A decline in the traditional food consumption among the Inuit poses a nutritional problem, as it provides nutrients associated with protection from cardiovascular diseases (CVD). Controversy exists, however, regarding oxidative stress status among Inuit due to possible higher tissue oxidizability of n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) from the traditional Inuit n-3 PUFA rich diet and their dietary exposure to pro-oxidative contaminants such as methylmercury and polychlorinated biphenyls (PCBs). We proposed that determining whole body oxidative stress status via the gold standard isoprostane biomarker that reflects an overall response to the various metabolic and xenobiotic burdens could be an indicator of the adaptations and predispositions of the Inuit to CVD. The objectives of this thesis were: (i) to quantify plasma levels of F2-isoprostanes, F3-isoprostanes, and isofurans and to assess their relationship to cardiometablic risk factors; (ii) to evaluate the relationship between the selenium (Se) status and plasma isoprostanes and to assess the interrelationship between dietary methylmercury exposure and tissue selenium on oxidative stress status; (iii) to examine the impact of decreased consumption of traditional foods on oxidative stress parameters; and (iv) to evaluate the pro-oxidant contribution of PCBs on oxidative stress status. A series of cross-sectional studies were conducted using data from the International Polar Year Inuit Health Survey (2007-2008). Cross-sectional analyses were conducted to examine the relationship between diet (Se, n-3 and n-6 PUFAs, trans and saturated fat), contaminants (MeHg and PCBs), obesity, and cardiovascular risk factors including hypertension, dyslipidemia, smoking and C-reactive protein in relation to oxidative stress using the gold standard F2-isoprostanes and the novel isoprostane biomarkers F3-isoprostanes and isofurans. Plasma levels of isoprostanes were determined by gas chromatography/negative ion chemical ionization/mass spectrometry methodology. Multivariate analyses were employed to determine final correlates of isoprostanes. Results showed that the Inuit are protected from mercury-induced oxidative stress because of their high Se status and that highest consumers of traditional foods were most protected. The isoprostane isoforms, F2-isoprostanes and isofurans, were both associated with increased obesity. F2-isoprostanes and isofurans were additionally associated to C-reactive protein and blood pressure. The F3-isoprostane isoform was shown to be quantifiable for the first time in human plasma, which was likely due to the C20:5n-3 rich Inuit diet. F3-isoprostanes and isofurans were more related to contaminants than F2-isoprostanes. Generally, this thesis demonstrates that the contaminants in the Arctic do not appear to pose a significant oxidative stress risk among the Inuit; however, shifting away from the traditional food is associated with obesity and inflammatory-induced oxidative stress. An important finding is that each isoprostane isoform has a unique attribute to explain the potential CVD risk and that simultaneous measurement of isoprostane species provides an advantageous mechanistic insight into oxidative stress status not captured by F2-isoprostanes alone. / Une baisse dans la consommation des aliments traditionnels chez les Inuits pose un problème nutritionnel car elle fournit des nutriments associés à la protection contre les maladies cardio-vasculaires (MCV). Il existe une controverse, cependant, en ce qui concerne le stress oxydatif chez les Inuits en raison de l'oxydabilité des tissus plus élevée possible de n-3, des acides gras polyinsaturés (AGPI) de l'alimentation traditionnelle des Inuits rich en AGPI n-3, et leur exposition alimentaire à des pro-oxydants et des contaminants tels que le méthylmercure et les biphényles polychlorés (BPC). Nous avons proposé que la détermination de tout état de stress oxydatif du corps via la méthode de l'étalon-or isoprostanes, qui reflètent une réponse globale aux différentes charges métaboliques et des xénobiotiques, puisse être un indicateur des adaptations et des prédispositions des Inuits aux maladies cardiovasculaires. Les objectifs de cette thèse sont les suivants: (i) de quantifier les concentrations plasmatiques de F2-isoprostanes, F3-isoprostanes, et isofurans et d'évaluer leur relation avec les facteurs de risque cardiometabolique (ii) d'évaluer le lieu entre le statut en sélénium et les isoprostanes plasmatiques et d'évaluer la relation entre l'exposition au méthylmercure et du sélénium alimentaire tissus sur un état de stress oxydatif, (iii) d'examiner l'impact de la diminution de la consommation d'aliments traditionnels sur les paramètres du stress oxydatif, et (iv) d'évaluer la contribution des PCB sur le proxidant d'un état de stress oxydatif. Une série d'études transversales ont été réalisées en utilisant les données de l'Enquête sur l'Année Polaire Internationale de la Santé des Inuits (2007-2008). Les analyses transversales ont été menées pour étudier la relation entre l'alimentation (sélénium (Se), n-3 et n-6 AF, gras trans et saturés), les contaminants (MeHg et les PCB), l'obésité et les facteurs de risques cardiovasculaires comme l'hypertension, la dyslipidémie, le tabagisme et la protéine C réactive par rapport à un stress oxydatif avec l'étalon-or F2-isoprostanes et les nouveaux biomarqueurs isoprostane F3-isoprostanes et isofurans. Les concentrations plasmatiques des isoprostanes ont été déterminées par chromatographie en phase gazeuse, par l'ionisation négative chimique d'ions et par la méthode de spectrométrie de masse. Des analyses variées ont été utilisées pour déterminer les corrélats finals de isoprostanes. Les résultats ont montré que les Inuits sont protégés par le mercure causé par le stress oxydatif en raison de leur statut en sélénium élevée, et que les consommateurs d'aliments traditionnels ont été les plus protégés. Tous les isoformes isoprostanes ont été associés à l'obésité. Les F2-isoprostanes et isofurans ont en outre été associés à la protéine C réactive et de la pression artérielle. Aussi, les F3-isoprostanes et isofurans sont davantage liés aux contaminants que les F2-isoprostanes. En règle générale, cette thèse montre que les contaminants dans l'Arctique ne présentent aucun risque sur le stress oxydatif, mais que l'abandon aujourd'hui de la nourriture traditionnelle est associé à l'obésité et le stress induit par l'oxydation inflammatoire. Une constatation importante est que chaque isoprostane possède un attribut unique qui explique le risque potentiel de maladies cardio-vaculaires, et une mesure simultanée des isoprostanes donne un aperçu mécanistique avantageuse dans le stress oxydatif pas capturé par les F2-isoprostanes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.114158 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Alkazemi, Dalal Usamah |
| Contributors | Grace Egeland Hovda (Supervisor2), Stan Kubow (Supervisor1) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (School of Dietetics and Human Nutrition) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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