Nowe, szeroko zakrojone badanie przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Cambridge ujawnia, że aż 168 substancji chemicznych powszechnie występujących w żywności, wodzie i środowisku może być toksycznych dla bakterii jelitowych człowieka. Wyniki opublikowane w Nature Microbiology wskazują, że chemikalia zaprojektowane z myślą o celowanym działaniu – jak insektycydy czy herbicydy – mogą nieoczekiwanie wpływać również na kluczowe dla zdrowia gatunki bakterii. Zaburzenia mikrobiomu mogą prowadzić do wielu konsekwencji: od problemów trawiennych, przez otyłość, aż po zaburzenia odporności i zdrowia psychicznego.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jakie grupy substancji chemicznych – w tym pestycydy i środki zmniejszające palność – wykazują toksyczny wpływ na bakterie jelitowe człowieka.
- Dlaczego zaburzenia mikrobiomu mogą sprzyjać problemom trawiennym, otyłości, obniżeniu odporności oraz zwiększeniu ryzyka chorób psychicznych.
- Jak naukowcy z Cambridge przetestowali 1076 substancji chemicznych na 22 gatunkach bakterii i co odkryli dzięki modelowi uczenia maszynowego.
- Dlaczego zmiana funkcjonowania bakterii jelitowych pod wpływem zanieczyszczeń może prowadzić do antybiotykooporności i jakie działania ochronne może podjąć każdy z nas.
Zakres badania – ponad tysiąc substancji chemicznych przetestowanych na bakteriach jelitowych
Badanie objęło 1076 zanieczyszczeń chemicznych, które poddano analizie laboratoryjnej. Naukowcy przetestowali ich wpływ na 22 gatunki bakterii jelitowych, reprezentujących kluczowe funkcje zdrowego mikrobiomu. Wśród toksycznych substancji znalazły się:
- pestycydy stosowane w rolnictwie (herbicydy, insektycydy),
- środki zmniejszające palność,
- plastyfikatory stosowane w tworzywach sztucznych,
- chemikalia obecne w wodzie pitnej oraz przetworzonej żywności.
Dr Indra Roux, główna autorka badania, zauważyła:
Odkryliśmy, że wiele substancji chemicznych, zaprojektowanych do działania tylko na jeden rodzaj celu, na przykład owady lub grzyby, wpływa również na bakterie jelitowe. Byliśmy zaskoczeni, że niektóre z tych substancji chemicznych wywierają tak silne działanie.
Dlaczego toksyczność dotyczy także bakterii jelitowych?
Standardowe oceny bezpieczeństwa chemicznego koncentrują się na wpływie substancji na organizm człowieka, ale pomijają wpływ na mikrobiom jelitowy. Tymczasem bakterie jelitowe pełnią podstawowe funkcje organizmu, takie jak:
- regulacja metabolizmu,
- rozkład związków odżywczych,
- produkcja witamin,
- modulowanie odporności i osi mózg–jelita.
Substancje chemiczne mogą zakłócać te procesy. Co więcej, część bakterii – próbując uodpornić się na toksyny środowiskowe – rozwija mechanizmy odporności, które mogą równocześnie zwiększać oporność na antybiotyki, takie jak cyprofloksacyna. To poważne zagrożenie kliniczne.
Toksyczność pestycydów i chemikaliów powszechnego użytku
Wśród toksycznych substancji wykryto:
- herbicydy i insektycydy, które trafiają do żywności poprzez opryski,
- środki zmniejszające palność, stosowane w meblach, tekstyliach i elektronice,
- plastyfikatory, będące składnikiem wielu tworzyw sztucznych.
Co istotne, wiele z tych substancji nie wykazuje toksycznego wpływu na makroorganizmy, ale silnie oddziałuje na mikroorganizmy jelitowe. Dr Roux podkreśla:
Wiele przemysłowych substancji chemicznych, takich jak środki zmniejszające palność i plastyfikatory – z którymi regularnie się stykamy – nie miało w ogóle wpływu na organizmy żywe, a jednak tak się dzieje.
Nowy model uczenia maszynowego – przełom w ocenie zagrożeń chemicznych
W oparciu o zebrane dane naukowcy stworzyli model uczenia maszynowego, który może przewidywać wpływ substancji chemicznych – obecnych i projektowanych – na bakterie jelitowe. Profesor Kiran Patil, główny autor badania, wyjaśnia:
Prawdziwa siła tego szeroko zakrojonego badania polega na tym, że dysponujemy teraz danymi pozwalającymi przewidywać skutki działania nowych substancji chemicznych, a naszym celem jest dążenie do przyszłości, w której nowe substancje chemiczne będą bezpieczne od samego początku.
To krok w kierunku bardziej odpowiedzialnego projektowania chemikaliów, uwzględniającego nie tylko toksyczność dla ludzi i środowiska, ale także wpływ na mikrobiom jelitowy.
Konieczność nowych standardów bezpieczeństwa
Dr Stephan Kamrad zwraca uwagę:
Oceny bezpieczeństwa nowych substancji chemicznych przeznaczonych do stosowania u ludzi muszą gwarantować, że są one również bezpieczne dla naszych bakterii jelitowych, które mogą być narażone na działanie tych substancji poprzez żywność i wodę.
W tej chwili brakuje badań nad realną ekspozycją ludzi na te substancje — a to konieczny krok, aby ocenić pełne ryzyko.
Co można zrobić już dziś? Proste działania ochronne
Choć badania wciąż trwają, naukowcy podkreślają, że można ograniczyć narażenie na chemikalia. Rekomendują:
- mycie owoców i warzyw przed spożyciem,
- unikanie pestycydów w przydomowych ogrodach,
- wybieranie produktów o mniejszej zawartości plastiku,
- ograniczanie żywności wysoko przetworzonej.
Patil dodaje:
Teraz, gdy zaczęliśmy odkrywać te interakcje w warunkach laboratoryjnych, ważne jest, aby zacząć zbierać więcej danych na temat rzeczywistego narażenia na substancje chemiczne, aby sprawdzić, czy podobne skutki występują w naszych organizmach.
Główne wnioski
- W badaniu zidentyfikowano 168 substancji chemicznych toksycznych dla bakterii jelitowych, w tym powszechnie stosowane herbicydy, insektycydy, plastyfikatory i środki zmniejszające palność.
- Przetestowano 1076 związków chemicznych na 22 gatunkach bakterii, wykazując, że wiele z nich – choć zaprojektowanych do oddziaływania na owady czy grzyby – wpływa również na mikrobiom człowieka.
- Ekspozycja na te substancje może prowadzić do zaburzeń mikrobiomu, które wiążą się z otyłością, problemami trawiennymi, spadkiem odporności, a nawet ryzykiem chorób psychicznych.
- Badacze opracowali model uczenia maszynowego, który pozwala przewidzieć toksyczność nowych substancji wobec mikrobiomu i podkreślają potrzebę włączenia mikrobiomu do ocen bezpieczeństwa chemicznego.
Źródło:
- https://www.nature.com/articles/s41564-025-02182-6
- University of Cambridge
