有时,有毒物质,如危险废物和工业副产品,会渗入地下水,这是我们饮用水的来源。其中一种污染物是高氯酸盐,这是一种用于火箭燃料、烟花爆竹、化肥和其他材料的化合物。这种化合物被认为对人类的健康问题有贡献,如甲状腺功能减退,即甲状腺分泌的激素减少,这可能会影响发育。
在2020年5月25日发表在“自然结构与分子生物学”杂志上的一项新研究中,约翰霍普金斯医学院、范德比尔特大学和加州大学欧文分校的研究人员报告了高氯酸盐影响和损害甲状腺正常功能的机制。
他们说,这些发现表明,饮用水中可接受的安全高氯酸盐浓度比之前认为的要低10倍。
研究人员专注于高氯酸盐如何阻断碘元素的负电荷形式碘进入甲状腺细胞的主要途径。碘化物帮助甲状腺分泌荷尔蒙,这些荷尔蒙对人体新陈代谢、体温和其他重要功能的调节至关重要。
甲状腺细胞通过一种称为钠/碘同向转运体(也称为Na+/I-同向转运体或NIS)的蛋白质通道来控制碘的流入。与其他蜂窝传输系统一样,移动碘化物也使用“锁和钥匙”的方法,NIS充当锁,钠充当钥匙。钠在NIS的两个结合位点上适合解锁通道,使碘化物能够通过并积累在甲状腺细胞内。
由约翰霍普金斯大学医学院生物物理和生物物理化学教授L Mario Amzel博士和范德比尔特大学研究员Nancy Carrasco医学博士领导的研究小组确定,高氯酸盐通过抓住NIS蛋白并改变其形状来阻断通道。更少的钠结合到畸形的通道上,从而显著降低了可以在甲状腺细胞内移动的碘化物量。
研究人员研究了不同浓度的高氯酸盐如何通过首先生长的表达SLC5A5基因的甲状腺细胞影响碘的运输,SLC5A5基因编码了建立NIS通道的指令。接下来,高氯酸盐和放射性碘被放在一些细胞的外面,而其他的细胞外只放了放射性碘。最后,研究人员跟踪了两组中有多少发光的碘化物被允许进入细胞。他们发现,高氯酸盐处理的甲状腺细胞内的碘化物比未处理的要少得多,即使是在非常低的化学物质浓度下也是如此。
2020年5月,美国环境保护局(EPA)裁定不对饮用水中允许的高氯酸盐含量进行监管。这项新研究的结果强烈表明,这种环境污染物比之前认为的更危险,这引发了人们对这一决定的严重担忧。
“我们希望这些发现能促使环境保护局改变主意,”Amzel说。