Vurdering af toksisk metaleksponering fra vegetariske/veganske, altædende og lavkulhydratdiæter i Israel.

Detaljeret Studiebeskrivelse Prøvetagning, Udelukkelseskriterier og Stikprøvestørrelse

Deltagerrekruttering vil blive igangsat gennem kampagner på sociale medier rettet mod studerende fra Ariel University og nærliggende akademiske institutioner. Berettigede deltagere vil være raske voksne i alderen 20-45 år, som har overholdt i mindst et år en af tre selvidentificerede kostmønstre:

Plantebaseret kost (vegetarisk eller vegansk; mål 20% veganere),

Altædende kost ("almindelig" blandet kost), eller

Kulhydratfattig kost (dyrebaserede kostmønstre såsom paleo eller ketogen).

Kostmønster vil blive verificeret ved hjælp af et valideret Fødevarefrekvensspørgeskema (FFQ) udviklet af det israelske sundhedsministeriums ernæringsafdeling (tilpasset fra Berman et al., 2023).

Udelukkelseskriterier inkluderer fedme (BMI ≥ 30 kg/m²), undervægt (BMI ≤ 18,5 kg/m²) eller enhver kronisk sygdom, verificeret via selvrapportering og bekræftet af en læges medicinske resumé.

Efter informeret samtykke vil deltagerne udfylde FFQ'en gennem NutRatio® diætanalyse-software for at bekræfte kostmønster. Et kort telefoninterview og en instruktionsvideo vil orientere deltagerne om studieprocedurer og berettigelseskrav.

Vi har til formål at rekruttere 250 deltagere i alt, jævnt fordelt på de tre kostgrupper. Deltagere vil blive frekvensmatchet efter alder (± 5 år), BMI (± 3 kg/m²) og rygestatus, givet rygningens etablerede sammenhæng med metaleksponering. Stikprøvestørrelsen er baseret på ANOVA (Cohens f = 0,25, medium effektstørrelse).

Målingsdagsprotokol

Berettigede deltagere vil blive planlagt til en standardiseret vurderingssession (~2 timer) på MetaboLab, Department of Nutritional Sciences, Ariel University.

Korttids indtag af fødevarer: Deltagere vil udfylde en 3-dages kostregistrering (to hverdage + en weekenddag) ved hjælp af NutRatio-software inden for to uger før deres besøg. Værktøjet integrerer USDA (SR-28), det israelske sundhedsministerium (2017) og opdaterede fødevaremærkningsdatabaser (2024). Deltagere vil fotografere hvert måltid før og efter spisning, uploade billeder til forskningsteamet og registrere fødevarer umiddelbart efter indtagelse. Teamet vil gennemgå indtastninger dagligt for at sikre fuldstændighed og logisk nøjagtighed; manglende eller uklare data vil blive afklaret per telefon næste dag.

NutRatio vil kvantificere energi, makronæringsstoffer (inklusive fedtsyre- og aminosyreprofiler), kostfibre, udvalgte vitaminer (f.eks. folat, B-12) og mineraler (f.eks. calcium, jern, zink). Kostrelateret metaleksponering vil blive estimeret fra de rapporterede fødevarer ved hjælp af både NutRatio og yderligere referencedatabaser. Disse værdier vil senere blive sammenlignet med internationale toksikologiske tærskler (f.eks. U.S. CDC, German Environment Agency).

Fødevareprøvetagning til toksisk metalvurdering

Baseret på sammenhænge mellem rapporteret indtag og målte blod- eller urinmetalniveauer vil fødevaregrupper mest associeret med hvert metal blive identificeret. Repræsentative varer vil derefter blive udtaget til laboratorieanalyse.

For eksempel, hvis kviksølvniveauer korrelerer stærkt med fiskeindtag, vil cirka seks fiskearter eller mærker mest almindeligt forbrugt af deltagere med høj eksponering blive købt og analyseret. Typen og mærket af fødevarer vil blive bekræftet gennem opfølgning med deltagere nødvendigt.

Hver fødevarevare vil gennemgå kemisk fordøjelse og kvantificering af metaller (cadmium, bly, krom, arsen, kviksølv). Målte koncentrationer vil blive sammenlignet med internationale datasæt inklusive EFSA, Codex Alimentarius, U.S. NCEH og det israelske sundhedsministerium (Food Control Services, 2016).

Antropometriske og demografiske målinger

Deltagere vil deltage i studiebesøget efter en natlang faste (kun vand). Målinger vil inkludere:

Vægt og højde (standardiserede protokoller),

Kropsammensætning ved hjælp af InBody 570 (Biospace, Korea), en valideret bioelektrisk impedansanalysator, der leverer data om kropsfedt, muskelmasse og vandkompartimenter (Miller et al., 2016; Sirirat et al., 2020).

Spørgeskemaer vil indsamle demografiske oplysninger, helbredshistorie, rygning, erhvervsmæssig eksponering (inklusive militærtjeneste) og livsstilsfaktorer relateret til miljøforurenende stoffers eksponering. Disse værktøjer er tilpasset fra Israels nationale tungmetalsundersøgelse (Berman et al., 2023) og det europæiske PARC-initiativ (https://www.eu-parc.eu

).

Biologisk prøvetagning og kemisk analyse

Blod (hele og serum) og urinprøver vil blive indsamlet ved hjælp af BPA-frie rør og opbevaret ved -20 °C indtil analyse for at forhindre kemisk nedbrydning. Serum vil blive separeret ved kontrolleret optøning (2-8 °C over natten), forsigtig omrøring, koagulering (30 min), centrifugation (15 min, 2000 omdr./min) og pipetteaspiration. Hele blodprøver vil blive homogeniseret ved vortex.

Prøver (blod, serum, urin og fødevarer) vil blive fordøjet ved hjælp af analytisk kvalitet salpetersyre og hydrogenperoxid i en mikrobølgefordøjelsessystem efter EPA 3052-protokoller (Bocca et al., 2003). Blankprøver vil ledsage hver batch for at bestemme detektions- og kvantificeringsgrænser. Kvalitetskontrol vil inkludere certificerede referencematerialer og interlaboratorievalidering ved hjælp af delte prøver.

Primære analyser vil blive udført på Ariel University's Trace Metal Laboratory (Med-PI: Dr. Daniel Palchan). Yderligere eller bekræftende analyser kan foregå på sundhedsministeriets laboratorium (Dr. Tamar Berman), Hebrew University, Weizmann Institute eller Geological Survey of Israel, afhængigt af instrumenttilgængelighed.

Sporstofkvantificering vil blive udført ved hjælp af Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS) i henhold til validerede metoder (Laur et al., 2020). Analytiske protokoller vil være i overensstemmelse med CDC DLS 3040.1-01. Metalkoncentrationer i blod og urin vil blive sammenlignet med referenceværdier fra nationale (Berman et al., 2023) og internationale undersøgelser (CDC 2018; EFSA 2010; German Environment Agency 2023).

Resultater vil blive evalueret mod Human Biomonitoring (HBM-I, HBM-II) tærskler (German Environment Agency 2023). Kreatinin vil blive målt for urinnormalisering.

Dataintegration og statistisk analyse

Alle datakilder - FFQ, 3-dages kostregistrering, antropometriske målinger, biologiske prøver og kemiske analyser - vil blive integreret i en samlet database. Statistiske analyser vil undersøge sammenhænge mellem kostmønster og biomarkørkoncentrationer ved hjælp af ANOVA, multivariabel regression og korrelationsanalyser. Kostrelaterede estimater af metaleksponering vil blive sammenlignet med både målte biologiske niveauer og koncentrationer fundet i repræsentative fødevareprøver.

Potentielle forvirringsvariabler (alder, BMI, rygning og erhvervsmæssig eksponering) vil blive justeret for i multivariate modeller. Følsomhedsanalyser vil undersøge forskelle efter køn og efter veganske versus vegetariske undergrupper inden for den plantebaserede gruppe.

Pilotstudie

En pilotfase med 10 frivillige vil foregå fuld dataindsamling. Piloten vil teste rekruttering, kommunikation af informeret samtykke, FFQ-udfyldelse, antropometrisk vurdering, biospecimen-indsamling og dataindtastningslogistik. Den vil også blive brugt til at optimere prøveforberedelsesprotokoller i Trace Metal Laboratory.

Hvis fulde analytiske arbejdsgange endnu ikke kan implementeres, vil mock-data for metalniveauer blive genereret for at validere databasestruktur og foreløbige statistiske pipelines. Biologiske prøver fra piloten vil blive opbevaret frosset til senere analyse, når fulde ICP-MS-procedurer er operationelle.