Intervento per ridurre al minimo l'esposizione alle aflatossine e alle fumonisine nei bambini attraverso il cibo e l'allattamento al seno in Tanzania

Siti di studio, criteri di selezione e setting:

Questo studio è stato condotto in tre diverse zone agroecologiche (AEZ) della Tanzania; queste sono le zone degli altopiani settentrionali, degli altopiani sud-occidentali e delle pianure orientali. Per ogni zona, è stato volutamente selezionato un distretto di produzione di mais, principalmente per il consumo domestico, il distretto di Hanang' rappresenta gli altopiani settentrionali, il distretto di Kilosa rappresenta la zona di pianura orientale e Rungwe rappresenta gli altopiani sud-occidentali. Per ogni distretto, dieci villaggi; cinque interventi e cinque controlli sono stati selezionati casualmente. Da ogni villaggio sono state scelte 10 famiglie. Il criterio di selezione delle famiglie doveva essere una cultivar/coltivatore locale di mais, capacità di immagazzinare mais per un periodo non inferiore a cinque o sei mesi dopo il raccolto e avere una madre che allattava un bambino di età inferiore a 8 mesi. Pertanto, un totale di 300 famiglie; 100 selezionati da ciascuno dei distretti sono stati coinvolti nello studio. Ciascuno dei tre distretti è diviso in divisioni, rioni e villaggi. Un villaggio è l'unità amministrativa più bassa ed è considerato come un'unità geopolitica e un gruppo sociale intatto. Ha un'autorità di governo locale e comitati. Ogni villaggio ha un funzionario per l'estensione dell'agricoltura che è un dipendente del governo sotto l'autorità del governo locale. I servizi di divulgazione forniti includono la fornitura agli agricoltori di conoscenze, informazioni, esperienze e tecnologie necessarie per aumentare e sostenere la produttività e per migliorare il benessere e i mezzi di sussistenza.

Progetto:

Lo studio ha utilizzato uno studio controllato randomizzato a cluster. I villaggi sono stati assegnati in modo casuale ai gruppi di studio di intervento o di controllo. La durata dell'intervento è stata di 6 mesi. Il gruppo di controllo ha continuato a ricevere servizi di divulgazione agricola di routine sulle buone pratiche per la gestione dei raccolti, un servizio di divulgazione agricola per gli agricoltori offerto regolarmente dal funzionario di divulgazione agricola del villaggio a livello di villaggio. I servizi di estensione forniti includono la fornitura agli agricoltori di conoscenze, informazioni, esperienze e tecnologie necessarie per aumentare e sostenere la produttività, evitare il deterioramento delle colture durante lo stoccaggio per migliorare il benessere e i mezzi di sussistenza. Il gruppo di intervento ha ricevuto un pacchetto di intervento post-raccolta in aggiunta all'educazione agricola di routine.

Reclutamento:

Un mese prima del raccolto, i bambini di età inferiore a 8 mesi sono stati reclutati dal registro delle nascite nelle cliniche per la salute infantile e riproduttiva di ciascun villaggio. I bambini di età inferiore a 8 mesi sono stati identificati utilizzando il numero di registrazione e la data di nascita. In Tanzania, tutti i bambini nati nelle cliniche vengono registrati subito dopo la nascita. In caso di parto a domicilio, la registrazione viene effettuata il giorno in cui il bambino viene portato in clinica per l'immunizzazione. Al momento della registrazione, a ciascun bambino viene assegnato un numero di registrazione e vengono registrati i dettagli del bambino, inclusi la data e il luogo di nascita. I criteri di inclusione dovevano essere un bambino allattato al seno di età compresa tra 0 e 8 mesi al momento dell'assunzione, i genitori residenti locali, coltivatori di mais e capacità di immagazzinare mais per un periodo non inferiore a sei mesi dopo il raccolto. Un criterio di esclusione erano le anomalie che compromettevano l'alimentazione o le misurazioni della crescita fisica di un neonato.

Considerazioni etiche:

La richiesta di approvazione etica è stata presentata all'Istituto nazionale di ricerca medica in Tanzania. In questo studio sono stati coinvolti nutrizionisti del governo locale, infermieri residenti e sociologi. Con l'aiuto degli ufficiali esecutivi del villaggio, alle madri dei bambini idonei è stato chiesto di riunirsi presso una struttura sanitaria o una scuola vicine per tenere riunioni informali. Durante gli incontri sono stati spiegati l'obiettivo della ricerca, l'utilizzo dei risultati, i benefici della ricerca per loro e la procedura utilizzata per selezionarli e si è chiesto il loro consenso formale. Alle madri sono stati forniti anche moduli scritti contenenti le stesse informazioni. Per le madri che non sapevano leggere e scrivere, l'infermiera residente ha letto il modulo di consenso e ha chiesto loro il consenso verbale. Per quelle madri che hanno dato il loro consenso verbale, l'infermiera locale ha scritto il proprio nome sul modulo di consenso e lo ha firmato come testimone.

Intervento:

Il pacchetto di intervento post-raccolta sviluppato composto da 5 componenti, vale a dire 1) cernita manuale, 2) superficie di essiccazione, 3) corretta essiccazione 4) applicazione di insetticida, 5) decorticazione è stato elaborato e discusso tra i lavoratori agricoli del governo locale. Successivamente hanno fornito una guida agli agricoltori, hanno spiegato la strategia di intervento e dimostrato le diverse tecniche incluse nel pacchetto. Agli agricoltori sono state fornite linee guida su come applicare il pacchetto sviluppato. La lingua di comunicazione durante la consegna dell'intervento era il kiswahili, una lingua scritta e parlata nel paese.

Componente 1: cernita manuale

Separare i chicchi di mais e le pannocchie danneggiati/infetti da quelli sani aiuta a ridurre la diffusione della muffa durante lo stoccaggio. Agli agricoltori è stato mostrato come identificare i chicchi di mais danneggiati e che sono visibilmente ammuffiti. Sono stati incoraggiati a rimuovere e scartare i chicchi di mais ammuffiti e danneggiati prima della conservazione.

Componente 2: Pratica di asciugatura

Il mais viene comunemente sparso sulla nuda terra per l'essiccazione al sole, rendendolo suscettibile all'umidità, alla contaminazione da funghi del suolo e difficile da raccogliere in caso di pioggia inaspettata. Gli agricoltori sono stati formati sulle corrette pratiche di essiccazione che includono l'essiccazione del mais su stuoie. Abbiamo fornito al gruppo di intervento i tappetini per l'asciugatura.

Componente 3: corretta asciugatura al sole

L'essiccazione al sole incompleta lascia umidità residua nel mais durante lo stoccaggio. Il mais dovrebbe essere essiccato in modo tale che i livelli di umidità siano inferiori a quelli richiesti per supportare la crescita della muffa durante lo stoccaggio (generalmente inferiore al 13%). Ciò è necessario per prevenire l'ulteriore crescita di un certo numero di specie fungine che possono essere presenti sui cereali freschi. Agli agricoltori è stato mostrato come giudicare la completezza dell'essiccazione al sole applicando la "tecnica del sale e della bottiglia"; con questa tecnica, sale e chicco di mais vengono messi insieme nella bottiglia di vetro trasparente, quindi agitata per circa 5 minuti, se il sale si attacca alle pareti della bottiglia e sulla superficie del chicco di mais, indica che non è stato raggiunto il giusto grado di umidità , quando non si nota alcuna viscosità, indica la completezza dell'asciugatura. La tecnica è stata validata in laboratorio.

Componente 4: Applicazione di insetticidi

Uno dei principali fattori che influenzano la formazione di micotossine è la presenza di insetti nelle strutture di stoccaggio, che producono umidità attraverso l'attività metabolica e diffondono spore fungine. Ciò può essere ridotto al minimo mediante l'uso di insetticidi e fungicidi idonei e registrati. Agli agricoltori sono stati forniti pacchi di insetticidi. Spiegazioni sull'applicazione degli insetticidi sono state fornite agli agricoltori secondo le istruzioni per l'uso di un particolare insetticida.

Componente 5: sbucciatura

È probabile che le micotossine siano più concentrate nelle parti esterne (pericarpo ed embrione) del chicco di mais, per cui la rimozione di queste parti comporterebbe una riduzione del livello di tossine nel mais. L'importanza della decorticazione è stata spiegata agli agricoltori e sono stati incoraggiati a decorticare il mais prima della macinazione.

Raccolta dei dati e misurazione dell'impatto del pacchetto di intervento:

Raccolta campioni:

I campioni di chicchi di mais destinati al consumo umano sono stati raccolti al momento del raccolto e sei mesi dopo il raccolto, mentre i campioni di farina di mais pronta per la cottura e di latte materno sono stati prelevati sei mesi dopo il raccolto. Tutti i campioni sono stati trasportati alla Tanzania Food and Drugs Authority a Dar es Salaam per le analisi di laboratorio. I chicchi di mais sono stati macinati finemente prima dell'analisi. È stata preparata e compilata una scheda informativa per i campioni di ogni famiglia per raccogliere tutte le informazioni sulle pratiche post-raccolta.

Valutazione dietetica:

Un'indagine sull'assunzione di cibo è stata condotta tra cinque e sei mesi dopo il raccolto. Repliche, la tecnica di richiamo dietetico di 24 ore è stata utilizzata per stimare la quantità di cibo a base di mais consumato dai neonati e dalle madri. Sono state effettuate due visite a distanza di 1 o 2 settimane a casa di ciascuno dei bambini. Oltre a 24 richiami dietetici, è stato somministrato un questionario sulla frequenza alimentare per ottenere informazioni sulla frequenza di consumo settimanale di mais e altri alimenti comunemente consumati dalla madre e dal bambino. È stato utilizzato un questionario precedentemente utilizzato da altri ricercatori in comunità in Tanzania che hanno abitudini di consumo alimentare simili alle comunità nell'area del nostro studio. La quantità di farina di mais consumata da un bambino da un porridge sottile (Uji) o rigido (ugali) sarà valutata utilizzando il software di assunzione di cibo Lucille dell'Università di Ghent. Ciò sarà effettuato anche in base alla quantità di cibo consumato e alle tecniche di preparazione del cibo descritte nelle tabelle di composizione del cibo della Tanzania. L'assunzione di latte materno sarà stimata come documentato dalla United State Environmental Protection Agency (US-EPA, 2011).

Misura antropometrica:

Il peso e la data di nascita di ogni bambino sono stati ricavati dalla sua tessera clinica o dal registro di nascita delle cliniche sanitarie locali.

Analisi delle micotossine:

Chimico e reagente: Aflatossine totali, aflatossine M1 e fumonisine standard. Acetonitrile, acido acetico e metanolo di grado HPLC, metanolo, HCL, KOH, BORAX, OPA.

L'aflatossina B1, B2, G1 e G2 è stata determinata nel mais secondo il metodo descritto da Stroka et al (2000). È stato estratto e pulito utilizzando la colonna di immunoaffinità AflaStar (AIC), l'AFM1 è stato analizzato nel latte materno come descritto da (Magoha et al. 2014) estratto e pulito utilizzando la colonna di immunoaffinità per AFM1 (AFLAPREP M) e l'analisi della fumonisina nel latte materno e nella farina di mais è stato analizzato come descritto rispettivamente da (Magoha et al. 201a) e (Sydenham et al. 1992), in entrambi i casi i campioni sono stati estratti e puliti utilizzando la colonna SAX, l'estratto è stato essiccato sotto azoto e ricostituito mediante ACN:H2O (1:1 ), e la derivatizzazione è stata eseguita da OPA. La quantificazione di tutte le tossine è stata effettuata mediante HPLC con rivelatore RF-10AXL.

Valutazione dell'esposizione e caratterizzazione del rischio:

L'esposizione dei bambini alle micotossine sarà valutata combinando i dati di consumo di mais con i dati di contaminazione delle analisi. L'esposizione sarà valutata individualmente, utilizzando i dati di consumo individuale e il peso corporeo (pc) di ciascun neonato secondo la seguente formula:

Ei,j = Ci x Lj/Bwi

Dove Ei,j è l'esposizione al contaminante j (μg/kg pc/giorno) per il soggetto i, Ci, è il livello di consumo del mais da parte del soggetto i (kg/giorno, Lj è il livello di contaminante j in il mais (μg/kg) , BWi è il peso corporeo del soggetto i (kg). L'esposizione individuale a ciascuna micotossina sarà confrontata con il valore guida basato sulla salute (TDI, PMTDI o PTWI) e il tasso di bambini che supera il valore guida basato sulla salute sarà calcolato con l'intervallo di confidenza del 95%.

Gestione dei dati e analisi statistiche:

I dati verranno inseriti in doppio in Epipdata 3.1 (Odense Danimarca). L'analisi dei dati sarà effettuata in SPSS versione 16.0 per Windows. La significatività statistica sarà fissata a P<0,05 per tutti i test. Il test del chi quadrato verrà utilizzato per determinare l'associazione tra le pratiche di manipolazione post-raccolta del mais e il contenuto di fumonisine e aflatossine nel mais e nel latte materno e l'esposizione dei neonati.