• Sunday June 16,2019

Wie kann ich sagen, ob Sie sich mit Fischen vergiften?

Anonim

Lesen Sie mehr über die Ergebnisse des Autors in Experimental Man, veröffentlicht von John Wiley and Sons.

Der Autor steht am Baker Beach in San Francisco mit seinem Fang des Tages.

Foto von Kathrin Miller

Wenn der Heilbutt an meinem Haken die Oberfläche durchbricht und sich vor der Küste von Bolinas, Kalifornien, in einem Seewasser spritzt, denke ich weniger an das Schicksal dieses Fisches als an mein eigenes. In Anbetracht dessen, dass ich plane, es zu töten und zu essen, könnte dies grausam erscheinen. Aber in den Fett- und Muskelzellen dieser flachen, seltsam aussehenden Kreatur ist eine Substanz, die für mich genauso giftig ist wie für ihn: Methylquecksilber, die häufigste Form von Quecksilber, die sich in Menschen (und Fischen) aufbaut. Bei der richtigen Dosis und Dauer der Exposition kann Quecksilber das Gedächtnis, die Lernfähigkeit und das Verhalten einer Person beeinträchtigen. Es kann auch das Herz und das Immunsystem schädigen. Dieses Schwermetall kann bereits in kleinen Mengen zu Geburtsfehlern bei im Mutterleib freiliegenden Feten und bei gestillten Neugeborenen führen, deren Muttermilch damit gefüttert ist.

Wissenschaftler haben mir versichert, dass eine Portion Heilbutt nirgends eine Dosis enthält, die Schaden anrichten könnte. Dies sind jedoch die gleichen Wissenschaftler, die zugeben, dass niemand genau weiß, wie hoch die Schwellenwertdosis ist, durch die Quecksilber Zellen im Gehirn und in der Leber subtil vergiftet, zwei Organen, in denen es sich ansammelt.

So beängstigend das klingen mag, die meisten von uns waren mit einer Abwehr gegen Quecksilberexposition geboren, die durch spezifische Sequenzen von genetischem Code ausgelöst wurde, die dazu führen, dass die meisten Menschen das Metall innerhalb von 30 bis 40 Tagen ausscheiden. Nicht jeder trägt diesen natürlichen Widerstand. Eine kleine Minderheit von Menschen trägt eine genetische Mutation, die dazu führt, dass ihre Zellen Quecksilber anscheinend länger aufbewahren - in seltenen Fällen bis zu 190 Tagen -, was die Chance für Zellschäden erheblich erhöht.

Solche genetischen Unterschiede können erklären, warum manche Menschen anfälliger für Quecksilbervergiftungen sind als andere. Diese Möglichkeit ist ein wachsendes, aber wachsendes Bestreben der Wissenschaftler, die Auswirkungen von Quecksilber und anderen Umweltfaktoren (von Schadstoffen über die Ernährung bis hin zu den ultravioletten Strahlen der Sonne) mit den individuellen genetischen Neigungen zu verknüpfen, mit denen jeder von uns geboren ist. "Toxikologen sagen, dass" die Dosis das Gift macht ", sagt die Quecksilberexpertin Jane Hightower, die in San Francisco interne Medizin praktiziert, " aber es ist klar, dass manche Menschen sogar gegenüber kleinen Belastungen empfindlicher sind als andere. "

Mangels eines besseren Begriffs bezeichne ich diese neue Wissenschaft als Human Envirogenomics, die Verschmelzung von Umwelttoxikologie und Genetik, zwei Bereiche, die bis vor kurzem nicht viel miteinander zu tun hatten. Die Forscher stellen jedoch fest, dass das Zusammenspiel der beiden uns zu dem macht, was wir sind, und bestimmt oft, ob wir gesund oder krank sind. "Der jüngste Anstieg chronischer Krankheiten wie Asthma und Autismus im Kindesalter kann nicht auf erhebliche Verschiebungen im menschlichen Genpool zurückzuführen sein", sagt der Arzt und Genetiker Francis Collins, ehemaliger Direktor des National Human Genome Research Institute. Collins räumt zwar ein, dass veränderte diagnostische Kriterien und ein gesteigertes Bewusstsein eine Rolle spielen könnten, sagt Collins jedoch, dass ein Großteil des Anstiegs „auf Umweltveränderungen zurückzuführen sein muss, die bei genetisch veranlagten Personen zu Krankheiten führen können.“ Eines Tages könnte die Umweltforschung dazu führen Die Sensibilität einer Person gegenüber Umweltgiften (wie Quecksilber) und das potenzielle Schaden aufgrund der Gene dieser Person. Ärzte könnten dann besser verstehen, wie solche Schäden vermieden werden können und wie Patienten behandelt werden, die schädlichen Chemikalien ausgesetzt sind.

Mann gegen Quecksilber
Die mögliche Verbindung zwischen Quecksilber und meiner eigenen DNA ist der Grund, warum ich jetzt eine zitternde Angelrute am Bug des Osprey halte, einen verwitterten 24-Fuß-Trawler. Ich führe eine Untersuchung durch: Ich prüfe meine Quecksilberwerte vor und nach dem Essen dieses Fisches - vorausgesetzt, ich lande ihn - und überprüfe meinen persönlichen genetischen Code, um zu sehen, ob ich einer der Glücklichen bin, der Quecksilber schnell auszuscheiden scheint. Gleichzeitig kann ich nicht anders, als mich zu fragen, ob dieses Selbstversuch ein Zeichen dafür ist, dass ich tatsächlich empfindlich auf Quecksilber bin und mein Gehirn bereits durcheinander gebracht hat. Ich hoffe, dass diese Tests, zusammen mit Gesprächen mit Experten auf der ganzen Welt und einem Besuch eines Umweltschützers in Maine, meine Entscheidung erleichtern werden, wenn ich mich beim nächsten Mal zwischen einem großen Fisch und einer Schüssel Nudeln entscheiden werde ein Restaurant.

Diese Erkundung ist der Auftakt für ein umfangreiches Projekt, in dem ich mich als menschliches Versuchskaninchen behandle und vier wichtige neue Bereiche der persönlichen Erkundung erforsche: Gene, Umwelt, Gehirn und Körper. Im Wesentlichen möchte ich zwei große persönliche Fragen beantworten: Wie gesund bin ich auf der tiefsten Ebene? Und was kann mir die scheinbar endlose Fülle an neuen High-Tech-Tests für verschiedene Krankheiten und Merkmale über meine Gesundheit jetzt und in der Zukunft sagen?

Mein Fischversuch begann ein paar Tage zuvor, als ich neun Milliliter Blut und einen Becher voll Pipi aufgab, um meinen normalen Gehalt an Methylquecksilber zu testen, dh den Hintergrund, den ich normalerweise in meinem Körper habe, weil ich im San Francisco des 21. Jahrhunderts lebte . Ich werde eine weitere Runde Körperflüssigkeiten aufgeben, nachdem ich den heutigen Fang zum Mittagessen und einige im Laden gekaufte Schwertfische zum Abendessen gegessen habe.

In meinem Vorher-Test für Methylquecksilber habe ich einen Gehalt von weniger als 4 µg / l (Mikrogramm pro Liter) registriert, sicher unter der EPA-Schwelle von 5, 8 µg / l. Das ist eine Erleichterung. Aber wird mein After-Level höher sein?

Große Fische sind bei weitem die häufigste Quelle für die Exposition von Quecksilber beim Menschen, obwohl Forscher eine Reihe anderer potenzieller Mitwirkender untersuchen. Im Jahr 2008 wurden in einer Studie an der Boston University traditionelle Kräuterprodukte getestet, die in Indien und den Vereinigten Staaten hergestellt wurden, und bei etwa einem Fünftel davon Blei, Quecksilber oder Arsen gefunden. Letztes Jahr hat die FDA eine weitere potenzielle Schadensquelle für Kinder und durch ihre Mütter Föten genannt: Quecksilber, das in Zahnamalgamen enthalten ist (diese silbernen Füllungen, die viele von uns in den Zähnen haben). Die FDA hat jedoch ein Urteil über die Auswirkungen auf die Gesundheit für diejenigen von uns reserviert, die sich nicht in einer frühen Entwicklungsphase befinden und nicht unter einer Erkrankung leiden, die uns empfindlicher für Quecksilber macht.

Methylquecksilber gelangte in meine Fische aus den Kohlekraftwerken am nördlichen Pazifik, von den Vereinigten Staaten und Mexiko bis nach Japan und China. Quecksilber wird aus hohen Stapeln ausgestoßen und verbleibt in der oberen Atmosphäre, bis der Regen es über den östlichen Pazifik herabführt, wo es sich mit Quecksilber aus anderen Quellen verbindet, während Bakterien und andere Mikroorganismen es in Methylquecksilber umwandeln. Nachdem das Quecksilber von Plankton aufgenommen wurde, steigt es die Nahrungskette nach oben: Das Plankton wird von kleinen Fischen gefressen, die dann von größeren Raubtieren aufgefressen werden. Jedes größere Tier sammelt mit jeder Mahlzeit mehr Quecksilber. Dieser Prozess erstreckt sich auf den Heilbutt, der jetzt ermüdend war und mir erlaubte, ihn einzulösen, während der Hauptmann des Osprey, Josh Churchman - ein Mann in den Fünfzigern mit einem dicken Bart, ergrauten Haaren und einer verblichenen Baseballmütze - sich weit nach vorne neigte eine Büchse mit Netz.

Das Osprey- Experiment ist ein Follow-up zu den von mir durchgeführten Tests, um meine internen Gehalte an 321 üblichen Schadstoffen zu überprüfen. Dieser Prozess wird als chemischer Körperlasttest bezeichnet. Wissenschaftler konnten Spuren von 163 dieser Verbindungen nachweisen, darunter Quecksilber, Flammschutzmittel, DDT, polychlorierte Biphenyle (PCB) und Phthalate (eine durchdringende Chemikalie, die Kunststoffe weich macht und die Zugabe von Shampoos, Seifen, Lotionen und Weichmachern erleichtert) Deodorants). Diese Schadstoffe wurden überall vom Nordpol bis zum Südpol und tief in jedem Ozean nachgewiesen. In Tierversuchen und bei versehentlichen hohen Expositionen des Menschen haben die Chemikalien eine Reihe von Schäden und Krankheiten verursacht, darunter Krebs, Sterilität und Geburtsfehler. Normalerweise zeigen sich die Verbindungen jedoch in so kleinen Mengen beim Menschen - Teile pro Million, Milliarden oder sogar Billionen -, dass die Wissenschaftler erst kürzlich die Werkzeuge entwickelt haben, um sie zu entdecken, und erst jetzt herauszufinden, wie schädlich sie wirklich sind.

Die Tests zeigten, dass meine Werte meistens durchschnittlich oder leicht über dem Durchschnitt liegen - eine weitere Erleichterung - mit ein paar Ausreißern wie DDT, einem Pestizid, dem ich als Kind ausgesetzt war, das in Ost-Kansas vor seinem Verbot von 1972 aufgewachsen war. Aber selbst mein hoher Anteil an DDT (und an DDE, einem Metaboliten, in den DDT in der Umgebung zerfällt) ist immer noch so winzig, dass mir kein offensichtlicher Schaden entstanden ist.

Zur Überprüfung meiner genetischen Stärke gegen solche Toxine werde ich dieses Mal Daten von mehr als 1, 5 Millionen DNA-Markern verwenden, die ich für dieses Projekt getestet hatte. Die Tests suchen nach Unterschieden in den DNA-Nukleotiden Adenosin, Thymin, Guanin und Cytosin (A, T, G und C - Buchstaben des genetischen Codes) zwischen einer Person und einer anderen Person oder zwischen einer Personengruppe und einer anderen Gruppe. Meine Ergebnisse enthalten Hinweise darauf, was mich genetisch von anderen Menschen unterscheidet, wie blaue oder braune Augen oder ein höheres Risiko, an Diabetes oder Herzerkrankungen zu erkranken. Es wurde festgestellt, dass andere DNA-Variationen entweder Schutz vor chemischen Schadstoffen oder eine Anfälligkeit gegenüber chemischen Schadstoffen bieten, obwohl der Großteil dieser Arbeit mit Tieren durchgeführt wurde.

In der letzten Zeit, in der sich die Umweltforschung etabliert hat, haben Wissenschaftler begonnen, genetische Marker bei Menschen zu testen, die am stärksten mit Schadstoffen in Berührung kommen. Eine Anstrengung, die 2006 einen großen Schub erhielt, als der Kongress die 40 Millionen US-Dollar-Initiative "Genes", "Environment" und "Health", a Programm, das von den National Institutes of Health (NIH) verwaltet wird. Seitdem hat die Initiative eine Reihe von Projekten finanziert, die die Auswirkungen gängiger Toxine wie Quecksilber, Ozon, Dieselabgase und Pestizide sowie andere Umwelteinflüsse wie Ernährung und Stress auf Krankheiten untersuchen. Das Projekt fördert auch die Entwicklung neuer Biomonitoring-Technologien, einschließlich besserer Methoden, um alles von psychischen Stressereignissen und Blut-Cortisol-Spiegeln bis hin zu schnell abbaubaren Chemikalien wie Phthalaten zu verfolgen. "Wir versuchen jetzt, relevante Daten zur Gen-Umwelt-Interaktion zu erhalten, um die Expositionsdaten mit den genetischen Daten abzugleichen", sagt Brenda Weis, ehemalige Projektmanagerin für die Initiative "Genes, Umwelt und Gesundheit" und jetzt beim NIH-Büro von der Direktor. „Die Initiative ist noch neu. Niemand weiß genau, was wir finden oder wie die Daten herauskommen werden. “

Quecksilber bewegt sich entlang der Nahrungskette, da das Plankton von kleinen Fischen gefressen wird, die dann von größeren Fischen aufgefressen werden und sich mit jeder Mahlzeit ansammeln.

In der Harvard School of Public Health untersucht die ähnlich benannte Gene Environment Initiative, wie Gene die Reaktion von Individuen auf Quecksilber- und Selenexposition beeinflussen. Selen, eine andere Chemikalie, die in Fischen vorkommt, kann einige der schädlichen Auswirkungen von Methylquecksilber mildern, auch wenn dies diskutiert wird. Das Harvard-Projekt greift auf medizinische Informationen zurück, die im Rahmen der Health-Study von Nurses und der Follow-up-Studie von Health Professionals gesammelt wurden, die den Gesundheitszustand von 120.000 Krankenschwestern in der Region Boston und darüber hinaus seit 1976 verfolgt. Diätetische Informationen werden mithilfe von Fragebögen gesammelt Quecksilber- und Selenlevel werden anhand der Ausschnitte von Zehennägeln gemessen, und genetische Informationen werden aus Blut- und Wangenabstrichen gewonnen.

"Angesichts der biologischen Relevanz von Quecksilber und Selen für die menschliche Gesundheit und früherer Kandidaten-Genstudien, die die Heritabilität belegen, erwarten wir die Entdeckung der wichtigsten neuen genetischen Regionen, die unser Verständnis der Schnittstellen zwischen Genen, Ernährungsgewohnheiten und Stoffwechsel erheblich verbessern werden", so das Forschungsteam sagte Harvard Public Health Now, eine Publikation der Harvard School of Public Health.

Die große Fischschlucht
Zurück auf dem Osprey nimmt Churchman meinen Heilbutt in sein Netz und lässt ihn auf das Deck fallen. Nachdem er es gestochen und etwas von seinem Blut abgelassen hat, fischen wir eine weitere Stunde lang zwischen weißen Kappen und einem stetigen, kühlen Wind, bevor wir mit einem zweiten Heilbutt und einem Steinfisch zurück zum Hafen von Bolinas fahren. Während das kleine Boot die Wellen reitet und die beiden Außenbordmotoren dröhnen, frage ich mich, was meine Tests über meine Anfälligkeit für Quecksilber aussagen werden. Habe ich ein Supergen in meinem Inneren, um Schwermetalle abzuwehren?

Ein paar Tage später esse ich den Heilbutt, den ich mit Butter und Basilikum gekocht habe, und dann zum Abendessen ein Schwertfischsteak, das mit Zitronensaft gegrillt wurde. Am nächsten Morgen habe ich noch neun Milliliter Blut entnommen und gebe einen weiteren Urinbehälter auf.

Bald erhalte ich meine Testergebnisse. Mit nur diesen beiden Mahlzeiten hat sich mein Quecksilberspiegel von 4 µg / l auf 13 µg / l erhöht und lag damit deutlich über dem von der EPA empfohlenen Gehalt von 5, 8 µg / l. Die Ergebnisse sind sogar noch größer als bei dem gleichen Test 2006, bei dem im Pazifik gefangener Fisch gefangen wurde. Der Vorher-Nachher-Test brachte mich von 5 µg / l auf 12 µg / l, ein Anstoß, der den Kinderarzt und Quecksilberexperten Leo Trasande von der Mount Sinai School of Medicine in New York City dazu brachte, mich dafür zu schimpfen, ein Fischschlucht “experimentieren.

"Keine Menge Quecksilber ist wirklich sicher", sagt Trasande, obwohl meine Ergebnisse weit weniger bedeutsam sind als bei Kindern oder bei Frauen im gebärfähigen Alter. Kinder haben im IQ Verluste bei 5, 8 µg / l erlitten, warnt er. Nach meiner ersten "Schlucht" hatte mir Trasande geraten, das Experiment nicht zu wiederholen. Ich beschloss, ihm nicht zu sagen, dass ich es noch einmal getan hatte.

Meine Gene und Merkur
Bewaffnet mit meinen Methylquecksilberdaten gehe ich als nächstes auf die Jagd, um herauszufinden, welche Gene in meine Zellen gesteckt sind und die mich in Zukunft keine großen Fische essen lassen. Die Reise beginnt mit einer E-Mail an Trasande, die mir mitteilt, dass er als Kliniker keine menschlichen Gene kennt, die durch Quecksilber beeinflusst werden, oder Tests zur Bestimmung des genetischen Arsenals eines Patienten für den Umgang mit Schwermetallen. Ich wende mich daher an tierische Toxikologen, die mehrere relevante Gene in Nagetieren, Fischen, Hunden, Delfinen, Hühnern und Fruchtfliegen identifiziert haben. Matthew Rand, ein Quecksilber-Toxikologe an der University of Vermont, hat in Fruit Fly-Modellen gezeigt, dass Quecksilber an Zellen, einschließlich Neuronen, bindet und Signale stört, die an die Zellen gesendet werden, die steuern, wie sie sich entwickeln, replizieren und sterben.

Rand weist auf eine menschliche Studie hin, die von Karin Broberg, einer Molekularbiologin an der Universität Lund in Schweden, durchgeführt wurde, die sich auf die toxischen Wirkungen von Metallen spezialisiert hat. 2008 veröffentlichte ihr Team eine Studie mit 365 Personen, in der untersucht wurde, ob genetische Varianten die Beseitigung von Gesamtquecksilber in roten Blutkörperchen beeinflussten. Sie schlussfolgerte, dass mutante Variationen zweier Gene ein kritisches System beim Menschen beeinflussen können, um toxische Metalle wie Quecksilber, Cadmium und Arsen aus dem Körper zu spülen.

Diese Gene werden GCLM und GSTP1 genannt und helfen bei der Produktion von Enzymen wie Glutathion-S-Transferase, die den Glutathionspiegel aufrechterhalten, der eine Rolle beim Ausstoßen von Metallen aus Zellen spielt. Zu wenig Glutathion ist laut Broberg einer der Faktoren, die dazu führen, dass Metalle in Zellen verbleiben. "Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass GCLM- Polymorphismen [Genvarianten], die die Glutathionproduktion beeinflussen, auch die Retention von Methylquecksilber beeinflussen", schrieb sie mir in einer E-Mail, "und GSTP1 könnte eine Rolle bei der Verbindung von Methylquecksilber mit Glutathion spielen." Brobergs Labor hat spezifische Positionen innerhalb der DNA-Sequenzen für die GCLM- und GSTP1- Gene identifiziert, die bei Mutation auf eine langsamere Eliminierung von Methylquecksilber aus Zellen hindeuten können.

In der Gensprache fand Brobergs Team heraus, dass einzelne Buchstaben in diesen Genen davon abhängen, wie Menschen Quecksilber halten oder ausscheiden. Bei einem Marker von Broberg im GSTP1- Gen haben Menschen, deren DNA ein A enthält, ein erhöhtes Risiko, Quecksilber länger zu behalten. Diejenigen mit zwei von ihnen haben ein noch höheres Risiko.

Ich bin verblüfft zu erfahren, dass ich ein Double-A bin, die Variante mit höherem Risiko. Brobergs Studie ist jedoch mit einem großen Vorbehalt verbunden: Dieses höhere Risiko zeigte sich nur bei denjenigen, die einen hohen Quecksilberanteil konsumierten. Eine andere Warnung ist, dass ein Marker, der isoliert betrachtet wird, keine anderen Gene und Faktoren berücksichtigt, die dieses singuläre Ergebnis negieren könnten. Rand sagt: "Es ist ein viel höheres Studienniveau mit mehr Probanden in der Kohorte erforderlich, bevor man zu dem Schluss kommt, dass ein Genotyp [die bestimmte genetische Variation einer Person] ein Risikofaktor ist." Broberg warnt auch noch vor diesen Daten bereit zur Bewertung der Quecksilberempfindlichkeit einer Person. Es weist jedoch auf die Art von Tests hin, die in Zukunft üblich werden können.

Glücklicherweise gibt es eine einfache Möglichkeit, eine Überdosierung mit Quecksilber zu vermeiden: Kein Heilbutt oder Schwertfisch mehr und keine Fische mehr. Nach Angaben der FDA und der meisten Experten enthalten kleine Fische und junge Fische weniger Quecksilber und sind wahrscheinlich sicherer zu essen.

Leider ist die Beseitigung der Quelle für die meisten anderen Schadstoffe, die wir einatmen, essen, trinken und über unsere Haut aufnehmen, nicht möglich, einschließlich künstlicher Chemikalien wie Phthalate und Perfluoroctansäuren, die in gefunden werden Teflon und andere weit verbreitete Produkte. Die Grundchemie dieser und tausender anderer hergestellter Verbindungen, die in Produkten des täglichen Lebens enthalten sind, erscheint in der Natur nicht; Sie sind so kürzlich in unsere Umwelt eingetreten, dass unsere Gene, Zellen, Gehirne und Körper noch keine Mechanismen für den Umgang mit ihnen entwickelt haben.

Mutante Variationen zweier Gene können sich auf ein kritisches System auswirken, um toxische Metalle wie Quecksilber aus dem Körper zu spülen.

"Das Glutathion-Enzym und andere Antioxidantien sind gut zu untersuchen", sagt die Ärztin Mady Hornig von der Mailman School of Public Health der Columbia University, deren Labor die Auswirkungen von Toxinen auf das Gehirn untersucht. „Aber ich denke nicht, dass sich jemand einfach ausruhen sollte, wenn er normal erscheint“ in Gentests, die nur einen oder wenige Marker betrachten. "Es gibt wahrscheinlich mehrere Gene, die dazu beitragen könnten." Hornig sagt, dass das Ziel darin besteht, eines Tages einen vorhersagenden Gentest durchzuführen, der das Potenzial einer Person für neuronale Störungen, wie etwa Autismus, abzielt, bei dem Umweltgifte wahrscheinlich sind auftreffen. "Wir suchen auch Marker im Blut, beispielsweise Proteomic-Marker", sagt sie. Zurzeit untersucht Hornigs Labor bei der Geburt konserviertes Nabelschnurblut und sucht nach Unterschieden zwischen dem Blut von Kindern, die autistisch wurden, und dem Blut von denen, die dies nicht taten. Die Ergebnisse werden später in diesem Jahr veröffentlicht.

Das erste evirogenomische Profil
In der Nähe des Acadia-Nationalparks im Nordosten von Maine spüre ich, wie der kalte Wind vom Ozean am Mount Desert Island Biological Laboratory weht, einer Ansammlung von Gebäuden, die von Schnee umhüllt und von winterlichen Bäumen umgeben sind. Ich bin hierher gekommen, um mehr über die einzigartige Mischung meines Körpers aus Umweltgiften und Genetik von Wissenschaftlern zu erfahren, die die Comparative Toxicogenomics Database (CTD) betreiben, ein Online-Tool für die Envirogenomik, das Tausende von Chemikalien, Genen und Krankheiten miteinander verknüpft . Eine der Koordinatoren des von der NIH finanzierten Projekts ist Carolyn Mattingly, eine große, schlanke Frau, die jetzt einen dicken Mantel und eine Strickmütze trägt, als sie mich durch den Schnee zu dem Gebäude führt, in dem die CTD-Mitarbeiter untergebracht sind.

Mattating spricht leise und reagiert, wie viele Wissenschaftler, auf fremde Besucher, als wäre sie von intensiver Arbeit unterbrochen worden - was in Ordnung ist, da ihre Arbeit sehr absorbierend ist. Die Forscher des CTD-Teams untersuchten 122.000 Wechselwirkungen zwischen chemischen Genen und chemischen Proteinen, an denen 4.000 einzigartige Chemikalien beteiligt waren, darunter Nahrungsmittel, Vitamine und natürlich vorkommende Verbindungen wie Cholesterin. Auf dem Weg haben sie 13.500 Gene in 200 Arten und ihre Auswirkungen auf 6.500 Krankheiten untersucht. Das Team integriert auch Daten aus anderen Quellen zu mehr als 60.000 Chemikalien.

Matting warnt davor, dass diese Informationen für mich als Einzelperson unvollständig sind. „Wir verstehen nicht wirklich, wie viele dieser Chemikalien in Zellen und im Körper auf einer sehr grundlegenden Ebene wirken und interagieren. Daher ist es am besten, wenn man wissen kann, wie sie sich auf verschiedene Menschen mit unterschiedlichen genetischen Variationen auswirken.“ . Die meisten Forscher auf diesem Gebiet sind sich einig. "Das Problem ist jetzt, dass Sie nicht über alle Informationen verfügen", sagt der Krebsbiologe David Sherr von der Boston University School of Public Health, der die Auswirkungen von Chemikalien wie PCB auf Brustkrebs untersucht. „Sie müssen den Endpunkt verstehen, den Sie messen. Sie können herausfinden, ob die Substanz in welcher Dosierung aktiv ist und ob eine unerwünschte Reaktion vorliegt oder nicht. Sie benötigen einen klaren Endpunkt und einen klaren Algorithmus, um ein wirklich vorhersagendes Modell zu haben. “

In einem warmen Konferenzraum mit Blick auf eine zugefrorene Bucht öffnet Mattingly ihren Laptop und ruft meine Ergebnisse für ungefähr 40 Giftstoffe ab, die in meinem Körper in überdurchschnittlichen Mengen vorhanden sind: DDT, PCBs, Flammschutzmittel, Metalle, Phthalate und andere. Während ich das anschaue, tippt sie „Quecksilber“ in die CTD-Suchmaschine - eine unter ctd.mdibl.org für die Öffentlichkeit zugängliche Ressource - und öffnet ein Menü mit Links zu von Experten begutachteten Studien und Medienartikeln über damit verbundene Gene und Krankheiten dieses schädliche Metall. Wir haben herausgefunden, dass es Informationen zu 292 Genen gibt, die auf eine Reaktion auf Quecksilber in 14 Organismen getestet wurden, darunter Mäuse, Ratten, Delphine, Kühe, Enten und Menschen, mit Dutzenden von Krankheiten, angefangen bei Krebserkrankungen bis hin zu neurologischen Erkrankungen. Mattingly sagt, dass ich in diesem Fall in meinem genetischen Profil für Genvariationen, die mit der Quecksilbersensitivität zusammenhängen, normal ausgeht.

Als nächstes steht Arsen auf der Liste, das Mattingly in ihrem eigenen Nasslabor in einem nahe gelegenen Gebäude untersucht, um die Auswirkungen auf Zebrafische zu testen. Die Datenbank listet mehr als 1.400 Gene auf, die bei mehreren Tieren, einschließlich Menschen, von Arsen betroffen sind. Als ich auf Arsen getestet wurde, lag mein Niveau bei 12 Teilen pro Milliarde, sicher unter der offiziellen Gefahrenschwelle von 23 ppb. Dieses relativ niedrige Arsenniveau in mir war eine gute Nachricht; Matt sagt mir, dass ich bei 22 der 1.400 Gene Mutationen habe, von denen gezeigt wurde, dass sie mit Arsen interagieren, einschließlich einer Variation im ABCB1-Gen, die meine Fähigkeit hemmen kann, das Metall (und andere Toxine) aus meinem Körper zu entfernen.

Sie ruft ihre Analyse für PCBs auf, eine andere Klasse von Chemikalien, die in mir entdeckt wurde. Sherr und andere haben gezeigt, dass PCB, Dioxine und andere organische Schadstoffe den Aryl-Kohlenwasserstoff-Rezeptor (AhR) zu aktivieren scheinen, der unter anderem zu Krebs beiträgt. Eine Ursache für Krebserkrankungen ist, dass gesunde Zellen außer Kontrolle geraten und ihre Identität verlieren: Sie vergessen, dass sie programmiert sind, Leber- oder Herzzellen zu sein, und werden Schurken, die nicht wie üblich sterben, sondern sich immer mehr in Schurkenzellen vermehren. "In einer normalen Zelle bewirkt AhR, dass die Zelle bei Bedarf wächst", sagt Sherr. „Für viele Organismen ist es ein grundlegender Teil des Lebens. Bestimmte Chemikalien lassen den AhR glauben, dass er aktiviert wird. Die richtige Art von PCB aktiviert den AhR, und es wird zu einem dauerhaften Signal, das dazu beitragen kann, dass Zellen krebsartig werden. “Sherr sagt, dass bestimmte Genvariationen bei manchen Menschen wirken könnten, wodurch ein erhöhtes Risiko für die AhR-Aktivierung besteht Umweltchemikalien. "Es würde enorm helfen, mehr über diese Gene zu erfahren und wer gefährdet ist", sagt er.

Chemikalien interagieren in einer giftigen Suppe in unserem Körper miteinander und beeinflussen möglicherweise Tausende von Genen.

Mattating prüft DDT, wichtig angesichts meiner hohen Messwerte aus meiner Kindheit in Kansas. Sie findet fast 300 Verweise auf Studien in der CTD, darunter auch einige über Menschen. Eine Studie in Frankreich im Jahr 2004 untersuchte den Einfluss verschiedener Dosen von DDT und drei anderen Pestiziden aus derselben chemischen Familie auf zwei Gene, die mit einer als Cytochrom P450 bekannten Klasse von Proteinen assoziiert sind. Die Gene produzieren Enzyme, die ein breites Spektrum an Medikamenten und Chemikalien metabolisieren. Diese und andere Studien deuten darauf hin, dass DDT und die anderen Pestizide nicht nur spezifische Gene, sondern auch Genpfade verändern können, die das Immunsystem oder andere Systeme, die durch Chemikalien verändert werden können, kollektiv steuern.

Ich mag das, was ich höre, nicht, ich sage Mattingly mit einem nervösen Lachen, aber sie bekräftigt, dass die Daten zur Toxizität beim Menschen und die Auswirkungen von Schadstoffen auf die Gene nach wie vor unklar sind. Wie bei anderen genetischen Studien, die Krankheiten mit DNA-Markern verknüpfen, vergleicht ihre Forschung die Populationen, die eine Variation eines genetischen Markers aufweisen, mit denen, die eine andere Variation aufweisen - ein Vergleich, der für Einzelpersonen nur begrenzt anwendbar ist. Die meisten genetischen Verbindungen müssen im klinischen Umfeld bei mehreren Patienten getestet und bestätigt werden. Wissenschaftler müssen auch besser verstehen, wie ein bestimmter genetischer Marker die Empfindlichkeit einer Chemikalie verursacht. Weder die Chemikalien noch die Gene arbeiten in uns isoliert. Die Chemikalien interagieren in einer giftigen Suppe in unserem Körper miteinander und können Hunderte und möglicherweise Tausende von Genen beeinflussen. "Wir hatten keine Möglichkeit, all diese Wechselwirkungen zu testen", sagt Mattingly. „Die Daten sind nicht robust. Es gibt so viele Variablen in Mehrfachbelichtungen. Wir können nur Fußabdrücke betrachten. Es gibt einige Daten darüber, wie Gruppen von Genen von einer Chemikalie beeinflusst werden und andere Gene von verschiedenen Chemikalien beeinflusst werden. Wir fangen erst an, uns das anzuschauen. “

Als draußen Schnee fiel und ich mich über das, was sie mir erzählte, zu winden begann, beschrieb Mattingly immer wieder andere genchemische Wechselwirkungen. Aber ich werde hier aufhören, da ein Großteil des Restes gleichermaßen beunruhigend und vorläufig ist. Mattingly und andere bestehen jedoch darauf, dass diese Art von Analyse in den nächsten zwei oder drei Jahren für einige verständlichere Chemikalien wie Quecksilber und Arsen sinnvoll ist und für den Einzelnen sinnvoller wird.

Ohne zusätzliche Mittel und Aufmerksamkeit dürften die Unsicherheiten bestehen bleiben, sagt Christopher Austin, Direktor des NIH Chemical Genomics Center in Maryland. Er arbeitet mit der Environmental Protection Agency und anderen Gruppen zusammen, um die Auswirkungen von Schadstoffen auf menschliche Zellen und Nagetierzellen zu testen. Es ist ein viel größerer Aufwand erforderlich - vielleicht ein Human Envirogenomics Project? -, um wirklich die Auswirkungen von Toxinen und ihre Wirkung auf Gene zu verstehen. Austin und andere glauben, dass der einzige Weg zur Erstellung aussagekräftiger Umweltdaten nur in einer umfangreichen prospektiven Kohortenstudie besteht, bei der DNA-Proben und Informationen über die Exposition bei einer Vielzahl von Umweltfaktoren von einer halben Million bis zu einer Million Teilnehmern gesammelt werden und diese über mehrere Jahre hinweg verfolgt werden . Diese Studie würde einen enormen Aufwand an Zeit und Mühe erfordern und könnte bis zu 3 Milliarden US-Dollar kosten (nahe an den Kosten des Humangenomprojekts), heißt es in einem Bericht des Sekretariatskomitees für Genetik, Gesundheit, das 2007 veröffentlicht wurde und Gesellschaft in der Abteilung für Gesundheit und Human Services.

"Eine umfassende Studie dieser Art könnte uns sagen, dass alles in Ordnung ist", sagt Sherr, "obwohl ich vermute, dass es uns sagen wird, dass einige dieser Chemikalien selbst bei Spuren nicht sicher sind."

Unsere giftige Welt
Ich denke darüber nach, während ich in San Francisco auf meinem Dach saß, von wo aus ich einen großartigen Blick auf die Bucht und den außergewöhnlichen Schwarm menschlicher Aktivitäten in der Stadt hat, der sich unter mir ausbreitet. Ein großer Teil davon hängt von Chemikalien ab, die in mir aufgetaucht sind . Die Interstate 280 und die Bay Bridge schwimmen mit Flut und Wirbeln von Automobilen. Ein teilweise abgeschaltetes Kraftwerk setzt eine stetig weiße Abwasserfahne aus einem hohen Stapel frei. Weit im Norden breiteten sich eine riesige Ölraffinerie und ein Lagerhaus über einen Hügel aus. Schiffe bewegen sich in der Bucht auf und ab, und Düsen rauschen über ihnen. Weiter nördlich liegt Bolinas und der Fischadler, obwohl ich von hier nicht so weit sehen kann.

Als moderner Stadtmensch finde ich diese Szene atemberaubend und beruhigend. Ich fühle mich nicht ängstlich oder ängstlich, aber ich fühle mich unbehaglich, meistens, weil mir die Informationen fehlen, um zu wissen, was (wenn überhaupt) all diese menschlichen Aktivitäten mir und allen, die um mich herum sind, angetan werden. Tief im Innern vermute ich jedoch, dass es Kompromisse für unsere spektakuläre Zivilisation gibt, die wir gerade erst verstanden haben, obwohl unsere Technologie Anhaltspunkte liefert.

Lesen Sie mehr über die Ergebnisse des Autors in Experimental Man, veröffentlicht von John Wiley and Sons.


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