Orezul, fructele de mare și apa explică diferențele în expunerea la metale în comunitățile din SUA
Cercetătorii au comparat biomarkeri metalici în șase populații diverse din SUA pentru a investiga de ce modelele de expunere pot varia atât de mult între comunități.
Un studiu recent, publicat în Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology, a evaluat distribuția biomarkerilor multipli de metale în urină, în rândul populațiilor etnice diverse din vestul Statelor Unite, pentru a evalua modul în care factorii de mediu, dieta și geografia pot influența profilele urinare de metale.
Studiul a comparat în mod special concentrațiile unui panou extins de până la 19 elemente de urme în subgrupuri armonizate de adulți din comunitățile indiană, albă, neagră, hispanică, americană chineză și americană indiană.
Analizele au identificat diferențe semnificative în concentrațiile de metale din urină între cohorte și au sugerat că modelele alimentare, sursele de apă potabilă și hidrogeologia, diferențele urbane-rurale, fumatul și alți factori sociali și comportamentali pot explica aceste diferențe.
Un studiu extins realizat pe cohorte globale a stabilit expunerea cronică la doze mici de metale ca unul dintre principalii contributori chimici modificabili la povara globală a bolilor. Anterior, s-a estimat că metalele contribuie la mai multe ani de viață ajustați pentru dizabilitate (DALY) decât alte substanțe chimice toxice, iar autorii studiului notează că povara lor depășește și factorii de stil de viață, precum consumul de alcool sau inactivitatea fizică.
Aceste constatări alarmante sunt atribuite prezenței răspândite a acestor contaminanți în mediu (de exemplu, aer și apă) și în produsele de consum (de exemplu, alimente și locuințe), ceea ce poate duce la expunerea cronică la doze mici de metale de urme nonesențiale, precum plumbul (Pb), cadmiul (Cd) și arsenicul (As).
Expunerea la metale, inclusiv la Pb, Cd și As, a fost asociată cu boli cardiovasculare (CVD), boli cronice ale rinichilor (CKD) și diabet. De asemenea, deși esențiale în cantități moderate, concentrațiile ridicate ale micronutrienților esențiali (de exemplu, zincul [Zn] și cuprul [Cu]) pot fi, de asemenea, dăunătoare și au fost asociate cu dereglarile metabolice.
Din păcate, în ciuda acestor cunoștințe, puține studii din Statele Unite au comparat profilurile multi-metalice între grupuri rasiale și etnice diverse, folosind metode analitice armonizate. De exemplu, americanii sud-asiatici sunt cunoscuți pentru riscuri cardiometabolice ridicate comparativ cu alte grupuri etnice din țară. Cu toate acestea, profilurile de expunere la metale în aceste populații rămân relativ neexploatate.
Studiul de față a avut ca scop abordarea acestor lacune empirice și informarea abordărilor viitoare de biomonitorizare prin caracterizarea modelelor biomarkerilor multipli de metale în trei cohorte din vestul Statelor Unite: 1. Studiul Mediators of Atherosclerosis in South Asians Living in America (MASALA) din zona Golfului San Francisco (n = 111), 2. Studiul Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis, centrul Los Angeles (MESA-LA; n = 444) și 3. Studiul Strong Heart Family Study (SHFS; n = 111).
Setul de date combinat a inclus șase subpopulații demografice: 1. Indiană, 2. Albă, 3. Neagră, 4. Hispanică, 5. Americană chineză și 6. Americană indiană. Analizele statistice ale studiului au evaluat subgrupuri armonizate de câte 111 participanți din fiecare grup demografic (n = 666; vârsta mediană = 56 pentru MASALA și SHFS, 62 pentru MESA-LA; ~50% femei).
Probe de urină din toate cele trei cohorte au fost analizate folosind spectrometria de masă cu plasmă cuplată inductiv (ICP-MS), permițând cuantificarea unui panou extins de elemente de urme. Concentrațiile urinare au fost ulterior normalizate la creatinină (micrograme pe gram, µg/g). În cohorta MASALA, același panou larg de metale a fost măsurat și în ser, permițând compararea ser-urină asociată. Nichelul, litiul, antimoniul și vanadiul nu au fost măsurate în MESA-LA.
Analizele studiului au relevat că participanții MASALA au prezentat cele mai mari concentrații urinare de molibden (Mo; mediană = 66,5 µg/g) și talliu (Tl; mediană = 0,26 µg/g), dar au arătat și cele mai scăzute concentrații de zinc (354 µg/g) și mangan (Mn; mediană = 0,11 µg/g). Autorii sugerează că aceste modele pot reflecta parțial modelele alimentare anterior raportate în rândul populațiilor indiene, inclusiv un consum mai mare de legume și un consum mai scăzut de carne roșie și procesată, deoarece legumele sunt surse recunoscute de molibden, în timp ce carnea roșie este o sursă de zinc și seleniu.
Pe de altă parte, participanții chinezi din MESA-LA au demonstrat cea mai mare concentrație totală urinară de arsenic (43,9 µg/g), aproape de șase ori mai mare decât MASALA (7,60 µg/g) și de opt ori mai mare decât SHFS (5,08 µg/g), ceea ce autorii sugerează că ar putea reflecta în parte un consum mai mare de orez și fructe de mare. Deoarece arsenicul total din urină poate include compuși relativ cu toxicitate scăzută proveniți din fructe de mare, ar fi necesară speciația arsenică, care să distingă diferitele forme chimice ale arsenicului, pentru a clarifica sursele și semnificația toxicologică a acestei diferențe.
Concentrațiile de plumb în urină au fost mai mari în grupurile MASALA și în mai multe grupuri MESA-LA decât în cohorta SHFS, care este predominant rurală, incluzând 1,12 µg/g în rândul participanților chinezi din MESA-LA și 0,88 µg/g în MASALA, comparativ cu 0,59 µg/g în SHFS. Autorii sugerează că acest model poate reflecta emisiile istorice din trafic și industrie, locuințele mai vechi și diferențele în prevalența fumatului. De asemenea, au subliniat că plumbul din urină nu este considerat un biomarker sensibil.
Diferențele geografice în sursele de apă și hidrogeologia regională s-au reflectat de asemenea în concentrațiile de uraniu ale participanților, care au fost mai scăzute în cohorta MASALA din San Francisco (0,008 µg/g; apă de suprafață) decât în MESA-LA (0,019 µg/g) și SHFS (0,016 µg/g), consistent cu dependența zonei Golfului San Francisco de apa de suprafață, în timp ce MESA-LA și SHFS includ regiuni cu o dependență mai mare de apă subterană sau surse mixte.
În cele din urmă, evaluările asociate ser-urină au demonstrat corelații puternice pentru mai multe elemente care sunt eliminate renal, inclusiv molibden (r = 0,83), arsenic (r = 0,79), cobalt (Co; r = 0,76) și cesiu (Cs; r = 0,67), în timp ce elementele esențiale reglementate strict, precum zincul, cuprul și manganul
