Odkrycie, jak zachowuje się białko o nazwie SMAD3, dostarcza nowego wglądu w proces dojrzewania u chłopców oraz płodność u mężczyzn. Naukowcy mają nadzieję, że to badanie przyczyni się do lepszego zrozumienia, w jaki sposób chemikalia w środowisku wpływają na te kluczowe procesy.
Wyniki badań zostały opublikowane w internetowym wydaniu «Endocrinology» 8 marca.
Około 1 na 10 000 chłopców doświadcza wczesnego lub «przedwczesnego» dojrzewania w wieku około ośmiu lat. Zmiana czasu dojrzewania ma znaczący wpływ na dorosłe życie – wczesne dojrzewanie wiąże się z obniżonym wzrostem w wieku dorosłym, podczas gdy opóźnione dojrzewanie prowadzi do obniżonej gęstości kości.
Późne dojrzewanie występuje, gdy jądra nie odpowiadają prawidłowo na testosteron, co może prowadzić do różnych problemów zdrowotnych.
Pierwszy autor, dr Catherine Itman, z Wydziału Medycyny, Pielęgniarstwa i Nauk o Zdrowiu na Uniwersytecie Monash w Melbourne w Australii, podkreśliła znaczenie SMAD3 w kontekście wzrostu jąder i komórek jąder oraz ich reakcji na testosteron:
«SMAD3 to białko, które tłumaczy sygnały ze środowiska zewnętrznego na sygnały wewnętrzne, aktywując lub dezaktywując geny» – dodała.
Kluczowym odkryciem jest tempo produkcji SMAD3: połowa normalnej ilości białka prowadzi do szybszego dojrzewania, natomiast jego całkowity brak skutkuje nieprawidłowymi reakcjami na testosteron.
W toku badań naukowcy skupili się na komórkach Sertoli, które pełnią rolę «pielęgniarek» dla jąder. Dojrzewanie płciowe zaczyna się, gdy organizm wytwarza duże ilości hormonu testosteronu, a to działa poprzez komórki Sertoli.
Naukowcy wiedzieli, że przed pokwitaniem komórki Sertoli rozmnażają się, co wspomaga wzrost jąder. W okresie dojrzewania, ich zadanie polega na wsparciu produkcji plemników poprzez pomoc w rozwoju komórek prekursorowych plemników.
Ustalenie i dojrzewanie populacji komórek Sertoli w jądrach jest kluczowe dla męskiej płodności.
Itman oraz jej zespół badali, w jaki sposób komórki Sertoli zmieniają stan rozmnażania, co prowadzi do osiągnięcia odpowiedniej wielkości jąder, niezbędnej do produkcji plemników.
Używając myszy laboratoryjskich, odkryli, że aktywność komórek Sertoli przed i po okresie dojrzewania jest uzależniona od ilości obecnego SMAD3. Gdy jego poziom jest obniżony, plemniki rozwijają się szybciej, a przy jego całkowitym braku, komórki Sertoli dłużej reagują na testosteron.
Odkrycia te podważają wcześniejsze rozumienie, które koncentrowało się na prostym mechanizmie «on-off». W rzeczywistości, funkcjonowanie białka SMAD3 jest bardziej złożone i różni się w niedojrzałych i dojrzałych komórkach Sertoli.
Inne badania sugerują, że dojrzewanie może być opóźnione u chłopców narażonych na działanie substancji chemicznych, które zakłócają reakcję komórek na hormony.
Te tzw. «związki zaburzające gospodarkę hormonalną» są powszechnie stosowane w przemyśle, w produktach codziennego użytku, takich jak tworzywa sztuczne, kosmetyki, farby i detergenty.
Praca Itmana jest finansowana przez National Health and Medical Research Council (NHMRC) w ramach projektu «Early Career», mającego na celu zrozumienie wpływu tych związków na wzrost i dojrzewanie komórek Sertoli w okresie dojrzewania, w tym termoanalizę SMAD3.
«Mamy nadzieję, że nasze badania wpłyną na decyzje dotyczące regulacji chemikaliów w naszym otoczeniu, wpływających na czas dojrzewania u chłopców oraz płodność dorosłych mężczyzn» – powiedziała Itman.
«Dawka SMAD3 określa reakcję androgenów i tempo rozwoju płodności.»
Catherine Itman, Chin Wong, Briony Hunyadi, Matthias Ernst, David A. Jans i Kate L. Loveland.
Endokrynologia, opublikowana 8 marca.
DOI: 10.1210 / en.2010-1453
Dodatkowe źródło: Uniwersytet Monash.
Napisane przez: Catharine Paddock, PhD
Nowe Badania i Wnioski na Rok 2024
W 2024 roku obserwujemy wzrost zainteresowania badaniami nad wpływem substancji chemicznych na zdrowie reprodukcyjne. Nowe badania wskazują na związek między narażeniem na substancje zaburzające gospodarkę hormonalną a opóźnionym dojrzewaniem u chłopców. Statystyki pokazują, że odsetek chłopców z problemami związanymi z dojrzewaniem wzrasta, co może być wynikiem rosnącej ekspozycji na te szkodliwe substancje.
Warto również zauważyć, że badania nad SMAD3 otwierają nowe możliwości terapeutyczne. Zrozumienie mechanizmów działania tego białka może pomóc w opracowaniu nowych strategii leczenia problemów związanych z płodnością u mężczyzn. Kluczowe będzie monitorowanie poziomu SMAD3 oraz innych wskaźników w przyszłych badaniach, co może przyczynić się do lepszego zrozumienia procesów dojrzewania i płodności.
Również w kontekście wpływu środowiska, badania wskazują na potrzebę lepszego regulowania substancji chemicznych w produktach konsumpcyjnych, aby zminimalizować ryzyko ich negatywnego wpływu na zdrowie młodych chłopców. Edukacja rodziców i opiekunów w tej dziedzinie staje się kluczowa, aby wprowadzać zdrowe nawyki i unikać narażenia na szkodliwe substancje już od najmłodszych lat.
