Kommer framtidens krav på mer vegetarisk kost öka intaget av kadmium - och relaterade hälsoeffekter? Marie Vahter och Maria Kippler

Transkript

1 Kommer framtidens krav på mer vegetarisk kost öka intaget av kadmium - och relaterade hälsoeffekter? Marie Vahter och Maria Kippler marie.vahter@ki.se; maria.kippler@ki.se Institutet för miljömedicin Karolinska Institutet

2 Vi undersöker med globalt perspektiv hälsoeffekter av giftiga metaller och viktiga mineraler i mat och vatten vid exponering tidigt i livet, hur dessa effekter uppkommer (mekanismer), samt inverkande faktorer, t.ex. kost och genetik. Vahter, Kippler

3 Kadmium (Cd, atomvikt 112,4) Vanligt förekommande i olika mineraler och jordar Använd som stabilisator, färgpigment, i Ni-Cd batterier, antikorrosion (galvanisering), hårdlod Flesta användningsområden förbjöds tidigt i Sverige Sprids naturligt genom vulkanisk aktivitet, vittrande mineral Gruvbrytning, smältverk, avfallsupplag, förbränning (fossila bränslen, avfall), Mineralgödsel (beroende på ursprung) och slam Vahter, Kippler

4 Allmänhetens Cd-exponering Mest via kosten ~80% från spannmål, grönsaker, rotfrunkter Växter tar lätt upp kadmium, fr.a. ris, vete Skaldjur och vissa svampar kan innehålla höga halter Rökare får ytterligare exponering (Market basket 2015, NFA Report no 26/2017) Vahter, Kippler

5 Kadmiumforskningens långa historik Arbetsmiljö sedan Förorenade områden, fr a i Japan (Itai-Itai) efter kriget Produkter, Cd-förbud i Sverige initierades på 1980-talet Kosten, spannmål (mineralgödsel, slam på åkrar) Folkhälsa 2000: Känsliga grupper (kvinnor, barn) Vahter, Kippler

6 Ovanligt bra exponeringsmarkörer ger säkrare studier för Cd Urin-kadmium speglar långvarig exponering Kadmium ansamlas fr a i njurarna Halveringtid på årtionden Halten korrelerar med urin-kadmium (Akerström 2013) Blod-kadmium speglar pågående exponering >95% av cirkulerande Cd finns i röda blodkropparna. Halveringstid 2-3 månader Kadmium i serum svårt att haltbestämma Kadmium i hår kan inte användas som exponeringsmarkör (Skröder et al. 2017) Vahter, Kippler

7 Vad gör kadmium i kroppen? Några % av intagen Cd absorberas i tarmen (stor variation) Cd som tas upp ansamlas i kroppen, fr a i njuren, Som på sikt kan skadas Påverkar skelettets mineralisering => benskörhet Cancerframkallande (lunga, IARC) Hormonrelaterad cancer Ökar risk för hjärt-kärlsjukdom Ansamlas även i moderkakan under graviditeten - och i bröstkörteln Hur påverkas foster och barn? EFSA (2009): TWI 2.5 µg/kg bw, baserat på Cd-relaterade njurskador Vahter, Kippler

8 Vahter, Kippler

9 RR (95% CI) Cd och risk för livmoderscancer hos svenska kvinnor (Åkesson et al. Cancer Res; 2008) Lean, never-smokers Lean, never-smokers and no postmenopausal hormones P trend *** P trend * 1.86 ( ) 2.42 ( ) Liknande resultat med urin-cd 0.5 Tertiles of cadmium intake Vahter, Kippler

10 Vahter, Kippler

11 Sampling Time Longitudinell mor-barn-kohort i Bangladesh (n=2,500) Pregnancy GW 8, 30 al mother- child cohort (N~2000) Birth 2-3 m 1.5 yrs 5 yrs 10 yrs Water, food, blood, urine Urine, breast milk Urine growth IQ Exponering över tid: As, Cd, Mn, Pb Graviditetsutfall Effekter på barnens hälsa och utveckling Mekanismer Känslighet: metabolism, nutrition, genetic Skyddande effect av Se, I, Zn? Urine blood BMI, IQ immune Urine blood BMI, IQ immune (Cd: Vahter et al. 2006; Kippler et al. 2012; Gustin et al. 2018) Vahter, Kippler

12 Ny kunskap om kadmium tidigt i livet Cd ansamlas i placentan mindre Zn till fostret Hämmar tillväxt, både pre- och postnatalt Påverkar programmeringen tidigt under fosterutvecklingen Hämmar kognitiv utveckling (liknande resultat i Kreta-kohort) Påverkar barnens benmetabolism? Barn äter mycket cerealier och ris Högre upptag hos små barn (Kippler et al ) Vahter, Kippler

13 Maternal U-Cd and fetal growth (ultra sound in GW 14 and 30) Biparietal diameter Occipital frontal diameter Head circumference Femur length Abdominal circumference OFD Kippler et al Longitudinal analysis of fetal growth parameters at GW14 and 30 by U-Cd (spline), stratified by SES. Regression coefficients (95% CI), adjusted for maternal BMI birth order, gestational age, and fetal sex. Vahter, Kippler

14 Early-life Cd exposure and neurodevelopment Full Scale IQ Verbal comprehension Perceptional reasoning Working memory Processing speed 5 years of age (Kippler et al. 2012) Prenatal and childhood Cd exposure inversely associated with Full scale IQ. Associations slightly stronger in girls than in boys. Children wiht the highest prenatal exposure (95 the percentile) had 2.7 points lower Full scale IQ than those with the lowest exposure. 10 years of age (Gustin et al. EHP 2018) Childhood Cd exposure inversely associated with Full scale IQ, including all sub-scales. Assocaition more pronounced in boys than in girls. Increasing prenatal and childhood Cd exposure associated with poorer Prosocial behaviour, especially in girls. Change in estimate with 95% CI Change in estimate with 95% CI Ref Ref Ref Ref Ref Tertiles of urinary cadmium at 10 years of age in boys Full Scale IQ Verbal comprehension Perceptional reasoning -1.2 Working memory Ref Ref Ref Ref Ref -2.0 Processing speed Vahter, Kippler 2019 Tertiles of urinary cadmium at 10 years of age in girls 14

15 Cd-exponering tidig barndom Bröstmjölk oftast låg halt (<0.1 µg/l) (Hallén et al. 1995; Kippler et al. 2009) Tillägg och gröt kan innehålla förhöjda halter (Ljung et al. 2011) Skattat vecko-intag från modersmjölksersättning: 0,1-1,5 µg/kg bw Introduktion av ris-baserad barnmat kan öka intaget till 5 µg/kg bw. EFSA (2009): TWI 2.5 µg/kg bw (Ljung et al. Food Chemistry 2011; 127: ) Vahter, Kippler

16 2-3 portioner risbaserad gröt och viss mjölkfri välling per dag => mer Cd än TDI. Vahter, Kippler

17 Kommer Cd-exponering öka? Mest Cd via kosten ~80% från spannmål, grönsaker, rotfrunkter Beräknat dagligt intag: SLV: µg/d; µg/d Vegetarisk kost och mycket skaldjur ger högre intag av kadmium (Berglund et al, 1994; Vahter et al, 1996) Vahter, Kippler

18 2019, 11, 2; doi: Vahter, Kippler

19 Antroposofisk livsstil och vegetarisk kost ger högre Cd-exponering Concentrations in maternal blood (erythrocyte fraction) (Fagerstedt et al. ER 2015) Vahter, Kippler

20 Intag av Cd hos kvinnor på svenska västkusten med preferens för antingen vanlig blandkost, vegetariskt eller skaldjur 1-3 ggr per vecka µg/day 0,30 0,25 0,20 0,15 Mixed Vegetarian Shellfish 0,10 (Berglund et al, 1994; Vahter et al, 1996) 0,05 0,00 Blood Urine Vahter, Kippler

21 Divalent Metal Ion Transporter 1 - Uppregleras av järnbrist, affinitet för både Fe och Cd Tarm Enterocyte Plasma Fe 3+ Fe 2+ Ferric red ase DMT 1 Fe 2+ Hephaestin Fe 3+ Fe 2+ Cd 2+ (Modifierad från Åkesson A, 2000) Vahter, Kippler

22 Increased Cd up-take at low iron stores, prevalent in women 1,0,9,8,7,6,5,4,3,2,1 0,0 Urine (µg/24 h) Blood (µg/l) Serum ferritin (µg/l) Berglund et al, 1994, Åkesson, 2000 Vahter, Kippler

23 Könsskillnader i kronisk Cdexponering i Bangladesh Kvinnor/män (icke-rökare) Rökning (Berglund et al. Environ.Res. 2011) Vahter, Kippler

24 Låg järnstatur ökar upptag av Cd i tarmen Hög fiberhalt minskar upptaget Vahter, Kippler 2019 Sammanställd från Berglund et al 1994; Åkesson,

25 Andel barn som överskrider tolerabla veckointag TVI Intag Spenat, 30g (0.13 mg/kg)/dag 10% Mörk choklad, 20g (0.2 mg/kg)/vecka 8% 1 msk solroskärnor, 9g (0.25 mg/kg)/dag 23% 1 msk linfrö, 10g (0.44 mg/kg)/dag 45% Ökning från medel 5% >TVI till Vahter, Kippler

26 TACK! 2:1) By 2030, end hunger and ensure access by all people, in particular the poor and people in vulnerable situations, including infants, to safe, nutritious and sufficient food all year round 3:9) By 2030, substantially reduce the number of deaths and illnesses from hazardous chemicals and air, water and soil pollution and contamination 6:3) By 2030, improve water quality by reducing pollution, eliminating dumping and minimizing release of hazardous chemicals and materials, halving the proportion of untreated wastewater and substantially increasing recycling and safe reuse globally Vahter, Kippler