Bernhard Hennig

1 Programul de cercetare Superfund al Universității din Kentucky, Lexington, Kentucky, SUA

Lindell Ormsbee

1 Programul de cercetare Superfund al Universității din Kentucky, Lexington, Kentucky, SUA

Craig J. McClain

2 Facultatea de Medicină a Universității din Louisville, Louisville, Kentucky, SUA

Bruce A. Watkins

3 Departamentul de Științe Nutritive, Universitatea din Connecticut, Storrs, Connecticut, SUA

Bruce Blumberg

4 Școala de Științe Biologice, Universitatea din California - Irvine, Irvine, California, SUA

Leonidas G. Bachas

1 Programul de cercetare Superfund al Universității din Kentucky, Lexington, Kentucky, SUA

5 Departamentul de Chimie, Universitatea din Miami, Coral Gables, Florida, SUA

Wayne Sanderson

6 Departamentul de epidemiologie, Universitatea din Kentucky, Lexington, Kentucky, SUA

Claudia Thompson

7 Susceptibilitatea și sănătatea populației și

William A. Suk

8 Centre for Risk and Integrated Sciences, National Institute of Environmental Health Sciences, National Institutes of Health, Department of Health and Human Services, Research Triangle Park, Carolina de Nord, SUA

Abstract

Context: Paradigma evaluării riscurilor umane include multe variabile care trebuie privite colectiv pentru a îmbunătăți sănătatea umană și a preveni bolile cronice. Patologia bolilor cronice este totuși complexă și poate fi influențată de expunerea la poluanții din mediu, de un stil de viață sedentar și de obiceiurile alimentare slabe. O mare parte din dovezile emergente sugerează că nutriția poate modula toxicitatea poluanților din mediu, ceea ce poate modifica riscurile umane asociate cu expunerile la toxici.

Obiective: În acest comentariu, discutăm baza pentru recomandarea ca nutriția să fie considerată o variabilă critică în rezultatele bolii asociate cu expunerea la poluanți de mediu, stabilind astfel importanța încorporării nutriției în contextul evaluării cumulative a riscurilor.

Discuție: Un corp convingător de cercetări indică faptul că nutriția este un modulator al vulnerabilității la insultele de mediu; astfel, este oportun să se ia în considerare nutriția ca o componentă vitală a evaluării riscurilor umane. Nutriția poate servi fie ca agonist, fie ca antagonist (de exemplu, alimente bogate în grăsimi sau alimente bogate în antioxidanți, respectiv) ale impactului asupra sănătății asociat cu expunerea la poluanții din mediu. Practicile dietetice și alegerile alimentare pot ajuta la explicarea variabilității mari observate în evaluarea riscului uman.

Concluzie: recomandăm ca nutriția și practicile dietetice să fie încorporate în viitoarele cercetări de mediu și dezvoltarea paradigmelor de evaluare a riscurilor. Intervențiile nutriționale sănătoase ar putea fi o abordare puternică pentru reducerea riscurilor de boală asociate cu multe insulte toxice asupra mediului și ar trebui considerate o variabilă în contextul evaluării cumulative a riscurilor și, după caz, un instrument potențial pentru reducerea ulterioară a riscurilor.

Bolile cronice legate de dietă reprezintă cea mai mare cauză de morbiditate și mortalitate la nivel mondial, iar povara asupra sănătății a complicațiilor bolii legate de obezitate și a altor probleme cronice de sănătate continuă să crească (Astrup et al. 2008; Satia 2009). De fapt, reuniunea la nivel înalt a ONU privind bolile netransmisibile, care a avut loc în septembrie 2011, a subliniat necesitatea urgentă de a aborda cele 57 de milioane de decese pe an atribuite bolilor netransmisibile (dintre care bolile cardiovasculare joacă un rol primordial) printr-o concentrarea asupra cercetării și dezvoltării, o mai bună înțelegere a factorilor care conduc la aceste boli și o traducere mai eficientă a cercetării (Adunarea Generală a Națiunilor Unite 2011). Organizația Mondială a Sănătății a menționat că dietele nesănătoase și inactivitatea fizică sunt factori cheie de risc pentru cele trei boli primare netransmisibile (boli cardiovasculare, cancer și diabet). Pentru a răspunde acestor preocupări în creștere, în 2004, Adunarea Mondială a Sănătății a adoptat Strategia globală a Organizației Mondiale a Sănătății privind dieta, activitatea fizică și sănătatea, care oferă o strategie pentru promovarea la scară largă a dietelor sănătoase și a activității fizice sporite (Organizația Mondială a Sănătății 2004).

Modificări semnificative și relativ recente în obiceiurile alimentare și alte condiții de stil de viață, de exemplu, introducerea alimentelor procesate și natura sedentară a transportului modern, au fost prea rapide pentru ca genomul uman să se adapteze și se crede că astfel de schimbări nesănătoase în nutriție Modelele culturale și de activitate pot sta la baza multor dintre „bolile cronice ale civilizației occidentale” (Cordain și colab. 2005). În schimb, majoritatea bolilor cronice, inclusiv bolile coronariene și diabetul de tip 2, pot fi evitate sau atenuate de stiluri de viață dietetice sănătoase care sunt în concordanță cu dieta tradițională mediteraneană (Kastorini și Panagiotakos 2009; Sofi 2009; Willett 2006). Această dietă include raporturi ridicate de grăsimi mono-nesaturate până la saturate și acizi grași omega-3 la omega-6, plus o cantitate amplă de fructe, legume, leguminoase și cereale integrale (Galland 2010) - adică alimente bogate în antioxidanți și nutrienți antiinflamatori.

Interacțiunea complexă a nutrienților și a poluanților din mediu cu riscul bolilor este influențată nu numai de nutrienții care pot modula insultele din mediu, ci și de alimentele care pot servi ca sursă de nutrienți sănătoși, precum și de contaminanți. În plus, descoperirile recente indică faptul că obezogenii, pe lângă un bilanț energetic pozitiv indus de dietă, pot contribui la obezitate și la problemele de sănătate asociate (Grün și Blumberg 2009b; Holtcamp 2012). Obezogenii sunt substanțe chimice de mediu care ar putea face sinergie cu substanțe nutritive specifice pentru a accelera disfuncțiile metabolice sau pentru a interfera cu mecanismele care reglează numărul adipocitelor și echilibrul energetic, ducând astfel la o sănătate compromisă asociată cu obezitatea (Janesick și Blumberg 2011).

Discuţie

O alimentație sănătoasă poate influența pozitiv sau diminua riscurile pentru sănătatea umană asociate cu expunerea la amestecuri de substanțe chimice de mediu (Hennig și colab. 2007). După cum unii autori au afirmat anterior, „Intervențiile nutriționale pot oferi cele mai sensibile mijloace pentru a dezvolta strategii de prevenire primară pentru bolile asociate cu multe insulte toxice pentru mediu” (Hennig și colab. 2007). Bazându-se pe ipoteza că nutriția este un modulator al toxicității asupra mediului și având în vedere dovezile crescânde în sprijinul acestei ipoteze, această paradigmă trebuie luată în considerare acum la nivelul evaluării riscurilor.

Dovezi din ce în ce mai mari indică faptul că substanțele nutritive antiinflamatorii, în special acizii grași polinesaturați omega-3 cu lanț lung și flavonoidele derivate din plante, pot fi folosiți ca o abordare terapeutică pentru a descuraja insultele și patologiile toxico-logice asociate cu expunerea la poluanții din mediu (Watkins și colab., 2007). De interes este faptul că lipidele dietetice bogate în acizi grași omega-6, inclusiv acizi linoleici și arahidonici, pot amplifica rezultatele inflamatorii ale poluanților organici persistenți (Arzuaga și colab. 2009). În schimb, modificarea raporturilor dintre acizii grași omega-6 și omega-3 poate modula diferențial parametrii inflamatori induși de PCB în celulele endoteliale vasculare (Wang și colab. 2008). Se pare că acizii grași omega-3 derivați din pești sunt extrem de protecți împotriva inflamației induse de poluanți, iar domeniile de membrană precum caveolae sau alte tipuri de plute lipidice pot oferi o platformă de reglementare pentru protecția celulară de către acizii grași omega-3 (Layne și colab. 2011; Majkova și colab. 2010).

Semnalizarea endocannabinoidă poate fi o țintă pentru insultele celulare atât de poluanți din mediu, cât și de acizi grași omega-6 cu lanț lung (de exemplu, acid arahidonic) (Watkins și colab. 2010). Endocannabinoizii sunt mediatori lipidici sau lipofili care se leagă de receptori specifici și determină semnalizarea celulară. Noi mecanisme care implică calea de semnalizare endocannabinoidă au fost implicate ca fiind importante în exacerbarea efectelor poluanților din mediu. Descoperiri recente sugerează că un dezechilibru al semnalizării endocannabinoide poate contribui la acumularea de grăsime viscerală și la întreruperea homeostaziei energetice, care sunt caracteristici ale sindromului metabolic (Kim și colab. 2011). Interesant este faptul că acizii grași polinesaturați omega-3 din dietă pot inversa dereglarea sistemului endocannabinoid, care este legat de o scădere a rezistenței la insulină și a grăsimii corporale (Kim și colab. 2011). Acest lucru poate explica observațiile că anumite PCB-uri pot promova obezitatea și ateroscleroza (Arsenescu și colab. 2008), precum și modul în care acizii grași poli-nesaturați omega-3 pot reduce depunerea grăsimii corporale și pot îmbunătăți sindromul metabolic indus de obezitate (Tai și Ding 2010) .

Un alt exemplu al interacțiunii complexe a dietei și a poluanților din mediu este modelul obezogen, care explică parțial proliferarea actuală a bolilor asociate obezității. Deși obezitatea apare în general atunci când aportul de energie depășește cheltuielile de energie, acumularea individuală a masei de grăsime sub aport similar de energie poate varia foarte mult nu numai din cauza predispozițiilor genetice, ci și din cauza expunerii la poluanții din mediu. Ipoteza obezogenului de mediu se bazează pe presupunerea că expunerea prenatală sau timpurie la anumite substanțe chimice care afectează endocrinele pot interfera cu homeostazia țesutului adipos al corpului și cu capacitatea de a regla controlul greutății, ducând astfel la creșterea masei grase și la obezitate la persoanele expuse ulterior. .în viață (Grün și Blumberg 2009a). De exemplu, expunerea prenatală la clorură de tributilină poate provoca activarea necorespunzătoare a receptorului retinoid X - semnalizarea receptorului activat de proliferatorul peroxizomului, modulând astfel genele adipogene și ducând la creșterea adipozității și obezității (Grün și Blumberg 2006).

Există dovezi puternice că expunerea la poluanții din mediu, în special poluanții organici persistenți, oferă un risc suplimentar pentru dezvoltarea multor boli. Datele cauzative și mecaniciste ale anumitor patologii au apărut mai ales din studiile pe animale, dar studiile transversale la om oferă, de asemenea, dovezi că oamenii care trăiesc în apropierea siturilor de deșeuri periculoase sunt mai predispuși să prezinte boli asociate cu hipertensiune arterială, disfuncție cardio-vasculară și insulină rezistență (Goncharov și colab. 2011; Sergeev și Carpenter 2005). În plus, bolile cronice legate de dietă sunt considerate acum cea mai mare cauză de morbiditate și mortalitate la nivel mondial (Astrup et al. 2008). Este clar că metodologiile de evaluare a sănătății umane trebuie să ia în considerare complexitatea factorilor de stres multipli pentru a înțelege riscul cumulativ pentru sănătatea umană din expunerea la poluanții din mediu. SUA. EPA pledează pentru noi paradigme de evaluare a riscurilor, cum ar fi evaluarea riscurilor la nivel comunitar, care au ca scop abordarea factorilor de stres cumulativi cu care se confruntă o anumită comunitate (Sanchez și colab. 2010). Aceste noi concepte de evaluare a riscurilor presupun rezultate fizico-logice variate legate de expunerea la amestecuri de factori de stres (chimici și non-chimici) în evaluarea riscurilor pentru sănătate pentru compartimentele biologice și, în cele din urmă, pentru întregul corp.

Deși intervențiile nutriționale (de exemplu, anti-oxidanți) s-au dovedit a fi benefice în studiile pe animale, robustețea rezultatelor este uneori diminuată în studiile de intervenție umană (Soni și colab. 2010). Cu toate acestea, acest fapt nu invalidează beneficiul general al unei alimentații sănătoase; sunt necesare mai multe cercetări pentru a înțelege variabilitatea umană asociată cu astfel de rezultate. Se recunoaște că pentru o anumită persoană impactul unui anumit nutrient va varia în funcție de cantitatea consumată. O astfel de variabilitate este influențată de mai mulți factori, inclusiv genomul unui individ (de exemplu, polimorfisme). Astfel, genomica nu ar trebui trecută cu vederea în politica de sănătate publică (Fenech și colab. 2011; Gerard și colab. 2002). Mai mult, o problemă importantă, dar în mare parte neexplorată, sunt efectele epigenetice combinate ale nutriției și ale poluanților și implicațiile acestora în evaluarea riscurilor și a sănătății umane. Cercetările viitoare în nutrigenetică și nutrigenomică vor produce probabil planuri de intervenție nutrițională individualizate, care vor permite evaluărilor riscurilor să încorporeze direct o astfel de variabilitate. Având în vedere această probabilitate, este important să începem să luăm în considerare posibilele implicații ale unor astfel de evoluții în contextul evaluării riscurilor și al intervenției nutriționale.

concluzii si recomandari

poate

Ilustrația nutriției ca modulator în interacțiunea stării de sănătate asociată cu expunerea la poluanți din mediu. În contextul tradițional al evaluării riscurilor, riscul este asociat cu „șansa de efecte nocive asupra sănătății umane rezultate din expunerea la un factor de stres al mediului” (U.S. EPA 2011). Propunem că nutriția poate modula această paradigmă pe toată durata vieții și că alegerile de stil de viață care includ o nutriție sănătoasă pot reduce riscurile pentru sănătate asociate cu substanțele periculoase, care se încadrează în mod clar în paradigma evaluării riscurilor.

Mulțumiri

Mulțumim lui A. Gatchett [National Risk Management Research Laboratory, U.S. Environmental Protection Agency (EPA)] și J. Lambert (National Center for Environmental Assessment, U.S. EPA) pentru contribuții critice și discuții în timpul unui atelier care a condus la pregătirea acestui comentariu. Mulțumim, de asemenea, lui B. Newsome pentru detalii editoriale.

Note de subsol

Autorii declară că nu au interese financiare concurente reale sau potențiale.