Афилиационен център за арктическо здраве, Катедра по обществено здраве, Университет в Орхус, Орхус, Дания, Арктически център за здравни изследвания, Институт по клинична медицина, Университет в Олборг, Олборг, Дания

устойчивите

Партньорски център за арктическо здраве, Департамент по обществено здраве, Университет в Орхус, Орхус, Дания

Принадлежност Фондация Novo Nordisk Foundation за основни метаболитни изследвания, Секция по метаболитна генетика, Факултет по здравни и медицински науки, Университет в Копенхаген, Копенхаген, Дания

Афилиации Арктически изследователски център за здраве, Институт по клинична медицина, Университет в Олборг, Олборг, Дания, Катедра по гериатрични и вътрешни болести, Университетска болница в Олборг, Олборг, Дания, Институт по здравни науки, Ilisimatusarfik, Университет на Гренландия, Нуук, Гренландия

  • L. K. Schæbel,
  • Е. С. Бонефелд-Йоргенсен,
  • Х. Вестергаард,
  • С. Андерсен

Фигури

Резюме

Концентрациите на устойчиви органични замърсители (УОЗ) са високи при инуитите, живеещи предимно на традиционната морска диета. Неблагоприятните ефекти на УОЗ включват нарушаване на имунната система и сърдечно-съдови заболявания, които са чести при инуитите в Гренландия. Целта ни беше да оценим връзката между излагането на УОЗ от морската диета и възпалението, като вземем предвид други фактори като витамин D. Поканихме инуити и неинуити, живеещи в населени места или град в провинцията на Източна Гренландия или в столицата Нуук . Участниците попълниха въпросник за честотата на хранене и дариха кръвна проба за измерване на двата маркера на възпалението YKL-40 и hsCRP, 25-хидрокси-витамин D, единадесет хлорорганични пестициди (OCPs), четиринадесет полихлорирани бифенили (PCB), един полибромиран бифенил, и девет полибромирани дифенил етери (PBDEs), адаптирани към серумното съдържание на липиди. Участниците бяха на възраст между 50 и 69 години, живеещи в населени места, град или град (n = 151/173/211; процент на участие 95%). Серумните нива на ΣOCP, ΣPCB и ΣPBDE са по-високи при инуитите, отколкото при неинуитите (р 80%; 2: 60–79%; 3: 40–59%; 4: 20–39%; 5: ° C до анализ. Кръв пробите за всички анализи бяха анализирани в произволен ред с характеристики на участниците, заслепени за лабораториите.

Изследването е проведено в съответствие с насоките, изложени в Декларацията от Хелзинки, а процедурите са одобрени от Комисията за научни изследвания в Гренландия (jr. Номер 2015–15701).

Всички субекти дадоха информирано писмено съгласие на гренландски или датски език, избрано от участника.

Статистически анализ

За произволен подбор на участници в Nuuk е използван софтуерът MedStat (Astra). Данните бяха обработени и анализирани с помощта на софтуера Stata версия 13.1 (StataCorp.). Двустранна р-стойност по-малка от 0,05 се счита за статистически значима.

Резултати

Характеристиките на изследваната популация въз основа на хранителните навици са представени в таблица 1. Приемането на диета, състояща се предимно от традиционни инуитски хранителни продукти, се наблюдава особено сред инуитите и сред участниците от смесена етническа принадлежност. Също така, участниците в най-старата възрастова група, жителите в града или населеното място, пушачите и ловците са имали по-висок прием на основно гренландски храни.

Всички проби са имали нива на OCP над границата на откриване, с изключение на алдрин и γ-хлордан. Нивата на PCB са над границата на откриване при почти всички проби, но само 5,3% от пробите имат нива на PCB52 над границата на откриване. Нивата на PBDE са ниски. По този начин PBDEs 15, 17, 25 и 33 не са измерени над границата на откриване в никоя проба, а PBDE99 и PBDE100 имат нива над границата на откриване при по-малко от 10% от пробите (данните не са показани).

ΣOCP, ΣPCB, ΣPBDE и ΣOCP + ΣPCB са представени в таблица 2. Трите OCP (DDE, транс-нонахлор и окси-хлордан) и трите PCB (PCB138, PCB153 и PCB180) с най-високите измерени средни нива са представени в таблици 3 и 4. Значително по-високи нива на УОЗ са открити в инуитите в сравнение с неинуитите, с напредване на възрастта, сред участниците, живеещи в населени места в сравнение със столицата Нуук, и сред участниците с висок прием на гренландски хранителни продукти и сред тези с често основно хранене от собствен улов (таблици 2, 3 и 4). В допълнение, УОЗ се различават от ИТМ с обща тенденция към по-високо ниво при участниците с нормален ИТМ (Таблици 2, 3 и 4). Установени са по-високи нива на POP сред настоящите пушачи в сравнение с предишните пушачи или тези, които никога не са пушили, с изключение на DDE. Не се забелязва разлика в нивата на POP с приема на алкохол.

Фигура 1 илюстрира връзката между приема на гренландски хранителни продукти и ΣOCP, ΣPCB и ΣPBDE. Наблюдава се статистически високо значима тенденция при по-високи нива и в трите групи POP с най-честия прием на гренландски хранителни продукти. Както може да се види, средните нива се повишават значително. По-конкретно, средното ниво на окси-хлордан е било 91 пъти по-високо при лица с най-висок прием на гренландска диета в сравнение с тези с най-нисък прием на гренландски хранителни продукти (Таблица 3). Транс-нонахлорът е 79 пъти, а DDE е 12 пъти по-висок. По същия начин средните нива на PCB138, PCB153 и PCB180 са били 11, 17 и 16 пъти по-високи при лица с най-висок прием на гренландски хранителни продукти в сравнение с тези с прием на основно вносни хранителни продукти (Таблица 4). Въпреки относително ниските нива на PBDE, средната стойност на ΣPBDE е била два пъти по-висока при участниците с най-висок в сравнение с най-нисък прием на гренландски хранителни продукти (Таблица 2).

Средните нива са показани с 25-ия и 75-ия персентил. P-стойността е за тенденция.

Корелацията между двата маркера на възпалението (YKL-40 и hsCRP) и ΣOCP, ΣPCB и ΣPBDE е изобразена на фиг. 2. Наблюдава се изразена тенденция с увеличаване на нивата на двата маркера на възпаление с по-висока експозиция на POP.

Показва се линейна линия на тренда, p- стойността е за тенденция. Ln-трансформация само за представяне.

Таблица 5 показва резултати от едномерни линейни регресионни анализи с YKL-40 и hsCRP като зависими променливи и етническа принадлежност, възраст, пол, ИТМ, пушене, прием на алкохол, гренландска диета, витамин D и избраните УОЗ като отделни обяснителни променливи. И двата маркера на възпалението са по-високи при инуитите в сравнение с неинуитите, увеличават се с възрастта и намаляват с намаляването на приема на гренландски хранителни продукти. Нивата на YKL-40 намаляват с увеличаване на ИТМ и са по-високи при пушачите. Нивата на hsCRP намаляват с увеличаване на приема на алкохол (Таблица 5). Не е установена връзка между експозицията на PBDEs и някой от двата маркера на възпалението. Експозиция на отделни индивиди и сумата на OCPs и PCBs, свързани с много значително нарастване на двата маркера на възпаление при суров линеен регресионен анализ (Таблица 5).

В многовариантния анализ се наблюдава същият модел след корекция на възрастта, приема на алкохол, тютюнопушенето, ИТМ и витамин D: няма връзка между излагането на PBDE и маркери на възпаление, но значително влияние върху двата маркера на възпалението чрез излагане на OCPs, PCB или сумата от OCP и PCB (Таблица 6).

Дискусия

Това е първото проучване, основано на популация, което оценява връзката между излагането на УОЗ от традиционната инуитска диета и маркерите на възпалението в популация в Гренландия. Открихме значително по-високи нива на УОЗ при лица с най-висок прием на традиционни гренландски хранителни продукти както при директните сравнения, така и след коригиране на други фактори, за които е известно, че влияят на възпалението. По този начин се потвърждава предположението за положителна връзка между излагането на УОЗ от традиционната инуитска диета и маркерите на възпалението.

Оценихме възпалението чрез измерване на серумните нива на YKL-40 и hsCRP, които са биомаркери на възпалението [12,20]. Двата маркера се различават по това, че YKL-40 се секретира от различни активирани клетъчни типове, включително макрофаги и съдови гладкомускулни клетки в съдовите стени, докато CRP се произвежда в хепатоцити в отговор на интерлевкини [12]. По този начин избрахме два различни пътя, участващи във възпалителния процес.

Възпалителният процес може да играе роля в развитието на атеросклероза и следователно в развитието на исхемична болест на сърцето (ИБС) [12]. Предложената ниска честота на IHD сред презападните инуити в Гренландия беше потвърдена наскоро чрез оценка на исторически данни [21]. Предполага се, че това се дължи на високия прием на морски храни, богати на n-3 мастни киселини [6]. Въпреки това се наблюдава значително увеличение на IHD [15]. Това може да е свързано с появата на заседнал начин на живот, но ИБС се среща и в по-отдалечени райони на Гренландия, където жителите имат по-активен начин на живот [15]. По този начин други фактори вероятно ще допринесат. Такъв фактор може да бъде възпалението, свързано с приема на замърсители от морската диета [13].

Концентрациите на УОЗ са високи при рибите и морските бозайници [5,7], както и в инуитите, живеещи предимно от традиционни морски хранителни продукти [9]. Ние потвърдихме тези резултати, тъй като установихме значително по-високи нива на УОЗ сред участниците с висок прием на гренландски хранителни продукти и сред тези със седмична диета от собствен улов в сравнение с групите с нисък прием (Таблици 2, 3 и 4). Сред PCB, PCB138, 153 и 180 имат най-високите измерени серумни нива, а сред OCP, DDE, транс-нонахлор и окси-хлордан имат най-високите измерени серумни нива. Тези открития са в съответствие с други проучвания от Гренландия [9].

Високите нива на OCPs и PCBs корелират положително и с двата маркера на възпалението при инуитите, както в сравнението на сурово, така и в коригирания анализ. Това разширява предишни in vitro проучвания. Следователно, Kim et al. [22] показа, че УОЗ може да регулира гени, участващи в възпалителния отговор на стволови клетки от човешки адипоцити и по този начин да допринесе за възпалението. Hong и сътр. [23] изследва ефекта на рибеното масло, замърсено с OCPs и PCB, върху възпалението при плъхове. Те установиха, че противовъзпалителните ефекти на рибеното масло не се компрометират от наличието на замърсители. Те обаче включват само CRP като мярка за възпаление. Нашето проучване разширява тези констатации, като изследва както дългосрочната експозиция на високо ниво на УОЗ, така и влиянието върху хората. Следователно резултатите от проучвания върху животни може да не се сравняват лесно с хуманни изследвания.

Доказано е, че УОЗ модифицира имунния отговор при хората [1,2,11]. По този начин излагането на ПХБ, свързани с повишени нива на цитокини в канадските общности на първите нации [24], и излагането на OCPs са свързани с повишен CRP сред възрастни без диабет [25]. Констатациите на Kumar et al [26] предполагат, че излагането на УОЗ е свързано с по-високи нива на някои, но не всички тествани възпалителни маркери. Потенциалният имуно-токсикологичен ефект на POPs е демонстриран в проучване на Heilmann et al., Където се наблюдава намален отговор на антитела към ваксинации при деца с повишена перинатална експозиция на PCB [27]. По този начин има косвени доказателства за провъзпалителен, както и имуно-токсикологичен ефект от излагането на УОЗ. Предложената връзка между възпалението и УОЗ се засилва от нашите констатации за повишени нива на маркери на възпаление при лица с високи нива на УОЗ. Следователно, провокативната роля на УОЗ е правдоподобна и допълнително се подкрепя от нашите данни.

Участниците, живеещи на традиционната гренландска диета, са имали значително по-високи нива на всички УОЗ. Традиционната гренландска диета се състои главно от риби и морски бозайници [6] и по този начин се превръща в основен път на излагане на УОЗ сред населението в Гренландия. Това беше потвърдено от нашите данни за по-високи нива в инуитите в сравнение с неинуитите, при участниците, живеещи в населени места, и при тези със седмичен прием на диета от собствен улов (таблици 2, 3 и 4). Между тези променливи съществува ковариация, тъй като инуитите могат да разчитат повече на традиционните хранителни продукти и да живеят по-често в селища и да ловуват в сравнение с неинуитите. По този начин това са три различни мерки в подкрепа на значението на диетата за експозиция на УОЗ сред популациите в Гренландия.

Масата на мастната тъкан е отделение за съхранение на липофилни УОЗ [28]. Той се свързва с ИТМ. ИТМ повлиява концентрацията на УОЗ в нашето проучване. Връзката между ИТМ и УОЗ е нелинейна с най-ниско ниво при участниците с наднормено тегло. Нивата на POP бяха адаптирани към серумното съдържание на липиди. Това може да се спекулира, за да допринесе за нелинейната връзка между нивата на ИТМ и POP с по-високи нива на POP сред участниците със затлъстяване. По-високите нива на POP с нормален ИТМ може да се дължат на по-малък капацитет за съхранение при тази група участници.

Включихме 35 различни POP. Трите OCPs и PCBs с най-високи нива бяха използвани за анализ на линейната регресия, а сумата от PCBs, OCPs и PBDEs, както и сумата от PCBs + OCPs също бяха включени в анализа на линейната регресия. По този начин тези модели включват всички измерени POPs в оценките.

Живакът, оловото и кадмият не бяха включени в измерванията. Морските бозайници са основният източник на излагане на живак в Арктика и концентрациите на живак са високи при морските бозайници [29]. Пушенето обаче също е начин на излагане на живак, както и на олово и кадмий. Тези метали могат също да действат по възпалителен начин и да увеличат окисляването [30]. Настроихме се за пушене в моделите с множество линейни регресии. Следователно връзката между УОЗ и маркерите на възпалението косвено е коригирана за поне част от влиянието на тези метали.

Възпалителните маркери могат да бъдат повлияни от фактори, които не са отчетени в това проучване, като например физическа активност. Друго ограничение е дизайнът на напречното сечение, което е недостатък при разглеждането на причинно-следствената връзка. Въпреки това, влиянието на приема на традиционна диета върху възпалението трудно може да бъде изследвано в не-наблюдателен дизайн. Нашето населено проучване включваше един процент от населението на Гренландия и процентът на участие беше 95%. Проучихме две области в Гренландия, избрани да представят разнообразието в стила на живот в Гренландия от селища в провинция Източна Гренландия до столицата Нуук в Западна Гренландия. Този широк диапазон в географията и начина на живот демонстрира значителни разлики в експозицията на УОЗ, свързани с разликите в хранителните навици. Валидността на хранителната оценка от FFQ беше подсилена чрез кръстосани въпроси и биомаркер на морската диета, както е описано по-горе [16,31].

Участниците в по-старата възрастова група са имали значително по-високи нива на УОЗ в съответствие с предишни проучвания [4,8,10]. Възрастните хора са склонни да живеят по-традиционно от по-младите поколения и имат по-голям прием на традиционни гренландски хранителни продукти. Също така, единствените пътища на екскреция на УОЗ са трансплацентарни от майката на плода и чрез кърмене [32,33]. Следователно УОЗ се натрупват в тялото с течение на времето, което води до по-високи нива с увеличаване на възрастта [8,10]. По този начин натоварването на УОЗ се определя от индивидуалния хранителен прием и продължителността на експозицията. Измерихме POPs в един момент от времето поради естеството на изследването в напречно сечение. Участниците обаче бяха във възрастова група, където промените в начина на живот и диета бяха ограничени. Следователно хранителните навици, докладвани в FFQ, вероятно ще отразяват натоварването от излагане на УОЗ с течение на времето.

Традиционната предзападна инуитска диета е богата на протеини и мазнини, включително n-3 полиненаситените мастни киселини, докато е с ниско съдържание на въглехидрати. По този начин съставът се различава значително от този на вносната диета [6]. Диетата на инуитите съдържа високи нива на витамин D [17,31] и други хранителни вещества като йод, селен и витамин Е [16,34]. Стана очевидно обаче, че нивата на замърсители също са високи [7]. Следователно, той осигурява както хранителни вещества, така и замърсители, в допълнение към добавянето към идентичността на инуитите и този деликатен баланс е обозначен като „Арктическата дилема“ [7]. Докато нивата на някои замърсители намаляват с времето, други се увеличават [7,9], а традиционната инуитска диета е основен източник на излагане на замърсители дори днес. Това прави диетични препоръки за насочване на гренландските инуити [35] към комплекс за здравословен начин на живот и нашите резултати подкрепят насоки, основани на знания, а не на понятия.

В заключение установихме значително по-високи нива на УОЗ при индивиди в Гренландия с традиционен начин на живот, а УОЗ са свързани с приема на традиционната инуитска диета. Интересното е, че УОЗ корелират положително с маркерите на възпалението. Последното е в съответствие с проучвания, предполагащи провъзпалителна роля на УОЗ. Възпалението играе роля в развитието на редица хронични заболявания като ревматоиден артрит и атеросклероза и следователно сърдечно-съдови заболявания. Това са често срещани заболявания сред популациите в Гренландия и нашите резултати допълват знанията за последиците от УОЗ при изложени индивиди. Тези данни могат също да предоставят насоки за „дилемата на Арктика“ и насърчават последващи действия във връзка със застаряващото население на Арктика.

Благодарности

Благодарим на Каролайн Берглунд за нейния ентусиазъм и задълбочено интервюиране на инуитите, безценната подкрепа от клиниката за първично здравеопазване в Нуук, от Hans Chr. Флориан Сьоренсен и от болницата в Tasiilaq и медицинските пунктове в Tiniteqilaaq, Sermiligaaq, Kuummiut и Kulusuk. Също така, Датската агенция за опазване на околната среда е призната за финансова подкрепа, позволяваща анализ на POP.

Принос на автора

  1. Концептуализация: LKS ECBJ SA.
  2. Официален анализ: LKS.
  3. Придобиване на финансиране: LKS ECBJ HV SA.
  4. Разследване: SA.
  5. Методология: LKS ECBJ SA.
  6. Надзор: ECBJ HV SA.
  7. Проверка: LKS ECBJ HV SA.
  8. Писане - оригинален проект: LKS.
  9. Писане - преглед и редактиране: LKS ECBJ HV SA.