Recifele de corali transformă substanțele chimice de protecție solară într-o toxină care le ucide

Autoritățile medicale au petrecut ani de zile convingând oamenii să folosească protecție solară pentru a-și reduce expunerea la razele UV. Dar acest efort a avut un eșec, așa cum a avut în multe locații recent Interzicerea folosirii cremelor de protecție solară de cei care merg pe plajă. Interdicția a intrat în vigoare după ce s-a descoperit că apele locale conțin niveluri ridicate ale unor substanțe chimice găsite în cremele solare, care au fost legate de sănătatea redusă a recifelor de corali din apropiere.

Mai multe studii au indicat că o componentă a cremei solare, o substanță chimică numită oxibenzonă, este rădăcina problemei. Dar mecanismul prin care oxibenzona poate dăuna coralilor nu a fost clar. Fără această înțelegere, este dificil să se determine care creme de protecție solară pot prezenta un risc.

Acum, cercetătorii de la Universitatea Stanford au identificat problema. Coralii transformă oxibenzona dintr-o substanță chimică care poate absorbi inofensiv lumina UV într-una care distruge moleculele biologice după ce au fost expuse la lumina UV. Și există dovezi că albirea coralilor înrăutățește lucrurile, deoarece coralii sunt mai puțin capabili să tolereze expunerea.

Aceasta nu ar trebui să fie o problemă

În loc să lucreze cu corali cu creștere lentă, cercetătorii și-au făcut cea mai mare parte a muncii lor pe ruda lor evolutivă, anemona. Și au început pur și simplu prin a afirma că oxibenzona a fost o problemă și pentru aceste organisme, prin testarea creșterii în diferite condiții. Anemonele sănătoase care au fost expuse la ciclul de lumină zi-noapte care includea lumina UV au crescut bine. Dar adăugați oxibenzonă și a durat peste două săptămâni pentru ca toate anemonele să moară.

Cu toate acestea, în mod curios, oxibenzona fără ciclul zi-noapte nu a afectat supraviețuirea anemonei. A fost nevoie atât de lumină chimică, cât și de lumină ultravioletă pentru a ucide animalele. Acest rezultat este ilogic. Folosim oxibenzona ca protecție solară în special pentru că este capabilă să disipeze energia din razele UV fără a dăuna. Cu toate acestea, la aceste animale, razele ultraviolete transformau substanța chimică într-un ucigaș.

Prin urmare, cercetătorii au emis ipoteza că oxibenzona nu este ucigașul. Multe substanțe chimice, odată în interiorul celulelor, vin în contact cu enzimele care catalizează reacțiile cu acestea, rezultând o substanță chimică asociată, dar distinctă. În unele cazuri, acest lucru se datorează utilizării enzimelor pentru a detoxifica un grup de substanțe chimice înrudite. În alte cazuri, este un accident cauzat de două substanțe chimice care seamănă suficient. Oricare ar fi cauza, substanța chimică care intră în celule poate să nu fie substanța chimică care modifică comportamentul celulelor (acesta este adesea cazul medicamentelor).

Pentru a vedea dacă acesta a fost cazul aici, cercetătorii au expus anemonele la oxibenzonă timp de 18 ore, le-au măcinat și au căutat orice substanțe chimice înrudite în conținutul lor. Ei au descoperit că cea mai mare parte a substanței chimice a ajuns să fie atașată de glucoză.

În eprubete, oxibenzona nu se angajează în nicio reacție care pare să deterioreze biomoleculele. Dar odată ce glucoza este livrată, lumina UV conduce forma legată de glucoză într-o schimbare chimică a unor biomolecule. A făcut acest lucru catalitic, ceea ce înseamnă că nicio glucoză oxibenzonă nu a fost consumată în acest proces. Aceasta înseamnă că a provoca daune semnificative nu necesită mult.

Devine mai rău

În timp ce căutau derivați chimici ai oxibenzonei, cercetătorii au observat că cea mai mare parte a substanței nu se afla în celulele anemonelor. În schimb, se găsește în microorganismele simbiotice asociate cu anemone. Acest rezultat a sugerat, într-o oarecare măsură, că prezența simbioților protejează anemonele de efectele toxice ale oxibenzonei modificate.

Pentru a confirma acest lucru, au recurs la un tip de corali care pot suferi un proces de albire, ceea ce înseamnă pierderea simbioților microbieni. Când a fost prezent, simbioții au preluat suficientă oxibenzonă de glucoză pentru a proteja complet coralii de orice efecte potențial letale ale razelor UV (de fapt, orice oxibenzonă rămasă nemodificată a oferit probabil o anumită protecție). Dar într-o versiune albită a aceluiași coral, glucoza oxibenzona este din nou mortală. Această descoperire crește riscul ca crema de protecție solară să fie deosebit de periculoasă în urma unui eveniment de albire a coralilor.

Cercetătorii sugerează că totul ar putea fi un accident major. Enzima care adaugă glucoză la această substanță chimică poate să fi evoluat ca o modalitate de a face toxinele mai solubile și, astfel, mai ușor de scăpat. Și faptul că oxibenzona este excelentă în absorbția luminii UV îl face o protecție solară excelentă și probabil că vei folosi acea energie în moduri nefericite odată ce o vei modifica.

Vestea bună este că, acum că am identificat mecanismul la lucru, avem șanse mai mari de a descoperi alte substanțe chimice care pot cauza probleme similare. Aceste cunoștințe ne pot permite să proiectăm creme de protecție solară care sunt mai puțin susceptibile de a avea aceste efecte secundare neașteptate.

Science, 2022. DOI: 10.1126 / Știință. abn2600 (Despre DOI).