The effect of metallothionein 2A gene polymorphism and exposure to cigarette smoke on levels of toxic and essential metals at childbirth and steroid hormones concentrations in the placenta

Abstract

U zdravih rodilja nakon ročnog rodničkog porođaja procijenjen je utjecaj glavnih izvora izloženosti toksičnim metalima u općoj populaciji, pušenjem cigareta (Cd i Pb) i konzumacijom morske hrane (Hg), te polimorfizma MT2A rs28366003 na koncentracije toksičnih metala (Cd, Pb i Hg) i s njima povezanih esencijalnih elemenata (Fe, Zn, Cu i Se) u krvi majke, posteljici i krvi pupkovine, steroidne hormone u posteljici kao i koncentracije MT2 i slobodnih –SH skupina u serumu majki. Uspoređene su ispitanice iz geografskog područja prebivališta u priobalju s mediteranskom prehranom bogatom ribom (n = 96) s ispitanicama u kontinentalnoj Hrvatskoj (n = 196). Sve analize provedene su najsuvremenijim metodama, dobivene vrijednosti povezane su s podacima o ispitanicama iz anketnog upitnika i rezultati statistički obrađeni. Pušačice u odnosu na nepušačice imale su povećane koncentracije Cd i Pb u krvi majke, posteljici i krvi pupkovine, Fe i Cu u krvi pupkovine i Zn u posteljici te smanjene koncentracije Se u krvi i slobodnih –SH skupina u serumu majke dok je povećanje MT2 u serumu majke bilo je srazmjerno intenzitetu pušenja. Nije bilo promjena koncentracijama hormona progesterona i estradiola u posteljici. U svim biološkim uzorcima koncentracije Hg i Se su pozitivno korelirale s učestalošću konzumacije ribe. Ispitanice iz priobalnog područja imale su veći unos morske hrane (>55 % ispitanica u priobalju konzumiralo je ribu barem 1 puta na tjedan, a u kontinentalnom području rjeđe ili nikada). Ispitanice u priobalju imale su veće koncentracije Fe u krvi pupkovine i Zn u posteljici te Cd i Cu u krvi majke i posteljici. Nije nađen utjecaj polimorfizma jednog nukleotida u genu MT2A c.-77A>G (rs28366003) na koncentracije Cd, Pb ili Hg u krvi majke niti na porođajne mase i duljine. Nepušačice s genotipom AG/GG u odnosu na genotip AA imale su smanjeno Fe u posteljici. Izvoran doprinos rada jesu rezultati koji mogu poslužiti kao temelj za istraživanja utjecaja polimorfizma MT2A na koncentracije toksičnih i esencijalnih elemenata i njihove moguće učinke na zdravlje u žena tijekom reprodukcijskog razdoblja i njihovih potomaka u uvjetima svakodnevne izloženosti iz okoliša. Daljnja istraživanja u osjetljivim skupinama opće populacije u Hrvatskoj, kao što su parovi majke–dijete, trebala bi uključiti veliki broj ispitanika uzimajući u obzir glavne izvore unosa metala.In healthy postpartum women after term vaginal delivery, the combined effects of the main sources of exposure to toxic metals in general population were evaluated, i.e. cigarette smoking (for Cd and Pb) and seafood/fish consumption (for Hg), and maternal gene polymorphism MT2A rs2836600 on the concentrations of the main toxic metals (Cd, Pb and Hg) and essential elements (Fe, Zn, Cu and Se) in maternal blood, placenta and cord blood, on the concentrations of steroid hormones in the placenta, and on concentrations of MT2 and free –SH groups in maternal serum. Study participants from coastal Croatia with a traditional Mediterranean diet rich in fish (n = 96) were compared with subjects from continental Croatia (n = 196). All samples were analysed by state-of-the-art methods, the analytical findings connected with the data on subjects from the questionnaire and all of the results were statistically evaluated. Smokers vs. non-smokers had higher Cd and Pb in maternal blood, cord blood and placenta, Fe and Cu in cord blood and Zn in placenta and lower concentrations of Se in maternal blood and free –SH groups in maternal serum whereas an increase of maternal serum MT2 was related to smoking intensity. No changes were found in hormones progesterone and estradiol in the placenta. In all of the biological samples, the levels of Hg and Se positively correlated with the frequency of fish consumption. Subjects from the coastal area had higher seafood intake (>55 % participants from the coast consumed fish at least once a week, and continental participants less than this or never). They also had higher concentrations of Fe in cord blood, Zn in placenta and Cd and Cu in maternal blood and placenta. No impact of single nucleotide polymorphism MT2A, c.-77A>G (rs28366003) was found on concentrations of Cd, Pb or Hg in maternal blood or birth weight and length. Non-smokers with AG/GG vs. AA genotype had lower concentrations of Fe in placenta. The original contribution of this work are the results that may lay the foundation for studies on the impact of the single nucleotide polymorphism MT2A on toxic and essential element levels and their health effects under conditions of everyday environmental exposure in women during the reproductive period and their offspring. Further studies in vulnerable population groups such as mother–child pairs and in the general Croatian population should include larger numbers of subjects and representative population groups considering main sources of metal intake