导读
农药在现代农业中起着至关重要的作用。然而，长时间接触杀虫剂可能会导致各种健康问题，如代谢失调、肥胖和糖尿病。全球糖尿病和肥胖发病率的增长趋势与内分泌干扰物（EDC）的暴露呈正相关。包括糖尿病在内的其他慢性代谢紊乱的发病通常伴随着肥胖。研究表明，肥胖和糖尿病患者更容易患高血压、心血管疾病、氧化应激和免疫系统功能障碍。
近年来，越来越多的研究报道了农药对肥胖、糖尿病、肠道和肝脏健康的影响。为了更好地了解最新进展和知识差距，本文回顾了2015年至今基于科学引文索引和PubMed搜索的最新研究文章。在这篇综述中，江苏大学孙全才教授等首先描述了农药对肥胖发展的影响以及细胞培养和动物模型中的潜在机制，然后讨论了农药对肠道和肝脏健康的影响以及当前的挑战和未来的方向。
农药对肥胖的影响及其机制
据报道，杀虫剂通过多种机制促进体重增加。例如，氯虫苯甲酰苯胺通过增加CCAAT/增强子结合蛋白（C/EBPα）、过氧化物酶体增殖物激活受体（PPARγ）和脂肪酸合酶（FAS）的表达，增加3T3-L1细胞中的脂肪积累。同样，包括联苯菊酯、溴氰菊酯和二氯苯醚菊酯在内的拟除虫菊酯农药也被报道可促进脂肪积累。研究人员还发现，在有机磷农药（磷酸三苯酯和磷酸苯海拉明）处理后，随着PPARγ和脂肪酸结合蛋白4（FABP4）表达的增加，脂肪细胞中的脂质积聚显著增加。托利氟脲促进C57BL/6小鼠模型的脂肪细胞分化和胰岛素抵抗。此外，它显著增加了内脏脂肪库，导致脂肪分解和脂肪酸氧化基因的表达降低，从而进一步导致脂肪堆积增加。除此之外，托利氟脲还通过下调胰岛素受体底物-1表达诱导胰岛素抵抗。
农药对肠道和肠道微生物群的影响
近年来，专家发现农药暴露影响肠道微生物群，并改变尿液和粪便代谢组，因此，农药引起的肠道微生物群改变与代谢综合征之间的关系的研究受到了广泛关注。研究表明，农药破坏了肠道屏障的完整性，使脂多糖能够进入肠道，从而引起炎症和肠道微生物群的改变，最终导致脂质生成。此外，暴露于农药也会增加空肠炎症和功能障碍的风险，从而导致肠道微生物群的变化。在大鼠中，神经毒性、β-细胞功能和糖/脂代谢受损被报道与毒死蜱接触有关。
另一项实验发现，暴露于二氯二苯二氯乙烯（DDE）可导致肠道失调，这可归因于厚壁菌与拟杆菌比率的增加，这可能进一步影响宿主的能量收集。此外，磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺和三酰甘油被确定为受DDE处理影响的关键代谢产物，可影响肠道微生物群，并观察到特定肠道菌群和血清脂质组学特征之间的显著相关性。
肝脏影响
非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）被认为是世界上排名第一的慢性肝病，其特征是肝细胞中不受调节的脂肪生成。NAFLD也可能引起肝外疾病，如心血管问题和糖尿病。最近，农药暴露被认为是肝脏脂肪积聚的关键因素。在各种发现中，顺式联苯菊酯（顺式BF）被报道为一种潜在的配体，可以与孕烷X受体（PXR）结合，而顺式BF表现出更好的结合亲和力。由于PXR在内生系统中发挥着重要作用，内生系统在调节糖脂代谢中至关重要。PXR损伤导致肝细胞中的脂肪生成。通过观察脂肪变性的特征性大泡病变可以证明，接触杀虫剂也会诱发肝脂肪变性。除此之外，脂肪酰胺水解酶、肝羧酸酯酶和循环胆碱酯酶活性也受到抑制。杀虫剂还增加了肥胖小鼠肝脏和PEPCK的表达。性别差异在农药肝毒性中也起重要作用。野生型暴露雌性大鼠肝脏中的氧化型谷胱甘肽（GSSG）比率较高，而雄性大鼠则没有。男性出现肝细胞空泡化，主要位于小叶中心区，是出现脂肪变性的标志，但在女性中没有观察到差异。此外，过量的脂肪酸可能进一步损害肝脏脂质代谢，导致NAFLD。
结论
综上所述，在细胞培养和小鼠模型中，不同种类的杀虫剂都能显著促进肥胖的发展。杀虫剂改变了几种关键的脂肪生成调节因子，AMPK途径、胰岛素信号途径和肠道微生物群，这可能是杀虫剂诱导脂肪生成增强的原因。农药还通过调节PEPCK和PXR显著影响肝组织中的糖脂代谢。农药还可以调节线粒体Ca2+浓度和昼夜节律，以促进肥胖的发展。然而，需要进一步的流行病学和机制研究，以及农药生理水平的测定，以更好地了解农药暴露在肥胖和2型糖尿病发病中的作用。
参考链接:
JIANG F S, PENG Y, SUN Q C. Pesticides exposure induced obesity and its associated diseases: recent progress and challenges[J]. Journal of Future Foods, 2022, 2(2): 119-124. DOI:10.1016/j.jfutfo.2022.03.005.
本文转载自微信公众号"未来食品学报"。
