Kaliforniya Üniversitesi San Diego Tıp Fakültesi’ndeki araştırmacılar, neredeyse asırlık, devam eden bir deniz plankton araştırmasından alınan örnekleri kullanarak, dünya okyanuslarının bazı kısımlarında bulunan insan yapımı kimyasalların artan seviyelerinin, insan aktivitesinin etkisini izlemek için kullanılabileceğini öne sürüyorlar.
Ekosistem sağlığı ve bir gün okyanus kirliliği ile kara kaynaklı çocukluk ve yetişkin kronik hastalık oranları arasındaki bağlantıları incelemek için kullanılabilir.
Kıdemli yazar Robert K. Naviaux, MD, PhD, “Bu, uzay ve zaman boyunca deniz kirliliğindeki tarihsel eğilimleri yeniden oluşturmak için Sürekli Plankton Kaydedici (CPR) Araştırmasından arşivlenmiş plankton örneklerini kullanmanın fizibilitesini test etmeye yönelik bir pilot çalışmaydı” dedi. UC San Diego Tıp Fakültesi’nde Tıp, Pediatri ve Patoloji Bölümü’nde profesör. “1980’lerden beri dünya çapında meydana gelen çocukluk ve erişkin kronik hastalıklarındaki endişe verici artış, bu yeni yöntemleri keşfetmeye motive oldu.
“Son araştırmalar, okyanus kirliliği ile insan sağlığı arasındaki sıkı bağlantının altını çizdi. Bu çalışmada şu soruyu sorduk: Plankton maruziyetindeki (bir ömür boyu maruz kalınan tüm maruziyetlerin ölçüsü) değişiklikler ekosistem ve balıkçılık sağlığı ile ilişkili midir?
“Ayrıca ikinci bir soru sormak için zemin hazırlamak istedik: Planktondaki insan yapımı kimyasallar, küresel kemosferde çocukluk ve yetişkin hastalıklarına katkıda bulunabilecek değişiklikleri ölçmek için bir barometre olarak kullanılabilir mi? Başka bir deyişle, hipotezi test etmek istedik. Planktonun hızlı değişimi ve kontaminasyona duyarlılığı onları kömür madenindeki kanaryanın deniz versiyonu yapabilir.”
Merkezi Birleşik Krallık’ta bulunan CPR Araştırması, dünyadaki en uzun soluklu, coğrafi olarak en kapsamlı deniz ekolojisi araştırmasıdır. 1931’den bu yana neredeyse 300 gemi, tüm dünya okyanuslarında, Akdeniz, Baltık ve Kuzey denizlerinde ve tatlı su göllerinde plankton ve çevresel ölçümleri yakalayan örnekleme cihazlarını çekerek 7,2 milyon milden fazla yol kat etti.
Çaba, başka yerlerdeki tamamlayıcı programlarla birlikte, deniz planktonunun refahına dayalı olarak okyanusların genel sağlığını belgelemeyi ve izlemeyi amaçlıyor – yumuşakçalardan diğer birçok su canlısının beslenmesini sağlayan genellikle küçük organizmalardan oluşan çeşitli bir koleksiyon.
Pasifik CPR’nin eski koordinatörü ve şu anda Kuzey Pasifik Deniz Bilimleri Örgütü’nün yönetici sekreteri olan PhD, çalışmanın ortak yazarı Sonia Batten, “Deniz planktonu tüm okyanus ekosistemlerinde var” dedi. “Besin ağının temelini oluşturan karmaşık topluluklar oluştururlar ve okyanusların sağlık ve dengesinin korunmasında önemli roller oynarlar. Plankton genellikle kısa ömürlüdür ve çevresel değişikliklere karşı çok hassastır.”
Naviaux, yardımcı yazar, Naviaux’nun laboratuvarında bir proje bilimcisi olan PhD Kefeng Li ve meslektaşları, 2002 ile 2020 arasında farklı zamanlarda Kuzey Pasifik’teki üç farklı yerden alınan plankton örneklerini değerlendirdiler ve ardından maruz kalmalarını değerlendirmek için çeşitli teknolojiler kullandılar. farmasötikler dahil olmak üzere farklı insan yapımı kimyasallara; endüstriyel kimyasallar gibi kalıcı organik kirleticiler (KOK’lar); pestisit; ftalatlar ve plastikleştiriciler (plastiklerden türetilen kimyasallar); ve kişisel bakım ürünleri.
Araştırmacılar, bu kirleticilerin birçoğunun son yirmi yılda miktar olarak azaldığını, ancak evrensel olarak ve genellikle karmaşık şekillerde azaldığını söyledi. Örneğin, analizler eski KOK’ların ve yaygın kullanılan antibiyotik amoksisilin düzeylerinin son 20 yılda Kuzey Pasifik Okyanusunda büyük ölçüde düştüğünü, bunun kısmen artan federal düzenlemeden ve Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada’daki genel antibiyotik kullanımındaki azalmadan kaynaklandığını öne sürmektedir. Bulgular, Rusya ve Çin’de kullanımda çakışan artışlarla karıştırılıyor.
En kirli numuneler, insan faaliyetlerine en yakın olan ve karasal akış ve su ürünleri yetiştiriciliği gibi olaylara maruz kalan kıyıya yakın alanlardan alındı. Bu yerlerde, kıyıya yakın ortamlarda yaşayan plankton taksonlarında daha yüksek seviyelerde ve daha fazla sayıda farklı kimyasal bulundu.
Yazarlar, pilot projelerinin plankton eksozomu, avcı-av ilişkileri ve etkilenen balıkçılık arasındaki korelasyonları incelemek için tasarlanan takip araştırmasına giden yolu gösterdiğini söyledi.
Naviaux, “Plankton maruziyetinin bebek ölümleri, otizm, astım, diyabet ve bunama gibi yakınlardaki insan popülasyonlarındaki önemli tıbbi eğilimlerle nasıl ilişkili olduğunu ve nasıl ilişkili olduğunu test etmek için epidemiyologlar ve deniz ekolojistleri tarafından yapılan takip çalışmalarına ihtiyaç var” dedi.
Naviaux, bulguların, kronik semptomlara yol açan hücre tehlike yanıtının (CDR) fazlarının devam ettiği birçok kronik hastalığın doğasını açıklamak için yeni ipuçları sunduğunu belirtti.
Naviaux ve meslektaşları, on yılı aşkın bir süredir, biriken verilerin otizm spektrum bozukluğu gibi nörogelişimsel bozukluklardan ALS gibi nörodejeneratif bozukluklara, kansere ve majör depresyona kadar çok sayıda hastalık ve kronik hastalığın en azından kısmen metabolik disfonksiyonun sonucu olduğunu öne sürdüğünü ileri sürdüler.
Naviaux, CDR’nin metabolik işlev bozukluğu ve kronik hastalık ile sonuçlanan çevresel faktörlerden nasıl etkilenebileceği de dahil olmak üzere konu hakkında kapsamlı yayınlar yapmıştır.
“CDR’nin amacı, hücrenin zarlarını sertleştirmesine, komşularıyla etkileşimini azaltmasına ve değiştirmesine ve tehlike geçene kadar enerji ve kaynakları savunma için yeniden yönlendirmesine neden olarak, hücrenin korunmasına yardımcı olmak ve yaralanmadan sonra iyileşme sürecini hızlı bir şekilde başlatmaktır. ,” dedi Naviaux.
“Ama bazen CDR takılıyor. Bu, hücrenin dünyaya tepki verme şeklini değiştirerek doğal iyileşme döngüsünün tamamlanmasını engelliyor. Bu olduğunda, hücreler, orijinal neden olmasına rağmen hala yaralı veya yakın bir tehlike içindeymiş gibi davranırlar. Yaralanma veya tehdit geçti. Birçok çevresel kimyasal, travma, enfeksiyon veya diğer stres türlerinin iyileşme döngüsünün tamamlanmasını geciktirebileceğini veya engelleyebileceğini öğrendik. Bu olduğunda, kronik hastalık semptomlarına yol açar. ”
“CDR, mitokondri ve hücre ile başlayan tüm vücut sürecidir. Mitokondri, hücrenin ve çevresinin kimyasını sürekli olarak izleyen biyo-bekçi görevi gören hücre içindeki organellerdir. Mitokondri, enerji için gerekli olan metabolik aktiviteyi düzenler ve ve hareket, doğuştan gelen bağışıklık, mikrobiyomun sağlığını düzenlemek ve yaralanma sonrası doku onarımı için gerekli yapı taşlarını yapmak için.”
Deniz plankton çalışmasında, Naviaux ve ortak yazarlar, perfloroalkil maddelerin (paketlemeden giysiye ve pişirme kabına kadar çeşitli günlük ürünlerde su direncini arttırmak için yaygın olarak kullanılan kimyasallar) plankton ekspozomunda öne çıktığını buldular.
Bu tür maddelerin, kortizol metabolizmasını ve organizmaların strese tepkilerini düzenlemek için kullanılan önemli bir enzim de dahil olmak üzere bazı mitokondriyal proteinleri inhibe ettiği bilinmektedir. Bulunan diğer kimyasallar arasında plastiklerden ftalatlar ve losyonlar ve şampuanlar gibi kişisel bakım ürünleri yer alıyor. Ftalatlar, 20 yıldan fazla bir süredir plankton eksozomunda artan ve mitokondri üzerinde hem doğrudan hem de dolaylı etkileri olan endokrin bozucu kimyasallardır.
Naviaux, “Plankton, eksozomlarındaki kimyasallara, kısmen kendi mitokondrilerindeki biyolojilerini değiştiren değişikliklerle yanıt veriyor,” dedi ve “insanların da öyle olduğunu iddia ediyorum. Umudum bizim yöntemlerimizin kullanılmasıdır.” Dünya çapındaki araştırma grupları tarafından geliştirilen bu proje, ekosistem sağlığı ile insan sağlığı arasındaki bağlantıyı güçlendirecek ve insanın kimyasal ayak izinin geçen yüzyılda nasıl değiştiğini izlemek için yeni araçlar sağlayacaktır.
“Bağlantıların yeterince yakın olduğu bulunursa, dünyanın dört bir yanındaki gözlemevlerinden gelen plankton keşifleri gelecekte insan hastalıklarına yol açan kirliliği izlemek ve azaltmak için kullanılabilir.”
Ortak yazarlar şunlardır: tümü UC San Diego’dan Jane C. Naviaux, Sai Sachin Lingampelly, Lin Wang ve Jonathan M. Monk; ve her ikisi de Marine Biological Association’dan Claire M. Taylor ve Clare Ostle.
Bu araştırmanın finansmanı kısmen, Kuzey Pasifik Araştırma Kurulu, Exxon Valdez Petrol Döküntüsü Mütevelli Heyeti, Gulf Watch Alaska, Kanada Balıkçılık ve Okyanuslar ve Deniz Departmanı’ndan oluşan Kuzey Pasifik Deniz Bilimleri Organizasyonu aracılığıyla bir fon sağlayıcılar konsorsiyumundan geldi. Biyolojik Dernek; UC San Diego Christini Fonu ve Lennox Vakfı.