτοφαγίας οδηγεί στη νευροτοξικότητα υποδεικνύει επίσης πιθανές θεραπευτικές στρατηγικές για την προστασία των ευάλωτων εγκεφαλικών κυττάρων».