Chloropiryfos to pestycyd fosforoorganiczny, stosowany w celu zwalczania wielu szkodników, w tym owadów i robaków. Działa na układ nerwowy owadów poprzez hamowanie enzymu acetylocholinoesterazy.

Chociaż stosowania tego pestycydu w gospodarstwach domowych zakazano w 2001 roku, a decyzja Unii Europejskiej z 2020 roku całkowicie zakazała jego stosowania ze wzglegu na zagrożenie dla rozwoju mózgu, substancja ta jest nadal stosowana w różnych uprawach w Stanach Zjednoczonych i wciaż powszechna w wielu innych krajach. Wiele osób doświadczyło też narażenia na działanie chloropiryfosu jeszcze przed wprowadzeniem ograniczeń.

Choroba Parkinsona to postępujące zaburzenie neurologiczne, które dotyka prawie miliona Amerykanów. Rozwija się, gdy wyspecjalizowane komórki mózgowe produkujące dopaminę stopniowo obumierają. Dopamina jest przekaźnikiem chemicznym, który pomaga kontrolować ruch, koordynację i równowagę.

W miarę spadku poziomu dopaminy u ludzi mogą wystąpić takie objawy, jak drżenie, sztywność mięśni, spowolnienie ruchów i trudności z utrzymaniem równowagi. Chociaż niektóre czynniki genetyczne mogą zwiększać ryzyko, naukowcy coraz częściej koncentrują się na narażeniu na czynniki środowiskowe, które może przyczyniać się do rozwoju choroby.

Pestycydy stały się jednym z głównych problemów środowiskowych. Naukowcy od dawna podejrzewali, że niektóre środki chemiczne stosowane w rolnictwie mogą uszkadzać układ nerwowy, jednak identyfikacja konkretnych pestycydów i zrozumienie ich wpływu na mózg było trudne.

Naukowcy z University of California - Los Angeles (UCLA, Stany Zjednoczone) powiązali długotrwałą ekspozycję na chloropiryfos z gwałtownym wzrostem ryzyka choroby Parkinsona. Dzięki eksperymentom laboratoryjnym odkryli również w jaki sposób pestycyd ten może uszkadzać komórki nerwowe.

Przeanalizowano dane 829 osób ze zdiagnozowaną chorobą Parkinsona i 824 osób bez tej choroby. Wszyscy uczestnicy zostali włączeni do trwającego badania Parkinson's Environment and Genes na UCLA.

Długotrwałe narażenie każdego uczestnika na chloropiryfos zostało oszacowane dzięki połączeniu danych dotyczących stosowania pestycydów w Kalifornii z adresami zamieszkania i miejsca pracy. Pozwoliło to określić, kto prawdopodobnie doświadczył większej ekspozycji w dłuższym okresie czasu.

Osoby narażone na działanie chloropiryfosu w pobliżu swoich domów były ponad 2,5 raza bardziej narażone na rozwój choroby Parkinsona w porównaniu z osobami, które nie były narażone na ten pestycyd.

Badania laboratoryjne wykazały, że chloropiryfos uszkadza zaangażowane w ruch neurony dopaminowe i zakłóca zdolność mózgu do usuwania toksycznych złogów białka.

Myszy zostały wystawione na działanie chlorpiryfosu w aerozolu przez 11 tygodni. Stosowano metody inhalacji zaprojektowane tak, aby naśladować sposób, w jaki ludzie zazwyczaj stykają się z pestycydem w środowisku. U narażonych zwierząt wystąpiły problemy z poruszaniem się i utrata neuronów produkujących dopaminę, tego samego rodzaju komórek mózgowych, które degenerują w chorobie Parkinsona.

U myszy zaobserwowano również oznaki stanu zapalnego w mózgu i nieprawidłowe nagromadzenie alfa-synukleiny, białka silnie związanego z chorobą Parkinsona. U pacjentów z tą chorobą alfa-synukleina może gromadzić się w skupiska, które zakłócają prawidłowe funkcjonowanie mózgu.

Dodatkowe eksperymenty na rybie - danio pręgowanym - pomogły odkryć biologiczny mechanizm leżący u podstaw uszkodzeń. Jak sie okazało, chlorpiryfos zakłóca proces znany jako autofagia. Autofagia, często opisywana jako wewnętrzny system oczyszczania i recyklingu komórki, usuwa uszkodzone białka i resztki komórkowe, zanim zdążą się one nagromadzić i wyrządzić szkody. Gdy ten proces oczyszczania został zaburzony, neurony stały się bardziej podatne na uszkodzenia. Jednak gdy naukowcy przywrócili autofagię lub usunęli białko synukleinę, komórki nerwowe były chronione przed uszkodzeniami.

Zdaniem autorów badania autofagia mogłaby być potencjalnym celem przyszłych terapii mających na celu ochronę mózgu przed uszkodzeniami spowodowanymi pestycydami.

Przyszłe badania sprawdzą, czy inne powszechnie stosowane pestycydy zakłócają autofagię w podobny sposób oraz czy terapie wzmacniające naturalne systemy oczyszczania komórek mogą zmniejszyć ryzyko zachorowania na chorobę Parkinsona u osób narażonych na działanie tych pestycydów.

Odkrycia sugerują również, że osoby ze znaną wcześniej ekspozycją na chloropiryfos mogą odnieść korzyści z dokładniejszego monitorowania neurologicznego, zwłaszcza że naukowcy nadal badają długoterminowy wpływ narażenia na pestycydy na zdrowie mózgu.

„To badanie dowodzi, że chloropiryfos jest specyficznym środowiskowym czynnikiem ryzyka choroby Parkinsona,” – powiedział dr Jeff Bronstein, profesor neurologii w UCLA Health i główny autor badania (DOI: 10.1186/s13024-025-00915-z). - „Przedstawiając mechanizm biologiczny na modelach zwierzęcych, wykazaliśmy, że ten związek ma prawdopodobnie charakter przyczynowy. Odkrycie, że dysfunkcja autofagii napędza neurotoksyczność, wskazuje nam również na potencjalne strategie terapeutyczne, które mogą chronić wrażliwe komórki mózgowe”.

Paweł Wernicki(PAP)

pmw/ zan/