Laborator cheie de afiliere pentru evaluarea riscurilor privind siguranța alimentelor, Comisia Națională de Planificare Familială Healthand și Republica Populară Chineză (China National Center for Food Safety Risk Assessment), Beijing, China

rândul

Laborator cheie de afiliere pentru evaluarea riscurilor privind siguranța alimentelor, Comisia Națională de Planificare Familială Healthand și Republica Populară Chineză (China National Centre for Food Safety Risk Assessment), Beijing, China

Laborator cheie de afiliere pentru evaluarea riscurilor privind siguranța alimentelor, Comisia Națională de Planificare Familială Healthand și Republica Populară Chineză (China National Centre for Food Safety Risk Assessment), Beijing, China

Laborator cheie de afiliere pentru evaluarea riscurilor privind siguranța alimentelor, Comisia Națională de Planificare Familială Healthand și Republica Populară Chineză (China National Center for Food Safety Risk Assessment), Beijing, China

Laborator cheie de afiliere pentru evaluarea riscurilor privind siguranța alimentelor, Comisia Națională de Planificare Familială Healthand și Republica Populară Chineză (China National Centre for Food Safety Risk Assessment), Beijing, China

Laborator cheie de afiliere pentru evaluarea riscurilor privind siguranța alimentelor, Comisia Națională de Planificare Familială Healthand și Republica Populară Chineză (China National Centre for Food Safety Risk Assessment), Beijing, China

Laborator cheie de afiliere pentru evaluarea riscurilor privind siguranța alimentelor, Comisia Națională de Planificare Familială Healthand și Republica Populară Chineză (China National Center for Food Safety Risk Assessment), Beijing, China

Laborator cheie de afiliere pentru evaluarea riscurilor privind siguranța alimentelor, Comisia Națională de Planificare Familială Healthand și Republica Populară Chineză (China National Centre for Food Safety Risk Assessment), Beijing, China

Universitatea de afiliere din Leeds, Leeds, Regatul Unit

  • Yan Song,
  • Yibana Wang,
  • Weifeng Mao,
  • Haixia Sui,
  • Ling Yong,
  • Dajin Yang,
  • Dingguo Jiang,
  • Lei Zhang,
  • Yunyun Gong

Cifre

Abstract

Citare: Song Y, Wang Y, Mao W, Sui H, Yong L, Yang D și colab. (2017) Evaluarea expunerii dietice la cadmiu în rândul populației chineze. PLoS ONE 12 (5): e0177978. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0177978

Editor: Gotthard Kunze, Institutul Leibniz pentru Genetica Plantelor și Cercetarea Planificării Culturale Gatersleben, GERMANIA

Primit: 23 decembrie 2016; Admis: 5 mai 2017; Publicat: 18 mai 2017

Disponibilitatea datelor: Toate datele relevante se află în hârtie și în fișierele sale de informații de suport.

Finanțarea: Această lucrare a fost parțial susținută de Fondul special pentru tehnologia de testare a siguranței și standardele medicinei tradiționale chineze (2014ZX09304307) și Cercetarea agro-științifică a Chinei în interes public (200903054-06).

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Cadmiul, un metal greu, este omniprezent în mediu. Constituie 0,1 ppm din scoarța terestră și apare în mod natural în mediu sub forma sa anorganică, ca urmare a emisiilor vulcanice și a degradării rocilor. Cadmiul este întotdeauna asociat cu sfalerita. În consecință, mineritul, topirea și rafinarea minereurilor sulfidice de zinc pot elibera cadmiu suplimentar în mediu. Între timp, datorită utilizării pe scară largă a cadmiului în industrii și agricultură, activitățile antropice, cum ar fi emisia de deșeuri, incinerarea deșeurilor și utilizarea îngrășămintelor, pot crește nivelurile de contaminare a cadmiului în sol, apă și aer și, în consecință, în lanțul alimentar [1]. Populația generală este expusă cadmiului din mai multe surse, inclusiv fumatul, alimentele reprezentând aproximativ 90% din expunerea la cadmiu în populația care nu fumează [2]. Cereale și legume sunt, de obicei, cei mai importanți factori [3-4].

Absorbția cadmiului după administrare este relativ scăzută la om (3% -5%), dar cadmiul este reținut eficient în rinichi și ficat, cu un timp de înjumătățire biologic foarte lung, cuprins între 10 și 30 de ani [5-6]. Cadmiul nu are nicio funcție biologică cunoscută la animale și la oameni, dar imită alte metale divalente care sunt esențiale pentru diverse funcții biologice. Cadmiul este în primul rând toxic pentru rinichi, în special pentru celulele tubulare proximale unde se acumulează în timp și poate determina o scădere a ratei de filtrare glomerulară și, în cele din urmă, insuficiență renală. Unele studii toxicologice au arătat că expunerea dietetică pe termen lung la cadmiu poate provoca leziuni la rinichi și os [7-9].

Agenția Internațională pentru Cercetarea Cancerului (IARC) a clasificat cadmiul drept cancerigen uman (grupa 1) pe baza studiilor ocupaționale [10]. Deși nu au existat suficiente dovezi că cadmiul este cancerigen la oamenii expuși pe cale orală [11], unele dovezi epidemiologice au arătat că cadmiul poate crește riscul de cancer la plămâni, endometru, vezică, prostată și sân [12-18].

Pentru a controla daunele cauzate de cadmiu sănătății umane, comitetul mixt FAO/OMS de experți în aditivi alimentari (JECFA) a stabilit în 1988 o valoare admisibilă provizorie tolerabilă (PTWI) de 7μg/kg BW/săptămână [19]. Cu toate acestea, comitetul a retras PTWI și a stabilit un aport lunar tolerabil provizoriu (PTMI) de 25μg/kg BW/lună la cea de-a 73-a reuniune, pe baza unor dovezi mai noi din studiile epidemiologice și luând în considerare timpul de înjumătățire lung al cadmiului [20].

În Asia, cadmiul a crescut continuu de la aproximativ 43 la sută din producția mondială în 1998 la aproximativ 60 la sută în 2004 [21]. Printre primele zece mondiale, China a fost prima producție de rafinărie de cadmiu în 2014 [22]. În ultimele decenii, odată cu creșterea rapidă a producției, poluarea mediului cu cadmiu s-a înrăutățit și, în consecință, a crescut nivelul de contaminare a cadmiului din alimente. Până în prezent, au fost identificate mai multe zone puternic poluate, dintre care cele mai multe se află în principalele provincii din China care produc orez [23]. Orezul este unul dintre alimentele preferate în rândul populației chineze, dar este, de asemenea, una dintre plantele agricole care tind să preia cadmiu din sol. Consumul mare de orez contaminat de cadmiu a fost cel mai important factor care a provocat boala itai-itai care a apărut în Japonia în anii 1940 [24]. Studiile privind dieta totală chineză au arătat că expunerea la cadmiu a adulților chinezi a crescut dramatic din 1990 până în 2000 [25-27]. Este necesar să se ia măsuri pentru a explora riscul general pentru sănătate și pentru a identifica subpopulațiile cu risc crescut de expunere la cadmiu.

Cu toate acestea, datele privind aportul dietetic de cadmiu din subgrupurile chinezești sunt limitate. În acest studiu, s-a realizat o evaluare a riscului semi-probabilistică a expunerii dietetice la cadmiu în populația chineză, inclusiv populația generală, grupele de vârstă-sex și populația sudică și nordică, utilizând datele privind concentrația de cadmiu alimentar colectate în China din 2011 până în 2015.

Materiale și metode

1. Date privind concentrația de cadmiu alimentar

Un total de 228.687 probe individuale de alimente au fost colectate din supermarketuri, piețe locale și pe teren în timpul perioadei de recoltare în 31 de provincii, regiuni autonome și municipalități din China între 2011 și 2015. Probele de alimente au fost agregate în 32 de grupuri de alimente, inclusiv orez, făină de grâu., nuci, pește, moluște, creveți, crab, legume, ciuperci, ciuperci, alge violete, alge, carne, ficat, rinichi, ou, lapte, fructe, suc și ceai.

Probele de alimente au fost analizate în laboratoarele locale din 31 de provincii, regiuni autonome și municipalități. Toate laboratoarele au folosit aceleași proceduri de analiză și s-a oferit instruire înainte de analiză.

Cadmiul în alimente a fost analizat în urma unui protocol pentru analiza elementară în China National Monitoring Handbook of Food Safety and China National Food Safety Standard GB/T 5009.15–2003. Limita de detectare (LOD) a variat de la 0,00001 mg/kg la 0,1 mg/kg pentru diferite grupuri de alimente. Toate probele cu rezultate sub LOD au primit valoarea LOD sau jumătate din LOD, în funcție de metoda recomandată de GEMS/Food [28]. Așa cum se arată în Tabelul 1, procentul total de probe sub LOD a fost de 35,7%. Pentru lapte și ouă proaspete, procentul de probe sub LOD a fost de peste 60%, prin urmare valoarea LOD (UB, limita superioară) a fost atribuită acelor probe nedetectabile. În caz contrar, ½ din LOD a fost atribuit celui nedetectabil (MB, legat la mijloc).

2. Date privind consumul de alimente

Datele privind consumul de alimente au fost obținute din sondajul național chinez privind nutriția și sănătatea (CNNHS) din 2002. În acest sondaj, un total de 67.608 subiecți au fost selectați prin eșantionare stratificată în mai multe etape din 31 de provincii, regiuni autonome și municipalități din China. Datele privind consumul de alimente au fost colectate cu o metodă de rechemare dietetică de 24 de ore în trei zile consecutive. În același timp, greutatea corporală individuală a fost investigată. Consumul de alimente în cadrul fiecărei categorii de alimente a fost rezumat pentru fiecare persoană investigată pentru a se potrivi cu datele privind apariția cadmiului din fiecare categorie de alimente. Datele zilnice ale consumului în populația generală pentru fiecare categorie de alimente sunt prezentate în Tabelul 1.

3. Estimarea aportului de cadmiu

Aportul zilnic de cadmiu a fost calculat prin înmulțirea datelor individuale ale consumului zilnic din categoria de alimente cu concentrația medie corespunzătoare de cadmiu din alimentația alimentară și a fost adăugat pentru a da aportul zilnic total estimat de cadmiu. Un factor de 30 de zile a fost utilizat pentru a obține o expunere lunară pentru fiecare persoană. S-a făcut o estimare a cantității totale lunare de cadmiu pentru fiecare individ.

Aportul de cadmiu a fost calculat conform următoarei formule:

În cazul în care Expi a indicat expunerea dietetică a cadmiului consumatorului i (μg/kg BW/lună); Fj a indicat cantitatea de consum a consumatorului i din categoria alimentară j (g/zi); Cj a indicat conținutul de cadmiu din categoria alimentară j (mg/kg); Wi se referă la greutatea corporală a consumatorului i (kg); n s-a referit la numărul de categorii de alimente utilizate pentru Expi derivat pentru consumator i.

Media și percentila 95 a expunerii au fost obținute pentru populația generală și pentru fiecare grup de vârstă-sex, și anume, copii (4-11 ani), tineri (12-17 ani) și adulți (peste 18 ani).

4. Analiza statistică

Toate analizele statistice au fost efectuate utilizând SPSS 19.0. Rezultatele au fost prezentate ca medii ± SD. Comparațiile între două sau mai multe grupuri au fost efectuate folosind testul t sau ANOVA unidirecțional, urmate de testele de comparație post-hoc ale Bonferroni atunci când s-au presupus varianțe egale și testele post-hoc ale Dunnett T3 atunci când nu s-a îndeplinit presupunerea de varianțe egale. Statisticile cu valori p mai mici de 0,01 au fost considerate semnificative.

Rezultate

1. Concentrațiile de cadmiu din alimente

Așa cum se arată în Tabelul 1, concentrația medie de cadmiu a tuturor alimentelor a fost de 0,049 mg/kg. Nivelurile de cadmiu au variat considerabil în funcție de produsele alimentare. Algele violete au avut cea mai mare concentrație de contaminare cu cadmiu, urmată de crabul de mare, moluștele, ciuperca uscată, varza uscată și rinichii. În cereale (inclusiv orezul, grâul și alte cereale), orezul a avut cea mai mare valoare medie a cadmiului (0,062 mg/kg). Legumele cu frunze au prezentat cea mai mare concentrație medie de cadmiu de 0,021 mg/kg dintre toate legumele, cu excepția ciupercilor comestibile.

2. Estimarea expunerilor dietetice la cadmiu ale populației chineze

2.1. Expuneri dietetice de cadmiu pe diferite subgrupuri.

Expunerile dietetice de cadmiu pentru populația generală și diferite subgrupuri de vârstă și sex din populația chineză sunt prezentate în Tabelul 2. Expunerea medie la cadmiu a populației generale a fost de 15,3 μg/kg BW/lună, care a echivalat cu 61,2% din PTMI.

Pentru adulții chinezi, expunerea medie la cadmiu a fost de 13,7 μg/kg BW/lună atât pentru bărbați, cât și pentru femei, reprezentând aproximativ 54,8% din PTMI. Copiii expuși la semnificație de cadmiu semnificativ mai mari decât tinerii și adulții (p Fig. 1. Tendințe ale expunerii la cadmiu odată cu vârsta.

(coloană neagră: expuneri medii pentru fiecare vârstă; coloană albă: expuneri medii pentru o perioadă de timp de la 4 ani la orice punct de vârstă).

2.2. Contribuțiile diferitelor grupuri de alimente la expunerea la cadmiu.

Fiecare grup de alimente a fost analizat separat pentru populația generală și grupele de vârstă-sex. Deoarece nu a existat nicio diferență aparentă în contribuția alimentară la expunerea la cadmiu în rândul grupurilor de vârstă-sex, contribuția la expunerea la cadmiu în populația generală este prezentată doar în Fig. făină. Datorită nivelurilor sale ridicate de consum cadim, orezul a contribuit cu peste 55,8% din aportul de cadmiu. Legumele cu frunze și făina de grâu au contribuit cu 11,8% și, respectiv, 10,5% din aportul de cadmiu, în principal datorită consumurilor lor mai mari. Deși nivelurile de cadmiu din algele violete, crabii de mare, moluștele, ciupercile, algele și rinichii au fost mult mai mari, acestea au contribuit puțin la expunerea dietetică totală din cauza cantităților foarte mici de consum.

(A, populație generală; B, populație cu expunere ridicată).

Pentru subpopulația cu expunere ridicată, cu expunere la cadmiu mai mare decât percentila 95, orezul a fost încă cel mai mare contribuitor (58,6%), urmat de crustacee (13,2%) și legume cu frunze (9,2%). Comparând contribuția lor cu cea a populației generale, grâul nu mai era un contribuitor atât de important cu o contribuție mai mică de 2%, dar alimentele cu concentrații mari, cum ar fi algele marine, au contribuit mai mult (6,4%).

2.3. Comparația expunerii la cadmiu între populația nordică și sudică.

Limita nordului și sudului în China este definită geografic de râul Huai și Munții Qinling. Există o diferență mare în ceea ce privește tiparul alimentar între populația nordică și sudică din China și, prin urmare, expunerea lor la cadmiu a fost diferită. Atât pentru populația generală, cât și pentru grupul mare de consumatori, expunerea dietetică la cadmiu a populației din sud a fost semnificativ mai mare decât cea a populației din nord (Tabelul 3. Compararea expunerii la cadmiu între populația din nord și sud.

Atunci când se compară contribuția grupurilor de alimente la expunerea la cadmiu a populației generale, populația din sud a expus mai mult cadmiu decât populația din nord din orez, legume cu frunze, carne și crustacee, dar nu din grâu. Orezul, ca cel mai important contribuitor atât pentru populațiile nordice (37,8%), cât și pentru cele sudice (65,1%), și a contribuit la expunerea la cadmiu de două ori mai mult în sud decât în ​​nord (fig. 3). În schimb, populația din nord a expus cadmiu mai mare prin făină de grâu decât populația din sud din cauza consumului mai mare de făină de grâu.

Discuţie

Expunerea medie la cadmiu din populația generală chineză a fost de 15,3 μg/kg BW/lună (30,6 μg/zi pentru 60 kg BW adulți), ceea ce a echivalat cu 61,2% din PTMI (25 μg/kg BW/lună) stabilit de JECFA. Această valoare a fost mai mare decât estimările anterioare din studiile privind dieta totală chineză (13,8 μg/d, 19,4 μg/d și 22,2 μg/d în 1990, 1992 și, respectiv, 2000) [25-27], ceea ce a indicat o tendință crescută a dietelor de cadmiu expunere în China. Comparativ cu valorile raportate în alte țări asiatice, expunerea la cadmiu a adulților chinezi a fost similară cu cea a bangladesisilor (34,6 μg/zi) [29], dar mai mică decât cea a adulților masculi (50-56 μg/zi) în Zona Bangkok din Thailanda [30] și mai mare decât Japonia (22,8 μg/zi) [31], Libanul (15,8 μg/zi) [32] și Republica Coreea (14,5 μg/zi) [33]. Expunerile dietetice de cadmiu din țările din afara Asiei au fost de obicei foarte scăzute. Expunerea la cadmiu a populației europene a fost de 7,6 (6,4-9,6) μg/kg BW/lună, estimată de EFSA, Australia cu 2,2-6,9 μg/kg BW/lună, Statele Unite cu 4,6 μg/kg BW/lună, Chile cu 9 μg/kg BW/lună raportat de JECFA [34.35].

Copiii (4-11 ani) au expus mai mult cadmiu decât tinerii (12-17 ani) și adulții (peste 18 ani), fără a depăși PTMI. Un motiv posibil pentru aportul mai mare la copii a fost acela că consumul de alimente ca factor de greutate corporală (kg/BW) a fost mai mare la copii decât la alte populații din subgrupuri. Având în vedere toxicitatea cumulată și timpul de înjumătățire lung al cadmiului, o evaluare a expunerii pe termen lung a fost mai importantă în evaluarea riscului. Deși oamenii au fost expuși la mai mult cadmiu în etapele copilăriei timpurii, nivelul de expunere la cadmiu pe lună a avut tendința de a scădea odată cu creșterea vârstei. O expunere medie pe viață de 16,6 μg/kg BW/lună a fost estimată pentru o persoană în vârstă de 50 de ani la care se aștepta să se atingă un conținut constant de cadmiu în rinichii umani [35]. Această valoare a fost închisă expunerii estimate a populației generale iluminată de acest studiu.

Contribuțiile dietetice majore ale expunerii la cadmiu au fost identificate în multe țări. Grupurile alimentare care au contribuit la cea mai mare expunere în diferite țări de peste un deceniu au fost orezul și cerealele, crustaceele și fructele de mare, carnea, inclusiv organele comestibile, și legumele [36-41]. În SUA, primii trei contribuabili principali au fost crustaceele și alimentele care conțin alimente de mare, feluri de mâncare și pâine din grâu și cartofi [37]. În Europa, cerealele, legumele și carnea au contribuit cel mai mult la expunerea maximă [39]. În acest studiu, pentru copii și adulți, primii trei contribuabili au fost orezul, legumele cu frunze și făina de grâu. Orezul a fost cel mai important contribuitor din cauza consumului său mai mare ca aliment major și a concentrației mai mari de cadmiu. Conform unor rapoarte anterioare, orezul a fost, de asemenea, cel mai important factor care a contribuit la expunerea la cadmiu din dietă în unele țări precum Vietnam (90%), Coreea (31%) și Thailanda [36, 38, 40].

Concluzie

Într-o perspectivă pe termen lung, riscul pentru sănătate din cauza expunerii dietetice la cadmiu a populației chineze generale a fost scăzut pentru consumatorii medii, dar riscul pentru consumatorii mari nu poate fi exclus. Orezul a fost principalul contribuitor. Riscul pentru sănătate al expunerii la cadmiu a anumitor subgrupuri ar trebui să fie de îngrijorare.