Linzen met een hoog selenium versus arseentoxiciteit

Chronische arseen (As) vergiftiging is een wereldwijd probleem voor de volksgezondheid. Tot 100 miljoen mensen wereldwijd worden chronisch blootgesteld aan gevaarlijk hoge concentraties As in hun drinkwater en voedselvoorziening. Bangladesh staat voor een grote uitdaging voor de volksgezondheid: verontreiniging van het grondwater door arseen (As). Sinds de ontdekking van As in Bangladesh in de jaren 1990, is de hoeveelheid As in drinkwater met 40% verminderd, maar toch lopen ongeveer 45 miljoen Bengalezen nog steeds risico door hoge As-concentraties die hoger zijn dan de WHO-richtwaarde van 10 µg/L in het bronwater. De jaarlijkse kosten voor de behandeling van As-gerelateerde gezondheidsproblemen in Bangladesh worden momenteel geschat op 77,5 miljoen dollar. Deficiënt aan micronutriënten (bijv. Selenium) bodems leiden tot minder voedzaam lokaal voedsel, dat een partner in crime wordt en de toxische last verergert die wordt veroorzaakt door blootstelling aan As.

Selenium (Se) is een sporenelement dat een essentieel onderdeel is van verschillende metabole routes die de immuunfunctie regelen. Se en As werken antagonistisch in het lichaam door te concurreren in vele biologische functies. Van arseen dat aan diervoeding wordt toegevoegd, is bekend dat het sinds de jaren dertig de Se-toxiciteit/-activiteit bij dieren tegengaat. Se interageert met As om een ​​complex te vormen; overmatige Se-uitscheiding kan optreden als gevolg van de vorming van het Se/As-complex bij chronische inname van As en een lage inname van Se via de voeding. Dit scenario kan de uitputting van Se verder versnellen. Nogmaals, aangezien Se een complex kan vormen met As, kan Se-suppletie in principe de As-toxiciteit verminderen en ook de effecten van As-blootstelling op vele andere parameters verminderen, zoals oxidatieve stress, immunotoxiciteit enz.

Suppletie van Se als pillen wordt momenteel gebruikt om arsenicose te behandelen. Maar pillen worden vaak niet goed ontvangen door mensen en zijn duur voor gezinnen met lage inkomens. Linzen zijn een gewoon voedsel in Bangladesh en het land importeert al linzen uit Canada. In Saskatchewan (SK) gekweekte linzen zijn rijk aan Se, meestal in de vorm van L-selenomethionine, dat zeer biologisch beschikbaar is. De linzen uit Saskatchewan hebben een gemiddeld seleniumgehalte tussen 425-672 µg/kg, met in sommige regio's waar het seleniumgehalte oploopt tot 1884 µg/kg. Deze hoge Sel-linzen, opgenomen in de dagelijkse maaltijden van As-blootgestelde families in Bangladesh, kunnen de symptomen van langdurige As-vergiftiging op een kosteneffectieve, ongecompliceerde en qua voedingswaarde gunstige manier helpen verlichten.

Rode linzen voor deze proef werden gekweekt in Saskatchewan, Canada (Se = 854 µg/kg) en Idaho, VS (Se = 0,043 µg/kg). Andere voedingsstoffen zullen worden gemeten in beide gewassen linzen bij de UofS voordat ze naar gezinnen in Bangladesh worden verzonden. High-Se en low-Se linzen worden in twee verschillende kleuren verpakt en aan de aangewezen families gegeven. Zowel de onderzoekers als het veldpersoneel zullen blind zijn voor de soorten linzen/dahl die aan elk gezin worden gegeven. 65 g linzen per persoon/dag wordt gemeten met een kopje door het vrouwelijke gezinshoofd, die typisch dagelijks de moshur dahl (linzensoep) kookt voor het hele gezin. 65g high-Se linzen leveren 55 µg Se, wat de aanbevolen dagelijkse hoeveelheid is van 55 µg/persoon/dag.

Bemonsteringsprocedure en gegevensverzameling: Aan het begin, halverwege en aan het einde van de proef (tabel 1) worden bij elk individu watermonsters, haar, bloed, feces en urinemonsters ter plekke verzameld.

Water (20 ml): momenteel gebruikt drinkwater voor het meten van arseen en andere giftige en essentiële elementen. Water wordt vóór opslag bij pH <2,0 aangezuurd in buizen zonder sporenelementen bij kamertemperatuur.

Urine (15-20 ml): Urine wordt opgevangen in buisjes zonder sporenelementen, in porties verdeeld en bewaard bij -80°C.

Ontlasting (5-10 g): Ontlasting wordt opgevangen in buisjes zonder sporenelementen en bewaard bij -20°C.

Bloed (5 ml/bezoek): Bloed wordt afgenomen met behulp van een steriele naald en spuit in vacuümbuisjes zonder sporenelementen. Bloedmonsters worden op dezelfde dag naar Dhaka Lab gestuurd in koelboxen en gescheiden in plasma en cellen. Een deel van het plasma wordt bewaard bij -80°C. Buffycoat-cellen worden opgeslagen in RNALater in een vriezer van -80°C. Volbloed (100 µl) wordt bewaard bij -80°C.

Haar: Haar van de achterkant van het hoofd wordt verzameld (ongeveer 0,2 g) voor analyse van As, aangezien haar As een geschikte marker is voor langdurige blootstelling.

Laboratoriummethoden:

Metalen: Se wordt in het bloed gemeten met Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry (GFAAS). Arseen in haar-, stoelgang- en urinemonsters zal worden gemeten met behulp van Hydride Generation Atomic Absorption Spectrometry (HGAAS) na zuurdigestie van monsters.

Oxidatieve stress en antioxidantstatus: de onderzoekers zullen 8-oxo-7,8-dihydro-2'-deoxyguanosine (8-oxodG), een belangrijk product van ROS-geïnduceerde oxidatieve stress, meten in urine/plasma van kinderen met commerciële ELISA-kits . Gereduceerd glutathion (GSH) wordt beschouwd als een belangrijke scavenger van reactieve zuurstofspecies (ROS), en de verhouding ervan met geoxideerd glutathion (GSSG) wordt gebruikt als een marker van oxidatieve stress. De antioxidantstatus (GSH/GSSG) in volbloed zal worden beoordeeld door GSH en GSSG te meten met commerciële kits.

Longontsteking: De onderzoekers zullen fractioneel uitgeademd stikstofmonoxide (FENO) meten bij deelnemers (≥9 jaar) als een marker van allergische longontsteking. Monitoring FENO is eenvoudig en niet-invasief met behulp van kleine draagbare apparatuur. FENO wordt online gemeten met de single breath-techniek volgens gepubliceerde richtlijnen (ref) en instructies van de fabrikant, met een NIOX MINO®. FENO wordt geregistreerd als gemiddelde waarde van twee opeenvolgende reproduceerbare uitlezingen. FENO-gegevens worden gegeven als p.p.b. NIOX MINO maakt gebruik van IR-communicatie voor de overdracht van deelnemergegevens naar een pc met behulp van de software NIOX MINO Data Manager. FENO is meestal hoog bij personen met huidig ​​allergisch astma of rhinitis.