Raudan ja sinkin biologinen hyötyosuus biorikastetuista perunoista

Tutkimustyyppi ja populaatio Satunnaistettu kaksoissokkokoe luonnollisesti bioväkennetyillä perunoilla Huancavelicassa, Perussa. Se värvätään noin 100 Huancavelican kaupungissa asuvaa naista ja 80 miestä, iältään 18-45 vuotta.

ETIIKKA Hakemukset ovat toimittaneet ja hyväksyneet Itä-Anglian yliopiston lääketieteellisen ja terveydenhuollon tiedekunnan (FMH) Research Ethics Committee (REC) Norwichissa (Yhdistynyt kuningaskunta) ja Instituto de Investigacion Nutricionalin (IIN) REC Perussa.

Jokaiselle osallistujalle tiedotetaan täydellisesti kaikista menettelyistä, ja heille annetaan mahdollisuus esittää kysymyksiä ja saada osallistujien tarvitsemia lisätietoja.

Toimenpiteet (verinäytteet, virtsanäytteet, antropometria, ruokavalion muistaminen) selitetään henkilöille, jotka suostuvat osallistumaan alkuseulontaan, ja osallistujia pyydetään allekirjoittamaan ensimmäinen suostumuslomake.

RAUTATUTKIMUKSEN ERITYISET MENETELMÄT (Vaihe 1) Otoskoko Tutkimukseen tarvitaan yhteensä 30 naisen osallistuminen, jotta 33 %, jotka eivät noudata protokollaa, saavuttavat lopullisen 20 naisen otoksen. Tutkijat arvioivat, että tutkijat saattavat joutua seulomaan noin 100 naista.

Ravitsemustila Osana seulontaa kaikki mahdolliset ehdokkaat punnitaan ja mitataan standardoiduilla laitteilla.

Fyysisen aktiivisuuden mittaus Kaikkia osallistujia pyydetään käyttämään aktigrafia (kolmiakselinen kiihtyvyysanturi), joka mittaa fyysistä aktiivisuutta (liikettä) kolmessa ulottuvuudessa.

Verinäyte Asianmukaisesti koulutettu tutkimusryhmän jäsen kerää laskimoverinäytteen (noin 6 ml hepariinia sisältävään koeputkeen) ferritiinin, hemoglobiinin ja CRP:n mittaamiseksi (seulonta ja vielä 3 kertaa: lähtötaso, 16 ja 40 päivää ensimmäisen päivän jälkeen perunan syömisestä).

Virtsanäyte Osallistujia pyydetään toimittamaan virtsanäyte (30 ml) raskaustestin suorittamiseksi testiliuskaa käyttäen.

Sosiodemografinen ja elintarviketurvallisuustutkimus Tutkijat sisältävät sosioekonomisen tutkimuksen ja ELCSA-elintarviketurvakyselyn molempia sovelletaan kaikkiin ilmoittautuneisiin osallistujiin.

Tutkimusmenettelyt Seulonnan tulosten ja sisällyttämis- ja poissulkemiskriteerien tarkistuksen tulosten sekä sen jälkeen, kun on saatu tietoja ja varmistettu, että osallistujat ymmärtävät rautatutkimuksen suostumuslomakkeen, koehenkilöt kutsutaan osallistumaan. Suostumuksen saaneet osallistujat määrätään satunnaisesti syömään jompaakumpaa kahdesta perunatyypistä (bioväkevöity-A tai ei-B). Ensimmäinen perunalajike annetaan kahden ensimmäisen viikon aikana (päivät 1-12) ja toinen jakso päivien 15-26 välillä (molemmissa tapauksissa viikonloppupäiviä lauantaina ja sunnuntaina lukuun ottamatta). Perunat keitetään vedessä ja tarjotaan muussattuina.

Verinäytteet otetaan 5 kertaa: 1) seulonnan yhteydessä poissulkemis- ja sisällyttämiskriteerien noudattamisen varmistamiseksi; sitten 1. päivänä ennen kuin osallistujat syövät ensimmäisen perunan, 15. päivänä ennen toisen perunan syömistä, 26. päivänä kaikkien molempien perunatyyppien syömisen jälkeen ja päivänä 40 kaksi viikkoa sen jälkeen, kun he ovat syöneet kaikki perunat.

Perunan kulutus Jokaiselle osallistujalle tarjotaan 500 g perunaa jaettuna kahteen 250 g:n annokseen. kukin osallistuja ottaa 0,3 mg 57FeSO4:a (Peruanita-peruna) tai 0,3 mg 58FeSO4:a (bioväkevöity peruna) laimennettuna 50 ml:aan tislattua vettä, joka tulee juoda osallistujien syödessä perunaa - perunan puolivälissä. ateria. Lisäksi jokainen osallistuja saa juotavaksi 200 ml tislattua vettä. Isotoopit toimittaa ETH (Swiss Federal Institute of Technology in Zürich). Lisäksi isotoopit, joita tutkijat käyttävät, ovat stabiileja isotooppeja, eli osallistujat ovat luonnossa ympäristössä eivätkä sinänsä aiheuta riskiä.

Biologisten näytteiden kerääminen raudan mittaamiseksi stabiileja isotooppeja käyttäen Verinäytteitä kerätään koko interventiojakson ajan edellä kuvatulla tavalla ja lähetetään ETH:hen, Zürichiin, noudattaen tavanomaisia ​​toimintamenetelmiä. Osallistujille tiedotetaan ja he antavat suostumuksensa näytteidensä siirtämiseen ja käyttöön Perun ulkopuolelle tätä tutkimusta varten. Näytteet anonymisoidaan, eikä niitä kuljeteta henkilötietojen kanssa.

Käsittelyssä näytteet sekoitetaan NO3:n ja H2O2:n kanssa ja digestoidaan mikroaaltouunissa, minkä jälkeen rauta erotetaan verimatriisista anioninvaihtokromatografialla ja liuottimella (laimennusaineella) tai uutetaan liuottimesta tislaamalla.

Isotoopit analysoidaan plasmakytketyn induktiivisen monikeräimen massaspektrometrillä (Neptune; Thermo Finnigan). Merkittyjen raudan isotooppien 57Fe ja 58Fe määrä mitataan 14 päivän kuluttua molempien perunatyyppien kulutuksen päättymisestä. Laskenta (absorptio) tehdään ottaen huomioon koehenkilön arvioitu veritilavuus painon, pituuden ja potilaan mitatun hemoglobiinipitoisuuden perusteella (ottaen huomioon alkuperäisen ja lopullisen verinäytteen keskiarvon). Laskelma perustuu isotooppisen laimentamisen periaatteeseen, jossa otetaan huomioon raudan isotooppimarkkerin tekijä monoisotooppisen markkerin sijaan8. Absorboitunutta fraktiota laskettaessa tutkijat olettavat, että absorboitunutta rautaa on 80 %.

SINKKITUTKIMUKSEN ERITYISET MENETELMÄT (Vaihe 2) Otoskoko Tutkimus vaatii 40 naisen otoskoon. Tämä mahdollistaa 40 prosentin tappion saavuttaakseen lopullisen 24 naisen.

Toimenpiteet Seulonnan tulosten perusteella ja sen jälkeen, kun on tarkastettu, että osallistujat täyttävät kaikki osallistumiskriteerit ja yksikään poissulkemiskriteeri, osallistujia ei kutsuta osallistumaan tutkimuksen sinkkiosaan. Tälle osallistujalle annetaan toinen suostumuslomake luettavaksi ja lomakkeen hyväksyneet ja allekirjoittaneet kutsutaan osallistumaan tutkimukseen.

Ihmiset, jotka hyväksyvät, jaetaan satunnaisesti syömään yhtä tai toista perunatyyppiä (bioväkevöity-A tai ei-B). Kaikille osallistujille jaetaan molempia perunoita, mutta eri järjestyksessä, jolloin jokainen osallistuja on oma kontrollinsa. Ensimmäinen perunalajike annetaan päivänä 1, tutkimukseen osallistumisen hyväksymisen jälkeen ja tämän osan suostumuslomakkeen hyväksymisen ja allekirjoittamisen jälkeen: (kulutuspöytäkirja ja toinen lajike syödään 29 päivän kuluttua (perunalajikkeiden järjestys) jaetaan satunnaisesti).

Tutkijat ottavat verinäytteitä kolmeen kertaan: ilmoittautumisen yhteydessä ja päivinä 1 ja 29 (päivät, jolloin osallistujat syövät perunaa) 8 tunnin (ruoka) ja 6 tunnin (nesteet) paaston jälkeen.

Tutkimusmittaukset Antropometria Osana seulontaa kaikki mahdolliset ehdokkaat punnitaan ja mitataan standardoiduilla laitteilla. Painon ja BMI:n mukaan tutkijat päättävät, ovatko osallistujat kelvollisia.

Suostuneita osallistujia pyydetään toimittamaan laskimoverinäyte (noin 10 ml hepariinia sisältävässä koeputkessa). Verinäytteistä otetaan plasma ja pakatut punasolut ja säilytetään <18 oC:ssa.

Virtsanäyte Suostuneet osallistujat toimittavat virtsanäytteen (30 ml) osana seulontavaihetta raskaustestin suorittamista varten. Päivinä 1, 3, 4, 5, 6, 7, 29, 32, 33, 34, 35 ja 36 tutkijat keräävät virtsanäytteitä sinkkipitoisuuden analysoimiseksi. Joka päivä tutkijat tarvitsevat 100 ml virtsaa, joka on kerätty aamulla (klo 7-12 välillä aamulla).

Perunan syöminen Tutkittaville annetaan yhteensä 1000 g perunaa kahdessa 500 g:n annoksessa. Ensimmäinen annos annetaan osallistujien paaston aikana (vähintään 8 tuntia ruokaa ja 6 tuntia juomaa varten) ja kahdessa erillisessä annoksessa (kumpikin 250 g). Kun osallistujat ovat syöneet ensimmäisen 250 g:n annoksen, koehenkilö saa 0,25 mg 67Zn laimennettuna 50 ml:aan pullotettua vettä ja sitten toisen annoksen perunaa. Kaksi tuntia myöhemmin osallistujat saavat 70 Zn:n (200 ug) suonensisäisen infuusion laimennettuna 50 ml:aan pullotettua vettä. 2 tunnin kuluttua osallistujat saavat kaksi toista annosta perunaa, ja kuten ennenkin, ensimmäisen annoksen jälkeen osallistujat saavat 0,25 mg 67Zn laimennettuna 50 ml:aan pullotettua vettä. Tänä aikana ja 3 tunnin ajan toisen perunaannoksen jälkeen tutkittava ei käytä ruokaa tai nestettä, paitsi vettä, joka osallistujille tarjotaan. Jokainen koehenkilö saa 200 ml vettä jokaisen aterian yhteydessä ja 200 ml vettä aterioiden välillä. Tällä hetkellä isotooppien käyttö on paras menetelmä sinkin absorption mittaamiseen. Lisäksi käytettävät isotoopit ovat stabiileja isotooppeja, eli osallistujat ovat luonnossa ympäristössä eivätkä aiheuta vaaraa. Ruokaa tai juomaa ei saa syödä vähintään 3 tuntiin viimeisen perunaannoksen syömisen jälkeen.

Verinäytteet sinkin mittaamiseksi Tutkijat ottavat yhteensä kolme verinäytettä. Absorptio stabiileja isotooppeja käyttäen (päivä 29) Kerätyt verinäytteet lähetetään ETH:hen, Zürichiin. ETH suorittaa sinkin CRP-analyysin. CRP mitataan käyttämällä ELISA-sarjaa. Plasman sinkkipitoisuus mitataan induktioplasmakytkentäisellä massaspektrometrialla.

Virtsanäytteet sinkin mittaamiseen stabiileja isotooppeja käyttäen Virtsanäytteet väkevöidään pakastekuivauksella ja mineralisoidaan sitten digestoimalla mikroaaltouunissa (MLS-Turbowave; MLS GmbH) käyttämällä HNO3:n ja sinkin seosta, joka on eristetty mastermatriisista ioninvaihdolla. kromatografia. Tutkijat käyttävät ultrapuhtaita happoja näytteiden valmistukseen.

Sinkin absorption määrittäminen Veren ja sinkin isotooppikoostumus analysoidaan kahtena kappaleena ETH Human Nutrition Laboratoryssa. Virtsanäytteet mineralisoidaan mikroaaltohajotuksella (MLS-ETHOS plus; MLS GmbH) käyttämällä HNO3:n ja H2O2:n seosta sekä näytematriisista ioninvaihtokromatografialla eristettyä sinkkiä (Wegmuller et al 2014). Kaikki näytteiden valmistukseen käytetyt hapot ovat ultrapuhtaita. 70Zn:66Zn ja 67Zn:66Zn isotooppisuhteet mitataan 70Zn- ja 67Zn-rikastumisen määrittämiseksi virtsanäytteistä käyttämällä korkearesoluutioista kaksoisfokusoivaa magneettikentän monikeräistä induktiivisesti kytkettyä plasmamassaspektrometriä (Thermoectron; Finnigan Neptune;). 12 67 Zn:n annoksen murto-osaabsorptio testiaterioista lasketaan käyttämällä oraalista i.v. merkkiainesuhdemenetelmä, jota sovellettiin pistevirtsanäytteisiin Frielin et ai. kuvaamien periaatteiden mukaisesti.

7 päivän ruokapöytäkirja Rekisteröimällä kaikki 7 päivän aikana syödyt ruoat tutkijat voivat saada tietoa kaikista viikon (mukaan lukien lauantai ja sunnuntai) syödyistä ruoista. Tämän saavuttamiseksi tutkijat pyytävät koehenkilöitä kirjaamaan kaikki kulutetut ruoat, ruoanvalmistuksen tiedot ja kaikki juomat (mukaan lukien vesi), joita osallistujat ovat syöneet tai juoneet. Osallistujien tulee merkitä muistiin ateria, jolla ruokaa ja juomaa söi, ja sen syömiseen käytetty aika (aamiainen, lounas, illallinen ja aterioiden välissä (välipalat) sekä syöty määrä kuhunkin vuorokauden aikaan. Tätä varten tutkijat antavat koehenkilöille tabletin, johon kirjataan kulutus/ateriat ja otetaan myös valokuva kaikista syödyistä ruoista.

VAIKUTUSTEN ARVIOINTIIN LIITTYVÄT MENETELMÄT Tietoa ravinnonsaannista, seerumin ferritiinistä ja raudan hyötyosuudesta käytetään kahdessa mallintamismenetelmässä. Ensinnäkin tutkijat soveltavat Disability Adjusted Life Year (DALY) -menetelmää, joka on sopiva menetelmä biorikastettujen viljelykasvien ravitsemus- ja terveysvaikutusten arvioimiseen. Tämä perustuu CIP:n ja IIN:n yhteisesti kehittämiin malleihin, jotka ovat tehneet oletuksia perunan raudan ja sinkin hyötyosuudesta. Toiseksi tutkijat käyttävät tietoja tavanomaisesta raudan saannista, seerumin ferritiinipitoisuuksista ja lasketuista fysiologisista raudan tarpeista mukauttaakseen malliarvion ravinnon raudan biologisesta hyötyosuudesta Euroopassa, Andien ylänköalueella ja yleisemmin matala- ja keskituloisissa maissa.