Life-course exposure and its influence on frailty syndrome

Dissertação de mestrado em Toxicologia e Contaminações Ambientais, apresentada ao Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar da Universidade do Porto, 2017The experimental work presented in this dissertation was developed at the Environmental Health Department (Porto) at the Institute of National Health Dr. Ricardo Jorge (INSA).One area of health concern is reducing the burden of environmentally induced disease in populations that may be more susceptible to the effects of exposures to contaminants. The potential to reduce the prevalence of some major diseases is driving research to understand the totality of exposures over the course of our lifetimes. Older adults are well-recognized susceptible subpopulation. Health status in older adults is complex and multidimensional. One metric is frailty, a state of increased vulnerability to stressors, characterized by decreased physical and mental functioning and an increased risk for poor health outcomes. The European Commission has appointed Ageing one of the main priorities in the next Horizon 2020 Framework Program, the prevention of frailty in old age is one of the key actions identified. The aim of the present study is to build and apply a life-course exposure questionnaire and study the association with DNA basal damage and oxidative damage endpoints with frailty syndrome, contributing to the knowledge of the mechanistic pathways and syndrome aetiology. A total of 61 voluntary individuals aged 65 and over were involved in the study from senior recreational community associations and day care centres, located in metropolitan region of Oporto. Frailty assessment was performed using Fried’s frailty model and the individuals were classified as robust, pre-frail or frail. Life-time exposure was evaluated by a selfreported life-course exposure questionnaire and a job exposure matrix application. DNA basal damage and DNA oxidative damage endpoints were measured through comet assay in whole blood. Study population was classified as 47.5% robust, 49.2% pre-frail and 3.3% frail. A relation between the prevalence frailty with age and with gender was observed, with women and older elderly displaying higher rates of frailty. A relation between frailty status and secondhand smokers was found, since higher prevalence of exposure to tobacco smoke was found in pre-frail group (23.3%) when compared with the robust individuals (10.4%). Associations between frailty status and consumption of home-produced vegetables were found, with robust individuals consuming more home-produced vegetables (71.4%) from this source compared to pre-frail individuals (28.6%) that eat those aliments. Furthermore, associations between the consume of these vegetables and DNA damage in robust groups were found, since the robust individuals that include these aliments in their diet showing lower DNA damage than robust individuals that not consumption those aliments from particular produced sources. Regarding the effects of the variables studied, a significant influence was found on the genotoxic endpoints for gender and age within the robust group (p<0.05). Thus, significant differences were observed between the basal damage between robust females and males and between the oxidative damage between earlier age group and 75- 84 age group. Lastly, also a relation was verified between the role of current exposures and the DNA damage, regarding household-proximity to farming operation within the robust group. Thus, robust individuals that reported to live near of this activity have higher basal and oxidative damage than those robust individuals that do not live near farming operations (p<0.05). Data obtained provides preliminary information on relations between exposure, frailty syndrome and DNA damage. Further studies need to be performed in order to deepen the knowledge about frailty aetiology and the possible role of life-course exposures, helping to understand how the past may affect the future.Uma das prioridades no âmbito da saúde é reduzir a carga de doenças em populações que possam ser mais suscetíveis ao efeito das exposições a contaminantes. De modo a reduzir a prevalência de algumas das principais doenças, os investigadores têm trabalhado no sentido de tentar compreender a influência que exposições ao longo do curso de vida possam ter nestas mesmas doenças. A população idosa é considerada uma subpopulação suscetível. O estado de saúde em idosos é complexo e multidimensional. A fragilidade é um estado de vulnerabilidade acrescida, caracterizada pela diminuição da função física e mental e que pode conduzir a hospitalização, a internamento e a incapacidade a longo prazo. A Comissão Europeia definiu o Envelhecimento como uma prioridade do Programa Horizonte 2020, sendo que a fragilidade em idosos é uma das principais ações identificadas. O presente estudo tem como principais objetivos a construção e aplicação de um questionário de exposição ao longo do curso de vida e a sua relação com o dano no ADN basal e oxidativo, contribuindo para o aprofundamento de conhecimento sobre os mecanismos e etiologia da síndrome. Um total de 61 indivíduos com idade igual ou superior a 65 anos, participou de forma voluntaria no estudo. Os participantes envolvidos foram recrutados em várias instituições localizadas na região metropolitana do Porto. A fragilidade foi avaliada segundo o modelo fenotípico de Fried, e os indivíduos foram classificados como robustos, pré-frágeis e frágeis. As exposições foram avaliadas através de um questionário de exposição ao longo do curso de vida e da aplicação de uma matriz de exposição ocupacional. O dano basal e oxidativo no ADN foi medido através do ensaio cometa. Após as avaliações, 47,5% da população estudada foi classificada como robusta, 49,2% como pré-frágil e 3,3% como frágil. Fatores como o género e a idade foram associados com uma maior prevalência de fragilidade, uma vez que tanto as mulheres como os idosos de idade mais avançada apresentaram um estado de fragilidade superior (pré-frágil). Uma relação entre a síndrome de fragilidade e a exposição ao tabaco em fumadores passivos foi observada, com maior prevalência de exposição no grupo pré-frágil (23,3%) relativamente ao grupo robusto (10,4%). Associações entre a síndrome de fragilidade e o consumo de vegetais de produções particulares foram observadas no estudo, uma vez que se verificou que haviam mais indivíduos robustos a consumir vegetais dessa fonte (71,4%), quando comparados com o número de indivíduos pré-frágeis (28,6%) que afirmaram consumir estes mesmos alimentos. Por outro lado, foram encontradas associações entre o consumo de vegetais de produções locais e o dano no ADN em grupos robustos, uma vez que os indivíduos que incluíam esses alimentos na dieta apresentaram menor dano no ADN do que que os indivíduos do mesmo grupo que não consumiam esses alimentos. Em relação ao efeito das variáveis nos fatores em estudo, tanto a idade como o género influenciaram de forma significativa o dano no ADN dentro do grupo robusto (a idade com influência ao nível do dano basal e o género no dano oxidativo do ADN) (p<0.05). Quando à relação entre a fragilidade, a exposição e o dano no ADN, foram observadas diferenças dentro do grupo robusto. Diferenças estatisticamente significativas foram observadas entre a presença de explorações agrícolas perto da zona de habitação e o dano basal no ADN, sendo que os indivíduos que reportaram viver perto desta atividade apresentaram menor dano basal no ADN do que aqueles que afirmaram não morar perto desta atividade (p