Gemeinsamen Insektizid erhöht Diabetes-Risiko, Tricks-Melatonin-Rezeptor

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UB-Wissenschaftler haben Beweise, die Exposition gegenüber einer der am häufigsten verwendeten Insektizide schafft ein höheres Risiko für Stoffwechselerkrankungen wie diabetes.

Gemeinsamen Insektizid erhöht Diabetes-Risiko, Ahmt Melatonin

Dieses Bild wird veranschaulicht, wie Melatonin (in gelb) und carbaryl, (in helltürkis), eine häufig verwendete Insektizid, direkt an der gleichen verbindlichen Region auf den menschlichen Melatonin-Rezeptor binden.

Synthetische Chemikalien, die üblicherweise in Insektiziden und Gartenprodukte binden an die Rezeptoren, die Regeln unserer biologischen Uhren, Universität von Buffalo Forscher herausgefunden haben.

Die Forschung zeigt, dass die Exposition gegenüber diesen Insektiziden nachteilig beeinflusst Melatonin Rezeptor Signalgebung, erstellen ein höheres Risiko für Stoffwechselerkrankungen wie diabetes.

Veröffentlicht am Dez. 27 in Chemical Research in Toxicology, die Forschung kombiniert einen big-Data-Ansatz, mittels Computer-Modellierung auf Millionen von Chemikalien, mit standard-nass-Labor-Experimente. Es wurde finanziert durch einen Zuschuss aus dem National Institute of Environmental Health Sciences, Teil der National Institutes of Health.

Störungen im menschlichen zirkadianen Rhythmen sind dafür bekannt, Menschen einem höheren Risiko für Diabetes und andere Stoffwechselerkrankungen zu setzen, aber der Mechanismus ist nicht gut verstanden.

“Dies ist der erste Bericht zeigt wie Umweltchemikalien in Haushaltsprodukten gefunden mit menschlichen Melatonin-Rezeptoren interagieren,” genannten Margarita L. Dubocovich, PhD, Senior-Autor auf Papier und SUNY Distinguished Professor im Institut für Pharmakologie und Toxikologie und senior Prodekan für Vielfalt und Integration in der Jacobs School of Medicine und biomedizinischen Wissenschaften bei UB.

“Niemand dachte, dass diese Verbindungen die Melatonin-System betroffen war, aber das ’ s, was unsere Forschung zeigt,” Sie sagte.

Die aktuelle Forschung konzentriert sich auf zwei Chemikalien, Carbaryl, die dritte am meisten eingesetzte Insektizid in den USA. aber das ist illegal in einigen Ländern, und carbofuran, die giftigsten Carbamat-Insektizid, Das wurde für Anwendungen auf Nahrungspflanzen für den menschlichen Verzehr seit gesperrt 2009. Es ist noch in vielen Ländern verwendet., einschließlich Mexiko und Spuren bestehen in Essen, Pflanzen und Tiere.

“Wir fanden, dass beide Insektizide Melatonin strukturell ähnlich sind und dass beide Affinität zu den Melatonin zeigte, MT2-Rezeptoren, Das kann potenziell Glukose-Homöostase und Insulin-Sekretion beeinflussen.,” Diese Marina Popevska-Gorevski, Co-Autor, jetzt ein Wissenschaftler mit Boehringer Ingelheim Pharma, gearbeitet in Dubocovich ’ s-Lab verdienen ihr Meister ’ s Grad bei UB. “Das heißt, die Aussetzung zu ihnen setzen könnte mit einem höheren Risiko für Diabetes Menschen und auch Auswirkungen auf Schlaf-Muster.”

Die Ergebnisse zeigen, dass es erforderlich zu prüfen, Umweltchemikalien auf ihre Fähigkeit zur zirkadianen Tätigkeit stören, etwas, das nicht vom Bundes-Regulierungsbehörden derzeit geprüft wird. Die UB-Forscher entwickeln eine schnelle Bioassay, die möglicherweise zu beurteilen, Umweltchemikalien für diese Art von Aktivität.

Die Arbeit ist Teil einer größeren Anstrengung von Dubocovich und ihre Kollegen bei UB, ihre Chem2Risk-Pipeline zu entwickeln, Kombination von UB ’ s Know-how in computational Biology und Melatonin-Rezeptor-Pharmakologie.

“Unser Ansatz integriert sich nahtlos das Screening von Umweltchemikalien durch Computersimulation, in Vitro und in vivo Techniken, um das Risiko zu Messen präsentieren diese Chemikalien für verschiedene Krankheiten Endpunkte,” erklärt Raj Rajnarayanan, PhD, Erstautor und Assistant Professor für Pharmakologie und Toxikologie bei UB.

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Die UB-Datenbank enthält etwa 4 Millionen Chemikalien berichtet, um einige Grad der Toxizität. “Von denen, Wir haben Hunderttausende von Verbindungen, die leicht verfügbare chemische Strukturen hatten, so dass wir sie studieren könnte identifiziert,” Rajnarayanan erklärt. Nach Gruppierung der Chemikalien in Clustern nach ihrer Ähnlichkeit, Sie fanden mehrere mit funktionellen Gruppen ähnlich wie melatonin.

Verwendung von prädiktiven computergestützten Modellierung und in-vitro-Experimente mit Zellen, die menschlichen Melatonin-Rezeptoren ausdrücken, Sie fanden, dass Carbamate selektiv mit einem Melatonin-Rezeptor interagieren. Diese Interaktion kann stören Melatonin Signalisierung und wichtige regulatorische Prozesse im Körper verändern.

“Durch direkte Interaktion mit Melatonin-Rezeptoren im Gehirn und die peripheren Geweben, Umweltchemikalien, z. B. carbaryl, wichtige physiologische Prozesse führt zu falsch ausgerichtete Tagesrhythmus stören können, Schlaf-Muster, und veränderte Stoffwechselfunktionen erhöht das Risiko für chronische Krankheiten wie Diabetes und Stoffwechselerkrankungen,” sagte Dubocovich.

Zum Beispiel, Sie erklärte, Es gibt eine feine Balance zwischen der Freisetzung von Insulin und Glucose in der Bauchspeicheldrüse zu ganz bestimmten Zeiten des Tages, aber wenn dieses Gleichgewicht, über einen langen Zeitraum hinweg gestört wird, besteht ein höheres Risiko an Diabetes zu erkranken.

Dubocovich ist eine international bekannte Autorität auf das Gehirn Hormon Melatonin und wie Melatonin-Rezeptoren reguliert werden. Ihre Arbeit hat das wissenschaftliche Verständnis von Melatonin zirkadianen Rhythmen und die menschliche Gesundheit im allgemeinen Auswirkungen deutlich gesteigert, einschließlich Schlafstörungen, metabolische Krankheit und Drogenabhängigkeit.

Popovska-Gorevski präsentiert vorläufige Ergebnisse auf dieser Arbeit auf die 2014 Experimentelle Biologie-Meeting in San Diego, Auszeichnung ein beste abstrakte aus der Toxikologie Division der amerikanischen Gesellschaft für Pharma- und experimentellen Therapeutik und eine Best Poster Award aus Upstate New York Pharmacology Society.

Quelle: Universität von Buffalo
Bildnachweis: Raj Rajnarayanan, UB
Zeitschrift: Chemical Research in Toxicology
Funder: National Institutes of Health

Ursprüngliche Quelle: Gemeinsame Insektizide imitieren melatonin, Erstellen von höheren Risiko für Diabetes und Stoffwechselerkrankungen

Damit verbundenen Journal Artikel: Carbamat Insektizide Ziel menschlichen Melatonin-Rezeptoren

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