Synergie tabac + alcool + sédentarité contre la santé

[Nutrimuscle-Conseils]

Regular exercise, alcohol consumption, and smoking interact with the polygenetic risk scores involved in insulin sensitivity and secretion for the risk of concurrent hyperglycemia, hypertension, and dyslipidemia
Jun-Yu Zhou Nutrition Available online 21 July 2021,


Highlights
• Carrying high-PRS, including insulin resistance and secretion-related genes, increased the 3GO risk by 2.567 times.
• The PRS was significantly positively correlated with hyperglycemia, dyslipidemia, and hypertension.
• There was a significant interaction between PRS and alcohol intake, exercise, and smoking to affect the 3GO risk.
• In the participants having high alcohol intake, smoking, and low physical activity, the incidence of 3GO was significantly increased.

Objectives
3GO, defined as the simultaneous presence of hypertension, hyperglycemia, and dyslipidemia, is rising in Asians. We determined polygenetic risk scores(PRS) for 3GO risk and the interactions between PRS and lifestyle habits for 3GO risk in Korean adults aged 40-77 recruited from the urban hospital cohort of the Korean Genomic and Epidemiological Study(KoGES) conducted from 2004 to 2013.

Methods
Participants were divided into cases with 3GO(n=570) and controls without any of the three components of 3GO(0GO; n=14,155). Genome-wide association study(GWAS) revealed genetic variants, and generalized multifactor dimensionality reduction (GMDR) was used to identify the best genetic variant-gene variant interaction model. PRS was calculated from the genetic variants in the best model, and the PRS interactions with lifestyles for 3GO risk were investigated.

Results
The PRS for 3GO risk was calculated from five genetic variants, that is, CTNNA2_rs17018376, PPP2R2C_rs6835336, CDKAL1_rs12662218, ADCY8_rs1329797, and KCNQ1_rs2237892. After adjusting for lifestyle, a high-PRS was found to increase the risk of 3GO by 2.567-fold (95% CI=1.917-3.437) as compared with controls(P<0.001). PRS interacted with serum glucose(OR=2.283, 95% CI=1.557-3.347), low-HDL(OR=2.605, 95% CI=1.701-3.991) and triglyceride concentrations(OR=2.468, 95% CI=1.630-3.737; P<0.001). Interactions between PRS and alcohol(P<0.0001), exercise(P=0.035), and smoking(P = 0.006) significantly affected 3GO risk. PRSs were significantly correlated with 3GO risk among smokers, alcohol drinkers, and those that exercised infrequently.

Conclusion
PRSs calculated using a PRS model based on 5 SNPs revealed that insulin sensitivity and secretion were significantly associated with 3GO risk. Furthermore, reducing alcohol intake, exercising regularly, and quitting smoking might be effective for reducing 3GO risk in individuals with a high PRS.

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U.S. healthcare spending attributable to cigarette smoking in 2014
Xin Xu Preventive Medicine Volume 150, September 2021, 106529

Highlights
• Cigarette smoking contributed to 11.7% (more than $225 billion) of annual healthcare spending in the U.S. in 2014.
• Medicare or Medicaid together paid more than 50% of smoking-attributable healthcare spending.
• The healthcare spending attributable to cigarette smoking increased more than 30% for Medicaid between 2010 and 2014.

Introduction
Cigarette smoking continues to be the leading cause of preventable disease and death in the U.S. Smoking also carries an economic burden, including smoking-attributable healthcare spending. This study assessed smoking-attributable fractions in healthcare spending between 2010 and 2014, overall and by insurance type (Medicaid, Medicare, private, out-of-pocket, other federal, other) and by medical service (inpatient, non-inpatient, prescriptions).

Methods
Data were obtained from the 2010–2014 Medical Expenditure Panel Survey linked to the 2008–2013 National Health Interview Survey. The final sample (n = 49,540) was restricted to non-pregnant adults aged 18 years or older. Estimates from two-part models (multivariable logistic regression and generalized linear models) and data from 2014 national health expenditures were combined to estimate the share of and total (in 2014 dollars) annual healthcare spending attributable to cigarette smoking among U.S. adults. All models controlled for socio-demographic characteristics, health-related behaviors, and attitudes.

Results
During 2010–2014, an estimated 11.7% (95% CI = 11.6%, 11.8%) of U.S. annual healthcare spending could be attributed to adult cigarette smoking, translating to annual healthcare spending of more than $225 billion dollars based on total personal healthcare expenditures reported in 2014. More than 50% of this smoking-attributable spending was funded by Medicare or Medicaid. For Medicaid, the estimated healthcare spending attributable fraction increased more than 30% between 2010 and 2014.

Conclusions
Cigarette smoking exacts a substantial economic burden in the U.S. Continuing efforts to implement proven population-based interventions have been shown to reduce the health and economic burden of cigarette smoking nationally.

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Smoking-induced iron dysregulation in the lung
William Z Zhang Free Radic Biol Med. 2019 Mar;133:238-247.

Iron is one of the most abundant transition elements and is indispensable for almost all organisms. While the ability of iron to participate in redox chemistry is an essential requirement for participation in a range of vital enzymatic reactions, this same feature of iron also makes it dangerous in the generation of hydroxyl radicals and superoxide anions. Given the high local oxygen tensions in the lung, the regulation of iron acquisition, utilization, and storage therefore becomes vitally important, perhaps more so than in any other biological system. Iron plays a critical role in the biology of essentially every cell type in the lung, and in particular, changes in iron levels have important ramifications on immune function and the local lung microenvironment. There is substantial evidence that cigarette smoke causes iron dysregulation, with the implication that iron may be the link between smoking and smoking-related lung diseases. A better understanding of the connection between cigarette smoke, iron, and respiratory diseases will help to elucidate pathogenic mechanisms and aid in the identification of novel therapeutic targets.

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Cigarette smoke-induced toxicity consequences of intracellular iron dysregulation and ferroptosis
Mohammad Reza Sepand Life Sci. 2021 Jul 3;281:119799.

Despite numerous studies on the mechanisms of cigarette smoking toxicity over the past three decades, some aspects remain obscure. Recent developments have drawn attention to some hopeful indicators that allow us to advance our awareness of cigarette-induced cell death.

Ferroptosis is considered a type of governed death of cells distinguished by the iron-dependent lipid hydroperoxide deposition to fatal concentrations. Ferroptosis has been linked with pathological settings such as neurodegenerative diseases, cancer, heart attack, hemorrhagic stroke, traumatic brain injury, ischemia-reperfusion injury, and renal dysfunction.

This review tries to explain the causal role of ferroptosis cascade in cigarette smoke-mediated toxicity and cell death, highlighting associations on potential action mechanisms and proposing suggestions for its detoxifying and therapeutic interventions.

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Traduction de l'étude

Conséquences de la toxicité induite par la fumée de cigarette de la dérégulation intracellulaire du fer et de la ferroptose
Mohammad Reza Sepand Life Sci. 3 juillet 2021; 281:119799.

Malgré de nombreuses études sur les mécanismes de toxicité du tabagisme au cours des trois dernières décennies, certains aspects restent obscurs. Des développements récents ont attiré l'attention sur certains indicateurs prometteurs qui nous permettent de faire progresser notre prise de conscience de la mort cellulaire induite par la cigarette.

La ferroptose est considérée comme un type de mort régulée des cellules qui se distingue par le dépôt d'hydroperoxyde lipidique dépendant du fer à des concentrations mortelles. La ferroptose a été liée à des paramètres pathologiques tels que les maladies neurodégénératives, le cancer, les crises cardiaques, les accidents vasculaires cérébraux hémorragiques, les lésions cérébrales traumatiques, les lésions d'ischémie-reperfusion et le dysfonctionnement rénal.

Cette revue tente d'expliquer le rôle causal de la cascade de ferroptose dans la toxicité et la mort cellulaire induites par la fumée de cigarette, en mettant en évidence des associations sur les mécanismes d'action potentiels et en proposant des suggestions pour ses interventions détoxifiantes et thérapeutiques.

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The Role of Ferroptosis in Bronchoalveolar Epithelial Cell Injury Induced by Cigarette Smoke Extract
Ningfang Lian Front. Physiol., 29 September 2021 | https://doi.org/10.3389/fphys.2021.751206


Background: Cigarette smoking is a major risk factor for bronchoalveolar epithelial cell (BAEC) injury. Understanding the relevant pathogenesis is important for the treatment of cigarette smoke–related chronic airway diseases such as chronic obstructive pulmonary disease.

Methods: In this study, BAECs were cultured in 5% cigarette smoke extract (CSE) or regular culture medium for 24 h. Differentially expressed genes (DEGs) were detected by next-generation RNA sequencing (RNA-seq) and validated by quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR). Bioinformatic analysis was performed on DEGs. Co-treated BAECs with 5% CSE and the ferroptosis inhibitor, ferrostatin-1 was applied to observe the role of ferroptosis.

Results: In the CSE group, 210 upregulated genes and 159 downregulated genes were identified compared with the control group. Gene Ontology and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) analyses showed that the DEGs were related to oxidative stress and ferroptosis. Ferroptosis-related genes were further verified by qRT-PCR. The mRNA level of GPX4 decreased; the mRNA levels of ACSL4, FTH1 and SLC7A11 increased (p < 0.05). Pretreatment with the ferroptosis inhibitor ferrostatin-1 mitigated CSE-induced ROS accumulation and inflammatory mediator expression in BAECs (p < 0.05).

Conclusion: CSE treatment altered ferroptosis-related gene expression patterns in cultured BAECs. Inhibition of ferroptosis reduced the inflammatory response of CSE-treated BAECs. These data provide a better understanding of the underlying molecular mechanisms of CSE-related lung injury.

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Traduction de l'étude

Le rôle de la ferroptose dans les lésions des cellules épithéliales broncho-alvéolaires induites par l'extrait de fumée de cigarette
Front Ningfang Lian. Physiol., 29 septembre 2021 | https://doi.org/10.3389/fphys.2021.751206


Contexte : Le tabagisme est un facteur de risque majeur de lésion des cellules épithéliales broncho-alvéolaires (CEBA). Il est important de comprendre la pathogenèse pertinente pour le traitement des maladies chroniques des voies respiratoires liées à la fumée de cigarette, telles que la maladie pulmonaire obstructive chronique.

Méthodes : Dans cette étude, les BAEC ont été cultivés dans un extrait de fumée de cigarette à 5 % (CSE) ou un milieu de culture ordinaire pendant 24 h. Les gènes différentiellement exprimés (DEG) ont été détectés par séquençage d'ARN de nouvelle génération (RNA-seq) et validés par amplification en chaîne par polymérase à transcription inverse quantitative (qRT-PCR). Une analyse bioinformatique a été réalisée sur des DEG. Des BAEC co-traités avec 5% de CSE et l'inhibiteur de la ferroptose, la ferrostatine-1, ont été appliqués pour observer le rôle de la ferroptose.

Résultats : Dans le groupe CSE, 210 gènes régulés à la hausse et 159 gènes régulés à la baisse ont été identifiés par rapport au groupe témoin. Les analyses de Gene Ontology et Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) ont montré que les DEG étaient liés au stress oxydatif et à la ferroptose. Les gènes liés à la ferroptose ont été en outre vérifiés par qRT-PCR. Le niveau d'ARNm de GPX4 a diminué ; les niveaux d'ARNm d'ACSL4, FTH1 et SLC7A11 ont augmenté (p < 0,05). Le prétraitement avec l'inhibiteur de ferroptose ferrostatine-1 a atténué l'accumulation de ROS induite par le CSE et l'expression du médiateur inflammatoire dans les BAEC (p < 0,05).

Conclusion : Le traitement de l'ESC a modifié les profils d'expression génique liés à la ferroptose dans les BAEC en culture. L'inhibition de la ferroptose a réduit la réponse inflammatoire des BAEC traités par le CSE. Ces données permettent de mieux comprendre les mécanismes moléculaires sous-jacents des lésions pulmonaires liées à l'ESC.

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Cigarette smoke promotes colorectal cancer through modulation of gut microbiota and related metabolites
Xiaowu Bai Gut 2022

Objective Cigarette smoking is a major risk factor for colorectal cancer (CRC). We aimed to investigate whether cigarette smoke promotes CRC by altering the gut microbiota and related metabolites.

Design Azoxymethane-treated C57BL/6 mice were exposed to cigarette smoke or clean air 2 hours per day for 28 weeks. Shotgun metagenomic sequencing and liquid chromatography mass spectrometry were parallelly performed on mice stools to investigate alterations in microbiota and metabolites. Germ-free mice were transplanted with stools from smoke-exposed and smoke-free control mice.

Results Mice exposed to cigarette smoke had significantly increased tumour incidence and cellular proliferation compared with smoke-free control mice. Gut microbial dysbiosis was observed in smoke-exposed mice with significant differential abundance of bacterial species including the enrichment of Eggerthella lenta and depletion of Parabacteroides distasonis and Lactobacillus spp. Metabolomic analysis showed increased bile acid metabolites, especially taurodeoxycholic acid (TDCA) in the colon of smoke-exposed mice. We found that E. lenta had the most positive correlation with TDCA in smoke-exposed mice. Moreover, smoke-exposed mice manifested enhanced oncogenic MAPK/ERK (mitogen-activated protein kinase/extracellular signal‑regulated protein kinase 1/2) signalling (a downstream target of TDCA) and impaired gut barrier function. Furthermore, germ-free mice transplanted with stools from smoke-exposed mice (GF-AOMS) had increased colonocyte proliferation. Similarly, GF-AOMS showed increased abundances of gut E. lenta and TDCA, activated MAPK/ERK pathway and impaired gut barrier in colonic epithelium.

Conclusion The gut microbiota dysbiosis induced by cigarette smoke plays a protumourigenic role in CRC. The smoke-induced gut microbiota dysbiosis altered gut metabolites and impaired gut barrier function, which could activate oncogenic MAPK/ERK signalling in colonic epithelium.

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Traduction de l'étude

La fumée de cigarette favorise le cancer colorectal en modulant le microbiote intestinal et les métabolites associés
Xiaowu Bai Gut 2022

Objectif Le tabagisme est un facteur de risque majeur du cancer colorectal (CCR). Nous avons cherché à déterminer si la fumée de cigarette favorise le CCR en modifiant le microbiote intestinal et les métabolites associés.

Conception Des souris C57BL/6 traitées à l'azoxyméthane ont été exposées à la fumée de cigarette ou à de l'air pur 2 heures par jour pendant 28 semaines. Le séquençage métagénomique Shotgun et la spectrométrie de masse par chromatographie liquide ont été réalisés en parallèle sur des selles de souris pour étudier les altérations du microbiote et des métabolites. Des souris sans germes ont été transplantées avec des selles de souris témoins exposées à la fumée et sans fumée.

Résultats Les souris exposées à la fumée de cigarette présentaient une augmentation significative de l'incidence des tumeurs et de la prolifération cellulaire par rapport aux souris témoins non fumeuses. Une dysbiose microbienne intestinale a été observée chez des souris exposées à la fumée avec une abondance différentielle significative d'espèces bactériennes, notamment l'enrichissement en Eggerthella lenta et l'épuisement en Parabacteroides distasonis et Lactobacillus spp. L'analyse métabolomique a montré une augmentation des métabolites des acides biliaires, en particulier l'acide taurodésoxycholique (TDCA) dans le côlon des souris exposées à la fumée. Nous avons constaté que E. lenta avait la corrélation la plus positive avec le TDCA chez les souris exposées à la fumée. De plus, les souris exposées à la fumée ont manifesté une signalisation MAPK/ERK oncogénique améliorée (protéine kinase activée par les mitogènes/protéine kinase régulée par le signal extracellulaire 1/2) (une cible en aval du TDCA) et une fonction de barrière intestinale altérée. De plus, les souris sans germes transplantées avec des selles de souris exposées à la fumée (GF-AOMS) avaient une prolifération accrue de colonocytes. De même, GF-AOMS a montré une abondance accrue d'E. lenta et de TDCA intestinaux, une voie MAPK / ERK activée et une barrière intestinale altérée dans l'épithélium colique.

Conclusion La dysbiose du microbiote intestinal induite par la fumée de cigarette joue un rôle protumourigène dans le CCR. La dysbiose du microbiote intestinal induite par la fumée a altéré les métabolites intestinaux et altéré la fonction de barrière intestinale, ce qui pourrait activer la signalisation oncogène MAPK/ERK dans l'épithélium colique.

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Cigarette smoke promotes colorectal cancer through modulation of gut microbiota and related metabolites
Xiaowu Bai BMJ Gut 2022

Objective Cigarette smoking is a major risk factor for colorectal cancer (CRC). We aimed to investigate whether cigarette smoke promotes CRC by altering the gut microbiota and related metabolites.

Design Azoxymethane-treated C57BL/6 mice were exposed to cigarette smoke or clean air 2 hours per day for 28 weeks. Shotgun metagenomic sequencing and liquid chromatography mass spectrometry were parallelly performed on mice stools to investigate alterations in microbiota and metabolites. Germ-free mice were transplanted with stools from smoke-exposed and smoke-free control mice.

Results Mice exposed to cigarette smoke had significantly increased tumour incidence and cellular proliferation compared with smoke-free control mice. Gut microbial dysbiosis was observed in smoke-exposed mice with significant differential abundance of bacterial species including the enrichment of Eggerthella lenta and depletion of Parabacteroides distasonis and Lactobacillus spp. Metabolomic analysis showed increased bile acid metabolites, especially taurodeoxycholic acid (TDCA) in the colon of smoke-exposed mice. We found that E. lenta had the most positive correlation with TDCA in smoke-exposed mice. Moreover, smoke-exposed mice manifested enhanced oncogenic MAPK/ERK (mitogen-activated protein kinase/extracellular signal‑regulated protein kinase 1/2) signalling (a downstream target of TDCA) and impaired gut barrier function. Furthermore, germ-free mice transplanted with stools from smoke-exposed mice (GF-AOMS) had increased colonocyte proliferation. Similarly, GF-AOMS showed increased abundances of gut E. lenta and TDCA, activated MAPK/ERK pathway and impaired gut barrier in colonic epithelium.

Conclusion The gut microbiota dysbiosis induced by cigarette smoke plays a protumourigenic role in CRC. The smoke-induced gut microbiota dysbiosis altered gut metabolites and impaired gut barrier function, which could activate oncogenic MAPK/ERK signalling in colonic epithelium.

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Traduction de l'étude

La fumée de cigarette favorise le cancer colorectal en modulant le microbiote intestinal et les métabolites associés
Xiaowu Bai BMJ Gut 2022

Objectif Le tabagisme est un facteur de risque majeur du cancer colorectal (CCR). Nous avons cherché à déterminer si la fumée de cigarette favorise le CCR en modifiant le microbiote intestinal et les métabolites associés.

Conception Des souris C57BL/6 traitées à l'azoxyméthane ont été exposées à la fumée de cigarette ou à de l'air pur 2 heures par jour pendant 28 semaines. Le séquençage métagénomique Shotgun et la spectrométrie de masse par chromatographie liquide ont été réalisés en parallèle sur des selles de souris pour étudier les altérations du microbiote et des métabolites. Des souris sans germes ont été transplantées avec des selles de souris témoins exposées à la fumée et sans fumée.

Résultats Les souris exposées à la fumée de cigarette présentaient une augmentation significative de l'incidence des tumeurs et de la prolifération cellulaire par rapport aux souris témoins non fumeuses. Une dysbiose microbienne intestinale a été observée chez des souris exposées à la fumée avec une abondance différentielle significative d'espèces bactériennes, y compris l'enrichissement en Eggerthella lenta et l'épuisement en Parabacteroides distasonis et Lactobacillus spp. L'analyse métabolomique a montré une augmentation des métabolites des acides biliaires, en particulier l'acide taurodésoxycholique (TDCA) dans le côlon des souris exposées à la fumée. Nous avons constaté que E. lenta avait la corrélation la plus positive avec le TDCA chez les souris exposées à la fumée. De plus, les souris exposées à la fumée ont manifesté une signalisation MAPK/ERK oncogénique améliorée (protéine kinase activée par les mitogènes/protéine kinase régulée par le signal extracellulaire 1/2) (une cible en aval du TDCA) et une fonction de barrière intestinale altérée. De plus, les souris sans germes transplantées avec des selles de souris exposées à la fumée (GF-AOMS) avaient une prolifération accrue de colonocytes. De même, GF-AOMS a montré une abondance accrue d'intestin E. lenta et de TDCA, une voie MAPK/ERK activée et une barrière intestinale altérée dans l'épithélium colique.

Conclusion La dysbiose du microbiote intestinal induite par la fumée de cigarette joue un rôle protumourigène dans le CCR. La dysbiose du microbiote intestinal induite par la fumée a altéré les métabolites intestinaux et altéré la fonction de barrière intestinale, ce qui pourrait activer la signalisation oncogène MAPK/ERK dans l'épithélium colique.