Диетическое воздействие потенциально вредных элементов съедобных растений в Польше и динамика риска для здоровья, связанная с их геохимической дифференциацией - Гуандун BoldFrontier Technologies Co., Ltd.

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 8521 (2023) Цитировать эту статью

271 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Исследованы различия в значениях риска для здоровья, рассчитанных для потребителей потенциально вредных элементов (ПВЭ), присутствующих в съедобных растениях. На основе комплексного литературного поиска наиболее высокие содержания ПТО в растениях выявлены в южных и западных регионах Польши, где также выявлено наибольшее геохимическое обогащение Zn, Pb, Cu, As, Cd и Tl. Самые высокие значения неприемлемого неканцерогенного риска (HQ) для среднего содержания PHE в Польше были обнаружены для Pb: малышей (2,80), дошкольников (1,80) и детей школьного возраста (1,45), а также для Cd для малышей (1,42). . Самые высокие значения неприемлемого канцерогенного риска (CR) для среднего содержания As наблюдались у взрослых (5,9 × 10–5). Самые высокие значения неканцерогенного риска для потребителей были зарегистрированы в Силезском, Нижнесилезском, Люблинском, Малопольском и Ополе воеводствах, что указывает на влияние геохимической изменчивости на значения риска.

Съедобные наземные растения всегда были важной частью рациона человека, обеспечивая энергию и питательные вещества для сбалансированной жизни1. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует в качестве основных компонентов рациона использовать овощи, фрукты, бобовые, орехи и цельнозерновые продукты, причем первые два следует употреблять в количестве не менее 400 г в день2. Согласно рекомендациям «Тарелки здорового питания»3, каждый прием пищи должен состоять из 30% овощей, 25% цельнозерновых, 25% полезных белков и 20% фруктов. Национальный институт общественного здравоохранения (PZH) в Польше с 2020 года рекомендует, чтобы овощи и фрукты составляли половину, а зерновые продукты - одну четверть каждого ежедневного приема пищи4.

Овощи и фрукты являются отличным источником минералов, необходимых жирных кислот и клетчатки, а также уникальным источником витаминов (С, Е, К и фолатов)5. В то же время их калорийность, содержание насыщенных жиров и натрия низкие, и они не содержат холестерина6. Энергетическая ценность овощей колеблется от 8,4 до 74 ккал на 100 г, при средней ценности всего 26 ккал на 100 г7. Это особенно важно, учитывая, что избыточный вес и ожирение являются серьезными проблемами общественного здравоохранения во всем мире8. Питательные вещества, содержащиеся в зерновых, включают углеводы/крахмал (энергию), белок, клетчатку и широкий спектр витаминов и минералов, включая витамины группы В (фолаты, тиамин, рибофлавин, ниацин), витамин Е, железо, цинк, магний и фосфор9,10. Высокое содержание клетчатки в цельнозерновых злаках также поддерживает работу пищеварительной системы и может предотвратить запоры11,12,13. Потребление фруктов и овощей, а также зерновых тесно связано со снижением риска сердечно-сосудистых заболеваний, рака, диабета, болезни Альцгеймера, катаракты, дивертикулярной болезни и возрастных нарушений функций организма14,15,16,17,18 .

Потенциально вредные элементы (ПТО) широко присутствуют и рассеяны в окружающей среде. Их накопление в растениях особенно важно, поскольку питательные вещества могут перемещаться из растений по пищевой цепи и, наконец, накапливаться в организме человека19. Из-за высокой питательной ценности съедобных растений и их ключевой роли в рационе повышенное содержание PHE может представлять значительный риск для здоровья их потребителей. Большинство ПХЭ, попадающих в организм человека путем потребления, происходят из продуктов растительного происхождения, выращенных в почве, что в результате действия геогенных или антропогенных факторов может представлять угрозу их миграции в съедобные растения из-за повышенной концентрации или подвижности19. Большинство исследований изучало функционирование элементов в живых организмах, но все больше данных свидетельствует о том, что взаимодействия между ними более сложны, чем первоначально предполагалось20. Это связано с возможными синергическими и/или антагонистическими взаимодействиями между ними, а также со сложными метаболическими реакциями, происходящими в живых организмах, и взаимодействием с микробиомом человека21,22,23. Поскольку здоровье становится все более важным для общества, исследования пищевых продуктов, более тесно связанные с профилактической медициной, набирают популярность19,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33.

65 years old). As no statistical data were available for toddlers (1–3 years old), pre-schoolers (4–6 years old), and adolescents (13–18 years old) for Poland, recommended intake values described in the section above were used in the case of these subpopulations. Additionally, the recommended intake values of consumption for school-aged children (7–12 years old) and adults (> 18 years old) were also used in our study. It should be also added that in our investigations potatoes were excluded from the total consumption of vegetables due to their nutritional properties according to Healthy Eating Plate3. Moreover, in Poland potato is the basic vegetable consumed and there is the detailed characteristic of their consumption available./p> Pb > Cu > Ni > Cd > Hg > As > Co. For vegetables, fruits, and cereals, the concentration of elements was in the following decreasing orders, respectively: Zn > Cu > Pb > Cd > Ni > Hg > As > Co, Zn > Cu > Ni > Pb > Cd > Co, and Pb > Cd > Hg./p> pre-schoolers > school-aged children > adults > adolescents > boys > girls > women 56–65 > women 36–55 > men 56–65 > retirees > men 18–35 > men 36–55 > women 18–35 for Cd > Pb > Cu > As > Hg > Zn > Ni > Co. The highest risk was 4.44 for mean and 19.74 for P95 Cd concentrations for toddlers. In the following provinces, acceptable risk was also exceeded: Lower Silesia for Pb, Lublin for Cd, Cu, Pb, Zn, Lesser Poland for As, Cd, Co, Cu, Hg, Pb, Opole for Hg, Pb, and Northern Poland for Pb. Risk values were the lowest in the Northern Poland, where the highest risk and only exceedance (0.295) was observed for toddlers for P95 of the Pb contents and following decreasing order for investigated PHEs contributing to the overall risk was found: Pb > Cd > Cu > Zn > Co > Ni. In most of studied provinces, the decreasing order of risk values for Pb was as follows: toddlers > pre-schoolers > school-aged children > adolescents and adults > boys and girls > other investigated subpopulations. Only in Northern Poland risks for boys and girls exceeded those of adolescents and adults./p> leaf > fruit > inflorescence./p> men 36–55 > women 36–55 > men 18–35, toddlers > school-aged children > retirees > pre-schoolers > adolescents > boys > girls > men 56–65 > women 56–65. In the Silesia Province, the CR risk was exceeded for adults, toddlers, and school-aged for mean As contents, as well as for P95 As contents for all subpopulations with the following decreasing order: adults > toddlers > school-aged children > pre-schoolers > adolescents > women 36–55 > retirees > men 36–55 > men 18–35 > women 18–35 > boys > girls > women 56–65 > men 56–65./p> 1, indicating no risk to consumers from Pb content./p> 1 was observed only for children. Other research studies also pointed out that the higher environmental pollution is, the higher PHE content in edible plants is and so is the risk from consumption102,103,104. It is most visible in the study of Cai et al.105, where an area polluted by a large Cu-smelter in central China was compared against a reference non-polluted area. The contents of Cd, Cu, Pb, and As in edible plants were significantly higher in the polluted area, and HQ was higher in the affected than in the reference area, ranging from 237% for Pb to 2747% for Cd. We note that this study considered not only edible plants, but also fish and drinking water, however crop intake was a source of 78% of hazardous elements. Similarly, in the study of Yang et al.99, contaminations of vegetables and the health risk were both significantly lower for the reference site than for the polluted area./p>