Høj-selen linser versus arsen toksicitet

Kronisk arsenforgiftning (As) er et verdensomspændende folkesundhedsproblem. Op til 100 millioner mennesker verden over er kronisk udsat for farligt høje koncentrationer af As i deres drikkevand og fødevareforsyning. Bangladesh står over for en stor folkesundhedsudfordring - forurening af grundvandet med arsen (As). Siden forurening af rørbrøndvand med As blev opdaget i Bangladesh i 1990'erne, er As i drikkevand blevet reduceret med 40 %, men alligevel er ca. 45 millioner bangladeshere i fare for høje As-koncentrationer, der er større end WHOs vejledende værdi på 10 µg/L i brøndvandet. De årlige omkostninger til behandling af As-relaterede sundhedsproblemer i Bangladesh er i øjeblikket anslået til op til $77,5 millioner. Mangel på mikronæringsstoffer (f. Selen) jord fører til mindre nærende lokale fødevarer, som bliver en partner i kriminalitet, hvilket forværrer den giftige byrde, som As-eksponering pådrager sig.

Selen (Se) er et sporstof, der er en væsentlig bestanddel af flere metaboliske veje, der kontrollerer immunfunktionen. Se og As virker antagonistisk i kroppen ved at konkurrere i mange biologiske funktioner. Arsen tilsat dyrefoder har været kendt for at modvirke Se-toksicitet/aktivitet hos dyr siden 1930'erne. Se interagerer med As for at danne et kompleks; overdreven Se-udskillelse kan forekomme som et resultat af Se/As-kompleksdannelse under betingelse af kronisk As-indtagelse og lavt Se-indtagelse i kosten. Dette scenarie kan yderligere fremskynde Se-udtømningen. Igen, da Se kan danne et kompleks med As, kan Se-tilskud i princippet reducere As-toksicitet og også mindske virkningerne af As-eksponering på mange andre parametre, såsom oxidativt stress, immunotoksicitet osv.

Tilskud af Se as piller bruges i dag til behandling af arsenikose. Men piller bliver ikke ofte godt modtaget af folk og er dyre for familier med lav indkomst. Linser er en almindelig fødevare i Bangladesh, og landet importerer allerede linser fra Canada. Saskatchewan (SK) dyrkede linser er rige på Se, for det meste i form af L-selenomethionin, som er meget biotilgængelig. Saskatchewan-linserne har gennemsnitlige selenniveauer mellem 425-672 µg/kg, med nogle regioner, hvor linseselenniveauet går op til 1884 µg/kg. Disse høj-Se linser, som indgår i de daglige måltider hos As-eksponerede bangladeshiske familier, kan hjælpe med at lindre symptomerne på langvarig As-forgiftning på en omkostningseffektiv, ukompliceret og ernæringsmæssigt gavnlig måde.

Røde linser til dette forsøg blev dyrket i Saskatchewan, Canada (Se = 854 µg/kg) og Idaho, USA (Se = 0,043 µg/kg). Andre næringsstoffer vil blive målt i begge afgrøder af linser ved UofS, før de sendes til familier i Bangladesh. High-Se og low-Se linser vil blive pakket i to forskellige farvede pakker og vil blive givet til de udpegede familier. Efterforskerne såvel som feltpersonalet vil blive blændet over for de typer linser/dahl, der gives til hver familie. 65g linser pr. person/dag vil blive målt med en kop af det kvindelige familieoverhoved, som typisk tilbereder moshur dahl (linsesuppe) dagligt til hele familien. 65 g high-Se linser giver 55 µg Se, hvilket er den anbefalede daglige tilførsel på 55 µg/person/dag.

Prøveudtagningsprocedure og dataindsamling: Ved starten, midtvejs og slutningen af ​​forsøget (tabel 1) vil der blive indsamlet husholdningsvandprøver plus hår, blod, fæces og urinprøver på stedet fra hver enkelt person.

Vand (20 ml): Bruges i øjeblikket drikkevand til måling af arsen og andre giftige og essentielle elementer. Vand vil blive syrnet før opbevaring ved pH <2,0 i sporstoffrie rør ved stuetemperatur.

Urin (15-20 ml): Urin vil blive opsamlet i sporelementfrie rør, fordelt og opbevaret i -80°C.

Afføring (5-10 g): Afføring vil blive opsamlet i sporelementfrie rør og opbevaret ved -20°C.

Blod (5 ml/besøg): Blod vil blive opsamlet ved hjælp af en steril nål og sprøjte i sporelementfrie vacutainerrør. Blodprøver vil blive sendt til Dhaka Lab samme dag i kølebokse og adskilt i plasma og celler, alikvot af plasma vil blive opbevaret ved -80°C. Buffycoat-celler vil blive opbevaret i RNALater i -80°C fryser. Fuldblod (100 ul) vil blive opbevaret i -80°C.

Hår: Hår fra baghovedet vil blive indsamlet (ca. 0,2 g) til analyse af As, da hår As er en egnet markør til langtidseksponering.

Laboratoriemetoder:

Metaller: Se vil blive målt i blod med Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry (GFAAS). Arsen i hår-, afførings- og urinprøver vil blive målt med Hydride Generation Atomic Absorption Spectrometry (HGAAS) efter syrefordøjelse af prøver.

Oxidativt stress og antioxidantstatus: Efterforskerne vil måle 8-oxo-7, 8-dihydro-2'-deoxyguanosin (8-oxodG), et hovedprodukt af ROS-induceret oxidativt stress, i urin/plasma hos børn ved hjælp af kommercielle ELISA-sæt . Reduceret glutathion (GSH) betragtes som en vigtig scavenger af reaktive oxygenarter (ROS), og dets forhold med oxideret glutathion (GSSG) bruges som en markør for oxidativt stress. Antioxidantstatus (GSH/GSSG) i fuldblod vil blive vurderet ved at måle GSH og GSSG ved hjælp af kommercielle kits.

Lungebetændelse: Forskerne vil måle fraktioneret udåndet nitrogenoxid (FENO) hos deltagere (≥9 år) som en markør for allergisk lungebetændelse. Overvågning FENO er ​​enkel og ikke-invasiv med brug af håndholdt lille udstyr. FENO vil blive målt online ved enkelt åndedrætsteknikken i henhold til offentliggjorte retningslinjer (ref) og producentens instruktioner med en NIOX MINO®. FENO vil blive registreret som middelværdi fra to på hinanden følgende reproducerbare udlæsninger. FENO data vil blive givet som p.p.b. NIOX MINO bruger IR-kommunikation til overførsel af deltagerdata til en pc ved hjælp af softwaren NIOX MINO Data Manager. FENO er ​​normalt høj hos personer med aktuel allergisk astma eller rhinitis.