Корали перетворюють хімічну речовину сонцезахисного крему в токсин, який їх вбиває

Корали перетворюють хімічну речовину сонцезахисного крему в токсин, який їх вбиває


Медичні органи витрачали роки, переконуючи людей використовувати сонцезахисний крем, щоб обмежити вплив ультрафіолету. Але ця спроба мала певну невдачу, оскільки в кількох місцях нещодавно було заборонено використання сонцезахисних кремів для відвідувачів пляжу. Ці заборони набули чинності після того, як у місцевих водах було виявлено високий рівень деяких хімічних речовин у сонцезахисному кремі, що було пов’язано з погіршенням здоров’я сусідніх коралових рифів.

Кілька досліджень показали, що в основі проблеми лежить один специфічний компонент сонцезахисного крему, хімічна речовина під назвою оксибензон. Але механізм, за допомогою якого оксибензон може завдати шкоди коралам, був неясним. І без цього розуміння важко сказати, які сонцезахисні креми можуть становити ризик.

Тепер дослідники зі Стенфордського університету виявили проблему. Корали перетворюють оксибензон з хімічної речовини, яка може нешкідливо поглинати ультрафіолетове світло, в речовину, яка пошкоджує біологічні молекули після впливу ультрафіолету. І є докази того, що відбілювання коралів погіршує ситуацію, оскільки корал гірше витримує вплив.

Це не повинно бути проблемою

Замість того, щоб працювати з коралами, які повільно ростуть, дослідники зробили більшу частину своєї роботи над їх еволюційним родичем, анемоною. І вони почали просто з підтвердження того, що оксибензон також є проблемою в цих організмах, тестуючи зростання в різних умовах. Здорові анемони, піддані циклу світла день-ніч, який включав УФ-світло, добре росли. Але додайте оксибензон, і знадобилося трохи більше двох тижнів, щоб усі анемони загинули.

Як не дивно, але оксибензон без циклу день-ніч не вплинув на виживання анемони. Щоб вбити тварин, знадобилися і хімічні речовини, і ультрафіолетове світло. Цей результат не має великого сенсу. Ми використовуємо оксибензон як сонцезахисний крем саме тому, що йому вдається нешкідливо розсіювати енергію від УФ-випромінювання. Тим не менш, у цих тварин ультрафіолетові промені перетворювали хімічну речовину на вбивцю.

Отже, дослідники припустили, що оксибензон не був вбивцею. Багато хімічних речовин, потрапляючи в клітини, вступають в контакт з ферментами, які каталізують реакції з ними, в результаті чого утворюється споріднена, але відмінна хімічна речовина. У деяких випадках це відбувається тому, що ферменти використовуються для детоксикації низки пов’язаних хімічних речовин. В інших випадках це нещасний випадок, викликаний двома хімічними речовинами, які досить схожі. Якою б не була причина, хімічна речовина, що потрапляє в клітини, може не бути хімічною речовиною, яка змінює поведінку клітин (це часто буває з ліками).

Щоб з’ясувати, чи це так, дослідники піддали дії оксибензону на анемони протягом 18 годин, подрібнили їх і шукали в їхньому вмісті будь-які споріднені хімічні речовини. Більшість хімічної речовини, як вони виявили, в кінцевому підсумку опинилася з приєднаною до неї глюкозою.

У пробірках оксибензон не бере участь у жодних реакціях, які, здається, пошкоджують біомолекули. Але як тільки глюкоза приєднана, ультрафіолетове світло змушує зв’язану з глюкозою форму хімічно змінювати пару біомолекул. І це робило це каталітично, тобто жоден із глюкозо-оксибензону не витрачався в процесі. Це означає, що не потрібно багато, щоб завдати значної шкоди.

Стає гірше

Шукаючи хімічні похідні оксибензону, дослідники помітили, що більша частина матеріалу не міститься в клітинах анемони; натомість його виявили в симбіотичних мікроорганізмах, пов’язаних з анемоною. Цей висновок певною мірою свідчить про те, що наявність симбіотів захищає анемони від токсичного впливу модифікованого оксибензону.

Щоб підтвердити це, вони звернулися до коралів, які можуть піддаватися відбілюванню, що означає втрату своїх мікробних симбіотів. Коли вони були присутні, симбіоти поглинали достатню кількість глюкози-оксибензону, щоб повністю захистити корал від будь-якого смертельного впливу УФ-випромінювання (насправді будь-який оксибензон, який залишається незмінним, ймовірно, забезпечує певний захист). Але у вибіленому варіанті того самого коралу глюкоза-оксибензон знову смертельний. Цей результат підвищує ризик того, що сонцезахисний крем стане особливо небезпечним після відбілювання коралів.

Дослідники припускають, що все це, ймовірно, велика випадковість. Фермент, який додає глюкозу до цієї хімічної речовини, ймовірно, розвивався як спосіб просто зробити токсини більш розчинними і, таким чином, легше позбутися. А той факт, що оксибензон чудово поглинає ультрафіолетове світло, робить його чудовим сонцезахисним кремом і з більшою ймовірністю буде використовувати цю енергію неблагополучним чином, коли вона буде модифікована.

Хороша новина полягає в тому, що тепер, коли ми визначили діючий механізм, у нас більше шансів виявити інші хімічні речовини, які можуть викликати подібні проблеми. Ці знання можуть дозволити нам розробляти сонцезахисні креми, у яких менше шансів мати ці несподівані побічні ефекти.

Наука, 2022. DOI: 10.1126/science.abn2600 (Про DOI).



Source link

Залишити коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.