Korkeaseleenipitoiset linssit vs. arseenin myrkyllisyys

Krooninen arseenimyrkytys (As) on maailmanlaajuinen kansanterveysongelma. Jopa 100 miljoonaa ihmistä maailmanlaajuisesti altistuu kroonisesti vaarallisen korkeille As-pitoisuuksille juomavedessä ja ravinnossa. Bangladeshilla on edessään suuri kansanterveyshaaste – arseenin (As) aiheuttama pohjaveden saastuminen. Sen jälkeen kun As:n aiheuttama putkikaivoveden saastuminen havaittiin Bangladeshissa 1990-luvulla, As juomavedessä on vähentynyt 40 %, mutta noin 45 miljoonaa bangladeshilaista on edelleen vaarassa korkean As-pitoisuuden vuoksi, joka ylittää WHO:n ohjearvon 10 µg/l vuonna kaivon vesi. Vuosittaiset kustannukset terveydenhuoltoon liittyvien ongelmien hoitamisesta Bangladeshissa ovat tällä hetkellä arviolta 77,5 miljoonaa dollaria. Hivenainevajaus (esim. Seleeni) maaperä johtaa vähemmän ravitseviin paikallisiin ruokiin, joista tulee rikollisuuden kumppani, mikä pahentaa As-altistuksen aiheuttamaa myrkyllistä taakkaa.

Seleeni (Se) on hivenaine, joka on olennainen komponentti useissa immuunitoimintaa säätelevissä aineenvaihduntareiteissä. Se ja As toimivat vastakkaisesti kehossa kilpailemalla monissa biologisissa toiminnoissa. Eläinten ruokavalioon lisätyn arseenin on tiedetty ehkäisevän seleenin toksisuutta/aktiivisuutta eläimillä 1930-luvulta lähtien. Se on vuorovaikutuksessa As:n kanssa muodostaen kompleksin; liiallista seleenieritystä voi tapahtua Se/As-kompleksin muodostumisen seurauksena kroonisen As:n nauttimisen ja vähäisen ravinnon kautta tapahtuvan Se-nielemisen seurauksena. Tämä skenaario voi edelleen nopeuttaa seleenien ehtymistä. Jälleen, koska seleeni voi muodostaa kompleksin As:n kanssa, seleenilisäys voi periaatteessa vähentää As-toksisuutta ja myös vähentää As-altistuksen vaikutuksia moniin muihin parametreihin, kuten oksidatiiviseen stressiin, immunotoksisuuteen jne.

Seleenitäydennystä pillereinä käytetään tällä hetkellä arsenikoosin hoitoon. Mutta ihmiset eivät usein ota hyvin vastaan ​​pillereitä, ja ne ovat kalliita pienituloisille perheille. Linssit ovat yleinen ruoka Bangladeshissa, ja maa tuo linssejä jo Kanadasta. Saskatchewanissa (SK) kasvatetut linssit sisältävät runsaasti seleeniä, enimmäkseen L-selenometioniinin muodossa, joka on erittäin biosaatavissa. Saskatchewan-linssien keskimääräinen seleenitaso on 425-672 µg/kg, ja joillakin alueilla linssien seleenitasot nousevat jopa 1884 µg/kg. Nämä runsaasti seleeniä sisältävät linssit, joita käytetään As-altistuneiden bangladeshilaisten perheiden päivittäisiin aterioihin, voivat auttaa lievittämään pitkäaikaisen As-myrkytyksen oireita kustannustehokkaalla, mutkattomasti ja ravitsemuksellisesti hyödyllisellä tavalla.

Punaisia ​​linssejä tätä koetta varten kasvatettiin Saskatchewanissa, Kanadassa (Se = 854 µg/kg) ja Idahossa, Yhdysvalloissa (Se = 0,043 µg/kg). Muut ravinteet mitataan molemmista linssisadoista UofS:ssä ennen lähettämistä perheille Bangladeshiin. High-Se- ja Low-Se-linssit pakataan kahteen eriväriseen pakkaukseen ja toimitetaan nimetyille perheille. Tutkijat ja kenttähenkilöstö ovat sokeutuneet kullekin perheelle annettavien linssien/dahlien tyypeistä. 65g linssejä per henkilö/vrk mittaa kupilla naisperheen pää, joka tyypillisesti keittää moshur dahlia (linssikeittoa) päivittäin koko perheelle. 65 g high-Se-linsseistä saadaan 55 µg seleeniä, mikä on suositeltu päiväannos 55 µg/henkilö/päivä.

Näytteenottomenettely ja tiedonkeruu: Kokeen alussa, puolivälissä ja lopussa (taulukko 1) jokaiselta yksilöltä otetaan kotitalouksien vesinäytteet sekä hiukset, veri-, uloste- ja virtsanäytteet paikan päällä.

Vesi (20 ml): Tällä hetkellä käytetty juomavesi arseenin ja muiden myrkyllisten ja välttämättömien alkuaineiden mittaamiseen. Vesi happamoitetaan ennen varastointia pH < 2,0:ssa hivenainevapaissa putkissa huoneenlämpötilassa.

Virtsa (15-20 ml): Virtsa kerätään hivenainevapaisiin putkiin, jaetaan eriin ja säilytetään -80 °C:ssa.

Uloste (5-10 g): Uloste kerätään hivenainevapaisiin putkiin ja säilytetään -20°C:ssa.

Veri (5 ml/käynti): Veri otetaan steriilillä neulalla ja ruiskulla hivenainevapaisiin vacutainer-putkiin. Verinäytteet lähetetään Dhakan laboratorioon samana päivänä kylmälaatikoissa ja erotellaan plasmaksi ja soluiksi, alikvootti plasmaa säilytetään -80°C:ssa. Buffycoat-solut säilytetään RNALaterissa -80°C pakastimessa. Kokoveri (100 ul) säilytetään -80°C:ssa.

Hiukset: Hiukset pään takaosasta kerätään (noin 0,2 g) As-analyysiä varten, koska hiukset As on sopiva merkkiaine pitkäaikaiselle altistukselle.

Laboratoriomenetelmät:

Metallit: Seleeni mitataan verestä grafiittiuunin atomiabsorptiospektrometrialla (GFAAS). Arseenia hius-, uloste- ja virtsanäytteistä mitataan Hydride Generation Atomic Absorption Spectrometry (HGAAS) -menetelmällä näytteiden happohajottamisen jälkeen.

Oksidatiivinen stressi ja antioksidanttitila: tutkijat mittaavat 8-okso-7, 8-dihydro-2'-deoksiguanosiinia (8-oksodG), joka on ROS:n aiheuttaman oksidatiivisen stressin päätuote, lasten virtsasta/plasmasta käyttämällä kaupallisia ELISA-pakkauksia . Pelkistettyä glutationia (GSH) pidetään tärkeänä reaktiivisten happilajien (ROS) poistajana, ja sen suhdetta hapetettuun glutationiin (GSSG) käytetään oksidatiivisen stressin merkkiaineena. Kokoveren antioksidanttinen tila (GSH/GSSG) arvioidaan mittaamalla GSH ja GSSG kaupallisilla sarjoilla.

Keuhkotulehdus: Tutkijat mittaavat uloshengitetyn typpioksidin (FENO) määrää osallistujilla (≥ 9 vuotta) allergisen keuhkotulehduksen merkkiaineena. FENO:n valvonta on yksinkertaista ja ei-invasiivista pientä kädessä pidettävää laitetta käyttämällä. FENO mitataan verkossa yhden hengenvetotekniikalla julkaistujen ohjeiden (viite) ja valmistajan ohjeiden mukaisesti NIOX MINO® -laitteella. FENO tallennetaan keskiarvona kahdesta peräkkäisestä toistettavasta lukemasta. FENO-tiedot annetaan p.p.b. NIOX MINO käyttää infrapunaviestintää osallistujien tietojen siirtämiseen PC:lle NIOX MINO Data Manager -ohjelmiston avulla. FENO on yleensä korkea henkilöillä, joilla on allerginen astma tai nuha.