Exposição alimentar a elementos potencialmente nocivos em plantas comestíveis na Polônia e a dinâmica de risco à saúde relacionada à sua diferenciação geoquímica
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Exposição alimentar a elementos potencialmente nocivos em plantas comestíveis na Polônia e a dinâmica de risco à saúde relacionada à sua diferenciação geoquímica

Mar 11, 2023

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8521 (2023) Citar este artigo

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Foram investigadas diferenças nos valores de risco à saúde calculados para consumidores de elementos potencialmente nocivos (PHEs) presentes em plantas comestíveis. Com base em uma pesquisa bibliográfica abrangente, os maiores teores de PHE nas plantas foram identificados nas regiões sul e oeste da Polônia, que também revelaram o maior enriquecimento geoquímico com Zn, Pb, Cu, As, Cd e Tl. Os maiores valores inaceitáveis ​​de risco não cancerígeno (HQ) para conteúdos médios de PHE na Polônia foram encontrados para Pb: crianças (2,80), pré-escolares (1,80) e crianças em idade escolar (1,45) e para Cd para crianças (1,42) . Os maiores valores inaceitáveis ​​de risco carcinogênico (CR) para conteúdo médio de As foram observados em adultos (5,9 × 10–5). Os maiores valores de risco não cancerígeno para os consumidores foram relatados na Silésia, Baixa Silésia, Lublin, Pequena Polônia e Províncias de Opole, indicando o impacto da variabilidade geoquímica nos valores de risco.

As plantas terrestres comestíveis sempre foram uma parte importante da dieta humana, fornecendo energia e nutrientes para uma vida equilibrada1. A Organização Mundial da Saúde (OMS) recomenda hortaliças, frutas, leguminosas, nozes e grãos integrais como os principais componentes da refeição, sendo que os dois primeiros devem ser ingeridos na quantidade de pelo menos 400 g diários2. De acordo com as diretrizes do Healthy Eating Plate3, cada refeição deve incluir 30% de vegetais, 25% de grãos integrais, 25% de proteínas saudáveis ​​e 20% de frutas. O Instituto Nacional de Saúde Pública (PZH) da Polônia a partir de 2020 recomenda que vegetais e frutas constituam metade e produtos de cereais um quarto de cada refeição diária4.

Legumes e frutas são uma excelente fonte de minerais, ácidos graxos necessários e fibras, mas também uma fonte única de vitaminas (C, E, K e folatos)5. Ao mesmo tempo, seu valor calórico, teores de gordura saturada e sódio são baixos e não contêm colesterol6. O valor energético dos vegetais varia de 8,4 a 74 kcal por 100 g, com valor médio de apenas 26 kcal por 100 g7. Isso é particularmente importante considerando que o sobrepeso e a obesidade são sérios problemas de saúde pública em todo o mundo8. Os nutrientes fornecidos pelos grãos incluem carboidratos/amido (energia), proteínas, fibras e uma ampla variedade de vitaminas e minerais, incluindo vitaminas do grupo B (folatos, tiamina, riboflavina, niacina), vitamina E, ferro, zinco, magnésio e fósforo9,10. O alto teor de fibras nos cereais integrais também auxilia no funcionamento do sistema digestivo e pode prevenir a constipação11,12,13. O consumo de frutas e vegetais, bem como grãos, está fortemente associado a um risco reduzido de doenças cardiovasculares, câncer, diabetes, doença de Alzheimer, catarata, doença diverticular e comprometimento das funções corporais relacionadas à idade14,15,16,17,18 .

Os Elementos Potencialmente Nocivos (PHEs) estão amplamente presentes e dispersos no ambiente. A sua acumulação nas plantas é particularmente importante porque as substâncias nutritivas podem deslocar-se das plantas na cadeia alimentar e, finalmente, podem acumular-se nos seres humanos19. Devido à alta importância nutricional das plantas comestíveis e seu papel fundamental na dieta, o aumento do teor de PHEs pode representar um risco significativo à saúde de seus consumidores. A maioria dos PHEs que entram no corpo humano pela via de consumo são originários de produtos vegetais cultivados no solo, que, como resultado de fatores geogênicos ou antropogênicos, podem representar uma ameaça de sua migração para plantas comestíveis devido ao aumento da concentração ou mobilidade19. A maioria das pesquisas investigou o funcionamento dos elementos em organismos vivos, mas evidências crescentes sugerem que as interações entre eles são mais complexas do que se pensava originalmente20. Isso se deve às possíveis interações sinérgicas e/ou antagônicas entre eles, mas também às complexas reações metabólicas que ocorrem nos organismos vivos e às interações com o microbioma humano21,22,23. À medida que a saúde se torna cada vez mais importante para a sociedade, a pesquisa de alimentos relacionada mais estreitamente com a medicina preventiva está ganhando popularidade19,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33.

 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>