食品袋、ケア用品のパッケージ…ご注意ください！プラスチックは人を太らせる

著者: 鄭金武

1975年以来、世界中の肥満者の数はほぼ3倍に増加し、5歳未満の4,100万人以上の子供が太りすぎまたは肥満に分類されています。高い体格指数（BMI）は死亡率の主な危険因子の一つであり、毎年世界中で何百万人もの人々の命を奪っています。

肥満は、遺伝的背景や、制御できない食事、運動不足、睡眠不足などのライフスタイルの変化に大きく起因する公衆衛生上の問題です。しかし、疫学的な証拠は、これらの要因が肥満流行の規模と速度を説明するには不十分であることを示唆している。したがって、肥満を抑制するためには、ライフスタイル以外の環境要因を特定し、明らかにすることが重要です。

ノルウェー科学技術大学の研究者らは、プラスチック製の消費財に強力な代謝阻害化合物（MDC）が含まれていることを発見した。 MDC にさらされた後、マウス 3T3-L1 前脂肪細胞は脂肪細胞に分化し、トリグリセリドを蓄積し、最終的に同様の成熟した白色脂肪細胞を形成します。人間は大量のプラスチック製品にさらされることが多いため、研究者はプラスチックの化学物質が人体の肥満形成を加速させる可能性があると推測しています。

最近、この研究結果が「Environmental Science and Technology」誌に掲載されました。

プラスチック消費財の脂質生成活性

研究では、ビスフェノールやフタル酸エステルなどの化学物質が細胞や動物モデルにおいて肥満を促進することが示されています。

「しかし、ビスフェノールやフタル酸エステルなどのMDCは、プラスチックに含まれる全化合物のほんの一部を占めるに過ぎません。」論文の筆頭著者であるヨハネス・フォルク氏は、プラスチック製消費者製品の化学的複雑さを考慮すると、ビスフェノールやフタル酸エステルはその化学組成の「氷山の一角」に過ぎないと述べた。

プラスチックがMDCへの曝露源であることを包括的に理解するために、研究者らは、非標的高解像度質量分析法を用いて日常的に使用されるプラスチック製消費者製品34品目に含まれる化学物質を分析し、高コンテンツイメージングによってそれらの共同脂肪形成活動を分析した。

「私たちは55,300の化学的特徴を検出し、11の既知のMDCを含む629の固有の化合物を予備的に特定しました」とフォルク氏は語った。

さらに研究を進めると、プラスチック製消費者製品の3分の1から抽出された化学物質が、マウスの3T3-L1前脂肪細胞の増殖と脂肪細胞への分化を引き起こす可能性があることが分かりました。これらの細胞は、対照化合物であるロシグリタゾンで処理した細胞よりも大きく、より多くのトリグリセリドを含んでいました。

「私たちの研究は、日常的に使用するプラスチックには強力なMDCの混合物が含まれており、肥満に関係しているが過小評価されている環境要因である可能性があることを示している」とフォルク氏は言う。

実際、多くの肥満誘発物質は正常な内分泌調節を妨げる内分泌かく乱物質です。細胞および動物の研究では、殺虫剤のジクロロジフェニルトリクロロエタン（DDT）やプラスチック化学物質のビスフェノールやフタル酸エステルなどの重大な内分泌かく乱物質が、代謝機能を阻害したり、肥満を促進したりする可能性があることがわかっています。

さらに、不健康な、または機能不全の脂肪細胞は肥満表現型の一部です。研究では、プラスチック化学物質にさらされた脂肪細胞はより大きくなり、より多くのトリグリセリドを含む傾向があることがわかった。これらの結果は、プラスチック化学物質への曝露によっても脂肪細胞が不健康な表現型へと変化する可能性があることを示唆しています。

プラスチック製品は通常、1 つ以上のポリマー、意図的に添加されたさまざまな物質 (充填剤や添加剤など)、および意図せずに添加された物質 (製造プロセスからの残留物など) で構成されています。統計によると、プラスチック製の食品包装だけでも 4,000 種類以上の物質が含まれており、経験的データによれば、プラスチックには現在知られているよりも多くの化学物質が含まれていることが分かっています。

米国グリーンサイエンス政策研究所の専門家キャロル氏はコメントの中で、この研究は肥満の蔓延を解明するための新たなアイデアを提供していると指摘した。日常生活においても、人々はプラスチック以外の素材で作られた製品を選ぶよう努めるべきです。

さまざまな潜在的なメカニズム

PPARγ は脂肪生成の重要な調節因子であり、脂肪生成を誘導する多くの MDC も PPARγ を活性化することができます。

研究者らは、PPARγの活性化は人工化学物質が脂肪形成を引き起こす主なメカニズムであると広く信じられているものの、ほとんどのプラスチックサンプルは実際には受容体を活性化せず、PPARγの高活性が起こったのはほんの数例に過ぎなかったと指摘した。さらに、PPARγを活性化するが、脂肪生成アッセイでは機能しないサンプルもいくつかありました。

GR は脂肪形成に関与するもう一つの重要な核内受容体であり、さまざまな MDC が GR を活性化します。しかし、プラスチック抽出物はいずれも GR を活性化しませんでした。

そのため研究者らは、プラスチック抽出物の脂肪生成効果は必ずしもPPARγの直接的な活性化に依存するわけではなく、他のメカニズムも関与している可能性があると考えている。

「プラスチック化学物質が脂肪形成を誘発するメカニズムを解明するのは非常に複雑です。なぜなら、プラスチック中に存在する複雑な化学物質の混合物と、3T3-L1細胞における脂肪形成の複数の潜在的メカニズムという2つの「ブラックボックス」を扱わなければならないからです。」ヴォルク氏は記事の中で、これら2つの問題が明らかにならなければ、プラスチック抽出物の脂肪生成メカニズムが何であるかを判断することは不可能だと述べた。

PPARγ と GR に加えて、レチノイド X 受容体 α、エストロゲン受容体、アンドロゲン受容体、肝臓 X 受容体、甲状腺 β 受容体など、さまざまな他の核受容体のアゴニストも脂肪形成に寄与することが示されています。

この研究でプラスチック中に検出された化合物の多様性を考慮すると、研究者らはこれらの化合物が複数のメカニズムを通じて作用する可能性があり、ほとんどの場合、これらのメカニズムはPPARγとGRとは無関係であると考えています。したがって、根本的なメカニズムを解明するにはさらなる研究が必要です。

この研究にはいくつかの限界がある

キャロル氏は、この研究はプラスチック製消費財から抽出された化学物質の脂肪生成活性を調べた初めての研究であり、関連研究における先駆的な取り組みであると述べた。

しかし研究者らは、プラスチック製品とその化学組成の多様性を考慮すると、サンプルが人間がさらされるプラスチック化学物質のすべてを代表しているわけではないと述べている。プラスチック化学物質の普及と多様性を考えると、人間がさらされるすべての種類のプラスチック化学物質を完全に説明することも大きな課題です。

この研究では、プラスチック製品にMDCが含まれているかどうかを調査するために、研究者らはメタノールを使用してサンプルを抽出しました。しかし、これはかなり極端な状況です。現実的には、多くのプラスチック製品に含まれるMDCが放出されるかどうかも研究する価値があります。

したがって、この研究は消費者向け製品に強力な MDC が存在することを実証していますが、現実的な条件下で MDC が空気、水、または食品に移行するかどうか、または皮膚から吸収されるかどうかはまだ判明していません。

研究者らは、今回の研究と同じサンプルを使用して、抗アンドロゲン化合物など、試験管内で毒性を引き起こす化学物質の多くが水中に移行することを実証した。しかし、この研究に参加したMDCについても同様のことが当てはまるかどうかは不明です。

この研究では、研究者らは食品やパーソナルケア製品のプラスチック包装などの最終製品を対象にした。化学物質の移動は一方向ではないため、化粧品などの含有物からの化合物が包装に移行する可能性を排除できず、これらの化合物が脂肪生成活性または PPARγ 活性化に寄与する可能性があります。

研究者らは非標的化学分析を通じて、いくつかのMDCを予備的に特定した。しかし、多くの化合物は未だに特定されておらず、より包括的なスペクトルデータベースを確立して対処する必要があります。

関連論文情報:

https://doi.org/10.1021/acs.est.1c06316

中国科学日報（2022年3月1日、第2版、国際原題：「注意！プラスチック消費財が肥満の原因に」）

編集者 |趙 陸

タイプセッティング |志海