Intervence při minimalizaci expozice aflatoxinům a fumonisinům u dětí prostřednictvím jídla a kojení v Tanzanii

Studijní weby, kritéria výběru a nastavení:

Tato studie byla provedena ve třech různých agroekologických zónách (AEZ) Tanzanie; jedná se o zóny Severní vysočina, Jihozápadní vysočina a Východní nížina. Pro každou zónu byla záměrně vybrána jedna oblast produkující kukuřici, primárně pro domácí spotřebu, oblast Hanang' představuje severní vysočinu, oblast Kilosa představuje zónu východní nížiny a Rungwe představuje jihozápadní vysočinu. Pro každý okres deset vesnic; bylo náhodně vybráno pět intervencí a pět kontrol. Z každé vesnice bylo vybráno 10 domácností. Výběrovým kritériem domácností měly být místní kultivary/pěstitel kukuřice, skladovací kapacita kukuřice po dobu nejméně pěti až šesti měsíců po sklizni a kojící matka dítěte mladšího 8 měsíců. Celkem tedy 300 domácností; Do studie bylo zapojeno 100 vybraných z každého okresu. Všechny tři okresy jsou rozděleny do divizí, obvodů a vesnic. Vesnice je nejnižší správní jednotkou a je považována za geopolitickou jednotku a neporušenou sociální skupinu. Má místní vládní úřad a výbory. Každá vesnice má jednoho úředníka pro zemědělství, který je vládním zaměstnancem pod místním vládním úřadem. Poskytované rozšiřující služby zahrnují poskytování znalostí, informací, zkušeností a technologií farmářům potřebným ke zvýšení a udržení produktivity a ke zlepšení životních podmínek a živobytí.

Design:

Studie používala Cluster Randomized Controlled Trial. Vesnice byly náhodně rozděleny do intervenčních nebo kontrolních studijních skupin. Délka intervence byla 6 měsíců. Kontrolní skupině i nadále byly poskytovány rutinní doplňkové služby v oblasti zemědělství týkající se osvědčených postupů pro manipulaci s plodinami, zemědělská doplňková služba pro zemědělce, kterou pravidelně nabízí úředník pro rozšíření zemědělství na vesnici. Poskytované rozšiřující služby zahrnují poskytování znalostí, informací, zkušeností a technologií zemědělcům potřebným ke zvýšení a udržení produktivity, zabránění zkažení plodin během skladování pro lepší životní podmínky a živobytí. Intervenční skupina obdržela po sklizni intervenční balíček kromě běžného zemědělského vzdělávání.

Nábor:

Měsíc před sklizní byly z registru narozených dětí a reprodukčního zdraví v každé vesnici vybrány děti mladší 8 měsíců. Kojenci mladší 8 měsíců byli identifikováni pomocí jejich registračního čísla a data narození. V Tanzanii jsou všechna kojenci narozená na klinikách registrována brzy po narození. V případě porodů domů se registrace provádí v den, kdy je dítě převezeno na imunizaci na kliniku. Při zápisu je každému dítěti přiděleno registrační číslo a zapsány údaje o dítěti včetně data a místa narození. Kritéria pro zařazení měla být kojící dítě ve věku 0-8 měsíců v době náboru, rodiče v místě bydliště, pěstitel kukuřice a kapacita skladování kukuřice po dobu nejméně šesti měsíců po sklizni. Vylučovacím kritériem byly abnormality zhoršující krmení nebo měření fyzického růstu kojence.

Etická hlediska:

Žádost požadující etické schválení byla podána na Národní institut lékařského výzkumu v Tanzanii. Do této studie byli zapojeni místní vládní odborníci na výživu, zdravotní sestry a sociologové. S pomocí vesnických výkonných úředníků byly matky oprávněných dětí požádány, aby se shromáždily v nedalekém zdravotnickém zařízení nebo škole a měly neformální setkání. Během setkání byl vysvětlen cíl výzkumu, využití výsledků, přínosy výzkumu pro ně a postup při jejich výběru a byl požádán o jejich formální souhlas. Matkám byly poskytnuty také písemné formuláře obsahující stejné informace. Matkám, které neuměly číst a psát, přečetla rezidentní sestra formulář souhlasu a požádala je o ústní souhlas. U matek, které daly ústní souhlas, místní sestra napsala své jméno na formulář souhlasu a podepsala se na něj jako svědek.

Zásah:

Vyvinutý balíček posklizňových zásahů složený z 5 složek, a to 1) ruční třídění, 2) vysoušení povrchu, 3) správné vysušení 4) aplikace insekticidu, 5) loupání, byl zpracován a projednán mezi pracovníky místní správy v zemědělství. Později poskytli pokyny zemědělcům, vysvětlili intervenční strategii a ukázali různé techniky zahrnuté v balíčku. Zemědělcům byly poskytnuty pokyny, jak vyvinutý balíček aplikovat. Komunikačním jazykem během intervence byla kiswahilština, psaný a mluvený jazyk v zemi.

Komponenta 1: Ruční třídění

Oddělení poškozených/infikovaných kukuřičných zrn a klasů od zdravotně normálních pomáhá omezit šíření plísní během skladování. Zemědělcům bylo ukázáno, jak rozpoznat poškozené kukuřičné zrno a které je viditelně plesnivé. Byli vyzváni, aby před uskladněním odstranili a zlikvidovali plesnivá a poškozená kukuřičná zrna.

Komponenta 2: Praxe sušení

Kukuřice se běžně rozprostírá na holou půdu pro sušení na slunci, takže je citlivá na vlhkost, plísňovou kontaminaci z půdy a obtížně se sbírá v případě neočekávaného deště. Zemědělci byli proškoleni o správných postupech sušení, které zahrnují sušení kukuřice na rohožích. Zásahové skupině jsme poskytli sušící rohože.

Složka 3: Správné sušení na slunci

Neúplné sušení na slunci zanechává v kukuřici při skladování zbytkovou vlhkost. Kukuřice by se měla sušit tak, aby úroveň vlhkosti byla nižší než úroveň potřebná k podpoře růstu plísní během skladování (obecně méně než 13 %). To je nezbytné, aby se zabránilo dalšímu růstu řady druhů hub, které se mohou vyskytovat na čerstvých zrnech. Farmářům bylo ukázáno, jak posoudit úplnost sušení na slunci pomocí „techniky soli a láhve“; při této technice se sůl a kukuřičné zrno vloží do průhledné skleněné láhve a poté se asi 5 minut protřepávají, pokud sůl ulpí na stěnách láhve a na povrchu kukuřičného zrna, znamená to, že nebylo dosaženo správného obsahu vlhkosti , pokud není zaznamenána žádná lepivost, znamená to úplné zaschnutí. Technika byla ověřena v laboratoři.

Složka 4: Aplikace insekticidů

Jedním z hlavních faktorů ovlivňujících tvorbu mykotoxinů je přítomnost hmyzu ve skladech, který metabolickou činností produkuje vlhkost a šíří spory hub. To lze minimalizovat použitím vhodných registrovaných insekticidů a fungicidů. Farmáři dostali balíčky insekticidů. Vysvětlení k aplikaci insekticidů bylo farmářům poskytnuto podle návodu k použití pro konkrétní insekticid.

Komponenta 5: Loupání

Mykotoxiny se pravděpodobně více koncentrují ve vnějších částech (oplodí a embryo) kukuřičného zrna, takže odstranění těchto částí by vedlo ke snížení hladiny toxinů v kukuřici. Zemědělcům byl vysvětlen význam loupání a byli vyzváni, aby kukuřici před mletím loupali.

Sběr dat a měření dopadu intervenčního balíčku:

Kolekce vzorků:

Vzorky kukuřičného zrna určené pro lidskou spotřebu byly odebrány při sklizni a šest měsíců po sklizni, zatímco vzorky kukuřičné mouky připravené k vaření a vzorky mateřského mléka byly odebrány šest měsíců po sklizni. Všechny vzorky byly převezeny do Tanzanie Food and Drugs Authority v Dar es Salaamu k laboratorní analýze. Kukuřičná zrna byla před analýzou jemně rozemleta. Byl připraven a vyplněn informační list pro vzorky z každé domácnosti, aby se shromáždily všechny informace o posklizňových postupech.

Dietní hodnocení:

Průzkum příjmu potravy byl proveden pět až šest měsíců po sklizni. Repliky, technika 24hodinového stažení stravy byla použita k odhadu množství potravin na bázi kukuřice zkonzumovaných kojenci a matkami. U každého z kojenců byly provedeny dvě návštěvy v intervalu 1 až 2 týdnů. Kromě 24 stažení z diety byl proveden dotazník o frekvenci jídla, který měl získat informace o frekvenci konzumace kukuřice za týden a dalších potravin, které matka a dítě běžně konzumují. Byl použit dotazník, který dříve používali jiní výzkumníci v komunitách v Tanzanii, které mají zvyky konzumace potravin podobné komunitám v oblasti naší studie. Množství kukuřičné mouky zkonzumované kojencem z řídké (Uji) nebo tuhé (ugali) kaše bude hodnoceno pomocí softwaru Lucille pro příjem potravy z Gentské univerzity. To bude také provedeno v souladu s množstvím zkonzumovaných potravin a technikami přípravy jídla popsanými v tabulkách složení potravin v Tanzanii. Příjem mateřského mléka bude odhadnut podle dokumentace United State Environmental Protection Agency (US-EPA, 2011).

Antropometrické měření:

Hmotnost a datum narození každého dítěte byly získány z jeho klinického průkazu nebo registru narození v místních zdravotnických zařízeních.

Analýza mykotoxinů:

Chemikálie a činidla: Aflatoxiny celkem, aflatoxin M1 a standardy fumonisinů. Acetonitril, kyselina octová a methanol jakosti pro HPLC, methanol, HCL, KOH, BORAX, OPA.

Aflatoxin B1, B2, G1 a G2 byly stanoveny v kukuřici v souladu s metodou popsanou Strokou et al (2000). Byl extrahován a vyčištěn pomocí imunoafinitní kolony AflaStar (AIC), AFM1 byl analyzován v mateřském mléce, jak popisuje (Magoha et al. 2014), extrahován a vyčištěn pomocí imunoafinitní kolony pro AFM1 (AFLAPREP M) a fumonisinovou analýzou v mateřském mléce a kukuřičné mouce byl analyzován tak, jak je popsáno v (Magoha et al. 201a) a (Sydenham et al. 1992), v obou případech byly vzorky extrahovány a vyčištěny pomocí kolony SAX, extrakt byl vysušen pod dusíkem a rekonstituován pomocí ACN:H20 (1:1 ) a derivatizaci provedla OPA. Kvantifikace všech toxinů byla provedena pomocí HPLC s RF-10AXL detektorem.

Hodnocení expozice a charakterizace rizik:

Expozice dětí mykotoxinům bude hodnocena kombinací údajů o spotřebě kukuřice s údaji o kontaminaci z analýz. Expozice bude posouzena individuálně s použitím údajů o individuální spotřebě a tělesné hmotnosti (bw) každého kojence podle následujícího vzorce:

Ei,j = Ci x Lj/Bwi

Kde Ei,j je expozice kontaminantu j (μg/kg tělesné hmotnosti/den) pro subjekt i, Ci, je úroveň spotřeby kukuřice subjektem i (kg/den, Lj je hladina kontaminantu j v kukuřice (μg/kg), BWi je tělesná hmotnost subjektu i (kg). Individuální expozice každému mykotoxinu bude porovnána se zdravotní orientační hodnotou (TDI, PMTDI nebo PTWI) a četnost dětí překračující doporučenou zdravotní hodnotu bude vypočítána s 95% intervalem spolehlivosti.

Správa dat a statistická analýza:

Data budou v Epipdata 3.1 (Odense Dánsko) zadána dvakrát. Analýza dat bude provedena v SPSS verze 16.0 pro Windows. Statistická významnost bude nastavena na P<0,05 pro všechny testy. Chí kvadrát test bude použit ke stanovení souvislosti mezi postupy posklizňové manipulace s kukuřicí a fumonisiny a obsahem aflatoxinů v kukuřici a mateřském mléce a expozicí kojencům.