Скрытая угроза высоких урожаев: найден пестицид, который может ускорять гибель клеток мозга

Популярный в сельском хозяйстве пестицид хлорпирифос оказался связан с повышенным риском болезни Паркинсона. Учёные из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе установили, что вещество нарушает работу клеточных систем очистки, приводя к накоплению токсичных белков в мозге. К таким выводам специалисты пришли, объединив эпидемиологические данные и результаты экспериментов на животных. Об этом сообщает журнал Molecular Neurodegeneration.

Как пестицид влияет на мозг

Результаты исследования показывают, что хлорпирифос мешает процессу клеточной очистки — аутофагии, из-за чего в нейронах накапливаются дефектные белки. В норме этот механизм удаляет повреждённые структуры, но при его нарушении токсичные соединения начинают разрушать нервные клетки. Именно это, по словам исследователей, может стать одной из причин нейродегенерации при болезни Паркинсона.

Болезнь Паркинсона развивается из-за гибели клеток, вырабатывающих дофамин - вещество, контролирующее движение и координацию. Когда нейронов становится меньше, у человека появляются тремор, скованность и проблемы с равновесием.

История применения и масштабы

Хлорпирифос используется в сельском хозяйстве с 1960-х годов. В США его бытовое применение было запрещено ещё два десятилетия назад, однако в аграрном секторе он продолжает активно использоваться. Несмотря на накопленные данные о его токсичности, химикат по-прежнему применяют для борьбы с вредителями на полях.

Исследователи из Лос-Анджелеса проанализировали данные крупного проекта Parkinson's Environment and Genes, который охватывает жителей трёх сельскохозяйственных районов Центральной долины Калифорнии. В выборку вошли 829 пациентов с болезнью Паркинсона и 824 здоровых участника. Учёные сопоставили эти данные с отчётами о применении пестицидов, начиная с 1974 года.

"Люди с максимальным кумулятивным воздействием хлорпирифоса имеют риски болезни Паркинсона более чем в 2,5 раза выше, чем у тех, кто почти не контактировал с веществом", — говорится в отчёте исследования.

Эксперименты на животных

Чтобы подтвердить выводы, команда провела серию экспериментов на мышах. В течение 11 недель животных подвергали воздействию аэрозоля хлорпирифоса. В итоге у них появились нарушения движений, а при анализе мозга зафиксировали потерю около 26 % дофаминовых нейронов в чёрной субстанции — области, которая первой страдает при болезни Паркинсона.

Кроме того, в мозге мышей увеличилось содержание патологического белка альфа-синуклеина, сопровождавшееся воспалением тканей. Эти данные подтвердили, что пестицид способен вызывать изменения, сходные с процессами, происходящими у людей, страдающих паркинсонизмом.

Раскрытие механизма действия

Следующим этапом стали эксперименты с данио-рерио — лабораторными рыбками, на которых удобно изучать молекулярные процессы. Учёные установили, что хлорпирифос блокирует аутофагию — систему клеточной "утилизации". При её остановке вредные белки и повреждённые органеллы не выводятся из клетки, что приводит к их накоплению и гибели нейронов.

"Хлорпирифос не убивает клетки напрямую, но нарушает их внутренние механизмы самоочищения", — отмечается в статье Molecular Neurodegeneration.

Почему выводы важны для общества

Результаты исследования вызывают обеспокоенность, поскольку хлорпирифос до сих пор применяется в промышленном земледелии во многих странах. Учёные подчёркивают: необходимо пересмотреть стандарты безопасности и ужесточить контроль за использованием вещества, чтобы снизить потенциальные риски для здоровья. Новые данные о генетических механизмах восстановления мозга могут помочь понять, как защитить нервные клетки и сохранить их функции при воздействии токсинов.

Эти данные могут стать отправной точкой для дальнейших исследований, направленных на поиск безопасных альтернатив и разработку профилактических мер против нейродегенеративных заболеваний.