A perzisztens szerves szennyezők hatása a hagyományos inuit étrendben a gyulladás markereire

Északi-sarkvidéki egészségügyi központ, Aarhus Egyetem, Népegészségügyi Tanszék, Aarhus, Dánia, Arctic Health Research Center, Klinikai Orvostudományi Intézet, Aalborgi Egyetem, Aalborg, Dánia

Az Északi-sarkvidék Egészségügyi Központja, Közegészségügyi Minisztérium, Aarhus Egyetem, Aarhus, Dánia

Tagság: A Novo Nordisk Alapvető anyagcsere-kutatási központ, Metabolikus genetika szekció, Egészségügyi és Orvostudományi Kar, Koppenhágai Egyetem, Koppenhága, Dánia

Társulások Arctic Health Research Center, Klinikai Orvostudományi Intézet, Aalborgi Egyetem, Aalborg, Dánia, Az Aalborgi Egyetemi Kórház Geriátriai és Belgyógyászati Tanszék, Aalborg, Dánia, Egészségtudományi Intézet, Ilisimatusarfik, Grönlandi Egyetem, Nuuk, Grönland

L. K. Schæbel,
E. C. Bonefeld-Jørgensen,
H. Vestergaard,
S. Andersen

Ábrák

Absztrakt

A perzisztens szerves szennyező anyagok (POP) koncentrációja magas az inuitoknál, akik túlnyomórészt a hagyományos tengeri étrenden élnek. A POP káros hatásai közé tartozik az immunrendszer megzavarása és a szív- és érrendszeri betegségek, amelyek gyakran előfordulnak a grönlandi inuitoknál. Célul tűztük ki a tengeri étrendből származó POP-nak való kitettség és a gyulladás közötti összefüggés értékelését, figyelembe véve más tényezőket, például a D-vitamint. Meghívtuk az inuitokat és a nem inuitokat, akik településen, Kelet-Grönland vidéki városában vagy Nuuk fővárosban élnek. . A résztvevők kitöltöttek egy étkezési gyakorisági kérdőívet, és vérmintát adtak a gyulladás két markerének, az YKL-40 és a hsCRP, a 25-hidroxi-D-vitamin, a tizenegy szerves klór-peszticid (OCP), a tizennégy poliklórozott bifenil (PCB), egy polibrómozott bifenil, és kilenc polibrómozott difenil-éter (PBDE) a szérum lipidtartalmához igazítva. A résztvevők 50 és 69 év közöttiek voltak, településeken, városokban éltek (n = 151/173/211; 95% -os részvételi arány). Az ΣOCP, ΣPCB és ΣPBDE szérumszint magasabb volt az inuitoknál, mint a nem inuitoknál (p 80%; 2: 60–79%; 3: 40–59%; 4: 20–39%; 5: ° C az elemzésig. Vér Az összes vizsgálatból származó mintákat véletlenszerű sorrendben elemeztük, a résztvevők jellemzőit a laboratóriumokra vakítva.

A felmérést a Helsinki Nyilatkozatban lefektetett iránymutatásoknak megfelelően végezték el, és az eljárásokat a Grönlandi Tudományos Kutatási Bizottság hagyta jóvá (ifj. Szám: 2015–15701).

Minden alany megalapozott írásbeli beleegyezést adott grönlandi vagy dán nyelven, a résztvevő választása szerint.

Statisztikai analízis

A NuSt-ban résztvevők véletlenszerű kiválasztásához a MedStat szoftvert (Astra) használták. Az adatokat a Stata 13.1 verziójú szoftver (StataCorp.) Segítségével dolgoztuk fel és elemeztük. A 0,05-nél kisebb kétoldali p-értéket statisztikailag szignifikánsnak tekintettük.

Eredmények

A vizsgálati populáció étkezési szokásokon alapuló jellemzőit az 1. táblázat szemlélteti. A főként hagyományos inuit ételeket tartalmazó étrend bevitelét különösen az inuitok és a vegyes etnikumú résztvevők körében tapasztaltuk. Emellett a legidősebb korosztály résztvevői, a városban vagy a településen lakók, a dohányosok és a vadászok nagyobb mértékben főleg grönlandi ételeket fogyasztottak.

Valamennyi minta OCP-szintje meghaladta a kimutatási határértéket, kivéve az aldrint és a γ-klordánt. A PCB-szintek szinte az összes mintában meghaladták a kimutatási határértéket, de a minták csupán 5,3% -ánál volt magasabb a kimutatási határ. A PBDE-k szintje alacsony volt. Így a 15., 17., 25. és 33. PBDE-ket egyetlen mintában sem mértük a kimutatási határ felett, a PBDE99 és a PBDE100 szintje a minták kevesebb mint 10% -ában volt kimutatható határérték felett (az adatokat nem mutatjuk be).

Az ΣOCP, ΣPCB, ΣPBDE és ΣOCP + ΣPCB a 2. táblázatban találhatók. A három OCP (DDE, transz-nonaklór és oxi-klordán) és a három PCB (PCB138, PCB153 és PCB180) a legmagasabb mért mediánszinttel a táblázatban található. 3. és 4. Jelentősen magasabb POP-szintet találtak inuitokban a nem inuitokhoz képest, az életkor előrehaladtával, a településeken élő résztvevők között, Nuuk fővárosához képest, valamint a grönlandi élelmiszerek magas bevitelével rendelkező résztvevők között. gyakori főétkezéssel saját fogásból (2., 3. és 4. táblázat). Ezenkívül a POP-k különböztek a BMI-től, a normál BMI-vel rendelkező résztvevők általános tendenciája magasabb volt (2., 3. és 4. táblázat). Magasabb POP-szintet találtak a jelenlegi dohányosok körében, összehasonlítva a korábbi dohányzókkal vagy azokkal, akik soha nem dohányoztak, kivéve a DDE-t. Az alkohol bevitelével nem volt különbség a POP-szintekben.

Az 1. ábra a grönlandi élelmiszerek bevitele és az ΣOCP, ΣPCB és ΣPBDE közötti összefüggést szemlélteti. Statisztikailag nagyon szignifikáns tendencia volt megfigyelhető mindhárom POP-csoport magasabb szintjeinél, ahol a grönlandi élelmiszerek a leggyakoribbak. Amint látható, a mediánszint jelentősen emelkedik. Pontosabban, az oxi-klordán mediánszintje 91-szer magasabb volt azoknál az egyéneknél, akik a legmagasabb grönlandi étrendet fogyasztották, összehasonlítva a legkevesebb grönlandi ételeket fogyasztókkal (3. táblázat). A transz-nonaklór 79-szeres, a DDE pedig 12-szer magasabb volt. Hasonlóképpen, a PCB138, a PCB153 és a PCB180 mediánszintje 11, 17 és 16-szor magasabb volt azoknál az egyéneknél, akiknél a grönlandi élelmiszerek fogyasztása a legmagasabb, mint azoké, akik főleg importált élelmiszereket fogyasztanak (4. táblázat). A PBDE-k viszonylag alacsony szintje ellenére a ΣPBDE mediánja kétszer magasabb volt azoknál a résztvevőknél, akiknél a legmagasabb volt a grönlandi élelmiszerek legalacsonyabb bevitele (2. táblázat).

A mediánszinteket a 25. és 75. percentilisekkel mutatjuk be. A P-érték a trendre vonatkozik.

A gyulladás két markere (YKL-40 és hsCRP), valamint az ΣOCP, ΣPCB és ΣPBDE közötti összefüggést a 2. ábra szemlélteti. Kiemelkedő tendenciát figyeltünk meg a gyulladás mindkét markerének magasabb szintje mellett, magasabb POP expozíció mellett.

Lineáris trendvonal látható, a p-érték a trendre vonatkozik. Ln-transzformáció kizárólag bemutatásra.

Az 5. táblázat az egyváltozós lineáris regressziós analízis eredményeit mutatja be, az YKL-40 és a hsCRP függő változóként, valamint az etnikum, az életkor, a nem, a BMI, a dohányzás, az alkoholfogyasztás, a grönlandi étrend, a D-vitamin és a kiválasztott POP-ok mint egyéni magyarázó változók. A gyulladás mindkét markere magasabb volt az inuitoknál, mint a nem inuitoké, az életkor előrehaladtával növekedett, és a grönlandi élelmiszerek csökkenő bevitelével csökkent. Az YKL-40 szint a BMI növekedésével csökkent, és magasabb volt a dohányosoknál. A hsCRP szint az alkoholfogyasztás növekedésével csökkent (5. táblázat). Nem találtunk összefüggést a PBDE-knek való kitettség és a gyulladás két markere közül bármelyik között. Az egyénnek való kitettség, valamint az OCP-k és PCB-k összege, amely a gyulladás mindkét markerének rendkívül jelentős emelkedésével jár a nyers lineáris regressziós elemzés során (5. táblázat).

A többváltozós elemzésben ugyanazt a mintát láthattuk az életkor, az alkoholfogyasztás, a dohányzás, a BMI és a D-vitamin kiigazítása után: nincs összefüggés a PBDE-knek való kitettség és a gyulladás markerei között, de az OCP-k, a PCB-k expozíciója markánsan befolyásolja a gyulladás mindkét markerét vagy OCP-k és PCB-k összege (6. táblázat).

Vita

Ez az első populációalapú tanulmány, amely a grönlandi populációban a hagyományos inuit étrendből származó POP-nak való kitettség és a gyulladás markerei közötti összefüggést értékeli. Mind a közvetlen összehasonlításban, mind pedig a gyulladást ismerten befolyásoló egyéb tényezők kiigazítása után szignifikánsan magasabb POP-szintet találtunk azoknál az egyéneknél, akik a legnagyobb grönlandi ételeket fogyasztották. Így a hagyományos inuit étrendből származó POP-knak való kitettség és a gyulladás markerei között feltételezett pozitív összefüggés megerősítést nyert.

A gyulladást úgy értékeltük, hogy megmérettük a szérum YKL-40 és hsCRP szintjét, amelyek a gyulladás biomarkerei [12,20]. A két marker abban különbözik egymástól, hogy az YKL-40-et különféle aktivált sejttípusok szekretálják, ideértve a makrofágokat és az érfal simulatait. Így két különböző utat választottunk a gyulladásos folyamatban.

A gyulladásos folyamat szerepet játszhat az érelmeszesedés kialakulásában, és ezáltal az iszkémiás szívbetegség (IHD) kialakulásában [12]. A grönlandi nyugat előtti inuitok körében az IHD javasolt alacsony előfordulását a közelmúltban megerősítették a történelmi adatok kiértékelésével [21]. Úgy gondolták, hogy ennek oka az n-3 zsírsavakban gazdag tengeri élelmiszerek magas bevitele [6]. Az IHD azonban jelentős növekedést mutatott [15]. Ez kapcsolódhat a mozgásszegény életmód megjelenéséhez, de az IHD Grönland távolabbi területein is előfordul, ahol a lakosok aktívabb életmódot folytatnak [15]. Így valószínűleg más tényezők járulnak hozzá. Ilyen tényező lehet a tengeri étrendből származó szennyező anyagok bevitelével kapcsolatos gyulladás [13].

A POP koncentrációja magas a halakban és a tengeri emlősökben [5,7], valamint az elsősorban hagyományos tengeri élelmiszereken élő inuitoknál [9]. Megerősítettük ezeket az eredményeket, mivel szignifikánsan magasabb POP-szintet találtunk a magas grönlandi élelmiszer-bevitelű résztvevők között, és azok között, akik heti étrendet fogyasztanak saját fogásból, az alacsony bevitelű csoportokhoz képest (2., 3. és 4. táblázat). A PCB-k közül a PCB138, 153 és 180 szérumszintek voltak a legmagasabbak, az OCP-k közül a DDE, a transz-nonaklór és az oxi-klordán szérumszintje volt a legmagasabb. Ezek az eredmények összhangban vannak más grönlandi tanulmányokkal [9].

Az OCP-k és a PCB-k magas szintje pozitívan korrelált az inuitok mindkét gyulladás-markerével, a nyers összehasonlításban és a kiigazított elemzésben. Ez kiterjeszti a korábbi in vitro vizsgálatokat. Ezért Kim és mtsai. [22] kimutatta, hogy a POP-k képesek szabályozni az emberi adipocita őssejtek gyulladásos válaszában részt vevő géneket, és ezáltal hozzájárulhatnak a gyulladáshoz. Hong és mtsai. [23] megvizsgálta az OCP-kkel és PCB-kkel szennyezett halolaj patkányok gyulladására gyakorolt hatását. Megállapították, hogy a halolaj gyulladáscsökkentő hatását nem veszélyeztetik a szennyező anyagok jelenléte. A gyulladás mértékeként azonban csak a CRP-t vették figyelembe. Vizsgálatunk kiterjeszti ezeket az eredményeket a POP hosszú távú, magas szintű expozíciójának és az emberekre gyakorolt hatásának vizsgálatával. Ezért az állatkísérletek eredményei nem könnyen hasonlíthatók össze a humán vizsgálatokkal.

Kimutatták, hogy a POP módosítja az immunválaszt emberben [1,2,11]. Így a megnövekedett citokinszinttel járó PCB-knek való kitettség a Kanadai Első Nemzetek Közösségeiben [24] és az OCP-k expozíciója a nem cukorbeteg felnőttek körében megnövekedett CRP-vel járt [25]. Kumar és mtsai [26] eredményei arra utalnak, hogy a POP-k expozíciója egyes, de nem mindegyik tesztelt gyulladásos marker magasabb szintjéhez kapcsolódik. A POP-k potenciális immun-toxikológiai hatását Heilmann és mtsai. Tanulmányában mutatták be, ahol csökkent vakcinázási antitestválasz figyelhető meg a PCB-k fokozott perinatális kitettségű gyermekek körében [27]. Így közvetett bizonyítékok vannak a POP-k expozíciójának gyulladásgátló és immun-toxikológiai hatására. A gyulladás és a POP közötti javasolt kapcsolatot erősítik a magas POP-szinttel rendelkező egyénekben a gyulladás markereinek megemelkedett szintjei. Ennélfogva a POP-k gyulladásgátló szerepe hihető és adataink is alátámasztják.

A hagyományos grönlandi étrenden élő résztvevőknél az összes POP szintje szignifikánsan magasabb volt. A hagyományos grönlandi étrend főleg halakból és tengeri emlősökből áll [6], és ezáltal a grönlandi lakosság körében a POP-nak való kitettség fő útjává válik. Ezt megerősítették az inuitoknál magasabb szintű inuitok aránya a nem inuitokkal összehasonlítva, a településeken élő résztvevőknél és azoknál, akik heti étrendet fogyasztanak saját fogásokból (2., 3. és 4. táblázat). Kovariancia létezik e változók között, mivel az inuitok jobban támaszkodhatnak a hagyományos ételekre, és gyakrabban élnek településeken és vadásznak a nem inuitokhoz képest. Ez tehát három különböző intézkedés, amely alátámasztja az étrend jelentőségét a POP-expozíció szempontjából a grönlandi populációk körében.

A zsírszövet tömege a lipofil POP-k tároló rekesze [28]. A BMI-vel társul. A BMI befolyásolta a POP koncentrációját tanulmányunkban. A BMI és a POP-k közötti kapcsolat nem lineáris volt, a legalacsonyabb a túlsúlyos résztvevőknél. A POP szinteket a szérum lipidtartalomhoz igazítottuk. Ez feltételezhető, hogy hozzájáruljon a BMI és a POP szintek közötti nemlineáris asszociációhoz, a magasabb POP szinttel az elhízott résztvevők körében. A normális BMI-vel rendelkező magasabb POP-szint annak a résztvevőknek a kisebb tárolókapacitásának tudható be.

35 különböző POP-ot vettünk fel. A három legmagasabb OCP-t és PCB-t használták a lineáris regressziós elemzéshez, és a PCB-k, OCP-k és PBDE-k összegét, valamint a PCB-k + OCP-k összegét is bevonták a lineáris regressziós elemzésbe. Ezek a modellek tehát az összes mért POP-t belefoglalták az értékelésekbe.

A higany, az ólom és a kadmium nem szerepelt a mérésekben. A sarkvidéken a tengeri emlősök jelentik a higanynak való kitettség fő forrását, és a tengeri emlősökben magas a higany koncentrációja [29]. A dohányzás azonban a higany, valamint az ólom és a kadmium expozíciójának is útja. Ezek a fémek gyulladásgátló módon is működhetnek, és fokozhatják az oxidációt [30]. A többszörös lineáris regressziós modellekben igazítottuk a dohányzást. Ezért a POP-k és a gyulladás markerei közötti összefüggést közvetve kiigazították e fémek legalább bizonyos hatása miatt.

A gyulladásos markereket befolyásolhatják olyan tényezők, amelyek nem szerepelnek ebben a vizsgálatban, mint például a fizikai aktivitás. További korlátozás a keresztmetszet kialakítása, amely hiányosság az oksági összefüggések figyelembevételében. A hagyományos étrend bevitelének gyulladásra gyakorolt hatását azonban nem lehet megfigyelni nem megfigyelési tervben. Népességalapú tanulmányunk Grönland népességének egy százalékát foglalta magában, a részvételi arány pedig 95% volt. Felmértünk két grönlandi területet, amelyek kiválasztották az életstílus sokszínűségét Grönlandon, a kelet-grönlandi vidéki településeken át a nyugat-grönlandi Nuuk fővárosig. A földrajz és az életmód ezen széles skálája markáns különbségeket mutatott ki a POP-k expozíciójában az étkezési szokások különbségeivel kapcsolatban. Az FFQ által elvégzett étrendi értékelés érvényességét keresztellenőrzési kérdések és a tengeri étrend biomarkerje erősítette a korábban leírtak szerint [16,31].

Az idősebb korosztály résztvevőinek a korábbi vizsgálatoknak megfelelően szignifikánsan magasabb volt a POP szintje [4,8,10]. Az idős emberek általában hagyományosabban élnek, mint a fiatalabb generációk, és nagyobb a grönlandi hagyományos élelmiszerek fogyasztása. A POP-k kiválasztásának egyetlen útja transz-placenta az anyától a magzatig és a szoptatás útján [32,33]. Ezért a POP-k idővel felhalmozódnak a testben, ami az életkor előrehaladtával magasabb szintekhez vezet [8,10]. Így a POP-k terhelését az egyéni étrendi bevitel és az expozíció időtartama határozza meg. A vizsgálat keresztmetszeti jellege miatt egy időben mértük a POP-kat. A résztvevők azonban olyan korosztályba tartoztak, ahol az életmód és az étrend változása korlátozott volt. Ezért az FFQ-ban közölt étkezési szokások valószínűleg tükrözik a POP-k expozíciójának időbeli terhelését.

A hagyományos nyugat előtti inuit étrend fehérjében és zsírban gazdag volt, beleértve az n-3 többszörösen telítetlen zsírsavakat, miközben alacsony volt a szénhidráttartalma. Így az összetétel jelentősen különbözik az importált étrend összetételétől [6]. Az inuitok étrendje magas szintű D-vitamint [17,31] és egyéb tápanyagokat, például jódot, szelént és E-vitamint tartalmaz [16,34]. Nyilvánvalóvá vált azonban, hogy a szennyező anyagok szintje is magas [7]. Ennélfogva tápanyagokat és szennyező anyagokat is biztosít az inuit identitás növelése mellett, és ezt a kényes egyensúlyt „Arctic dilemma” -nak nevezték el [7]. Míg egyes szennyező anyagok szintje az idő múlásával csökken, mások növekednek [7,9], és a hagyományos inuit étrend napjainkban is a szennyező anyagoknak való kitettség fő forrása. Ez táplálkozási ajánlásokat fogalmaz meg a grönlandi inuitok [35] egészséges életmód komplexum irányába történő irányításáért, és eredményeink inkább tudáson alapuló útmutatásokat támogatnak.

Összegzésképpen megállapíthatjuk, hogy Grönlandon a hagyományos életmóddal szignifikánsan magasabb POP-szinteket találtunk, és a POP-k a hagyományos inuit étrend bevitelével társultak. Érdekes módon a POP pozitívan korrelált a gyulladás markereivel. Ez utóbbi összhangban van a POP-k gyulladásgátló szerepét sugalló tanulmányokkal. A gyulladás szerepet játszik számos krónikus betegség kialakulásában, mint például a reumás ízületi gyulladás és az érelmeszesedés, tehát a szív- és érrendszeri betegségek. Ezek a grönlandi populációkban elterjedt betegségek, és eredményeink bővítik a POP-k következményeinek ismeretét a kitett egyéneknél. Ezek az adatok útmutatást adhatnak az „északi-sarkvidéki dilemmára” is, és ösztönzik az öregedő sarkvidéki népesség nyomon követését.

Köszönetnyilvánítás

Hálásan köszönjük Karoline Berglund lelkesedését és alapos interjúit az inuitokkal, a nuuki alapellátási klinika felbecsülhetetlen támogatásával, Hans Chr-től. Florian Sørensentől és a tašiilaqi kórházból, valamint a Tiniteqilaaq, Sermiligaaq, Kuummiut és Kulusuk ápolóállomásokról. Ezenkívül a Dán Környezetvédelmi Ügynökség elismeri a POP elemzését lehetővé tevő pénzügyi támogatást.

Szerző közreműködései

Fogalomalkotás: LKS ECBJ SA.
Hivatalos elemzés: LKS.
Finanszírozás megszerzése: LKS ECBJ HV SA.
Vizsgálat: SA.
Módszertan: LKS ECBJ SA.
Felügyelet: ECBJ HV SA.
Érvényesítés: LKS ECBJ HV SA.
Írás - eredeti vázlat: LKS.
Írás - áttekintés és szerkesztés: LKS ECBJ HV SA.