Interventie bij het minimaliseren van de blootstelling van kinderen aan aflatoxinen en fumonisinen via voedsel en borstvoeding in Tanzania

Studieplekken, selectiecriteria en instellingen:

Deze studie werd uitgevoerd in drie verschillende agro-ecologische zones (AEZ) van Tanzania; dit zijn de zones Northern Highlands, Southwestern Highlands en Eastern Lowland. Voor elke zone werd doelbewust één maïsproducerend district geselecteerd, voornamelijk voor thuisconsumptie, het Hanang'-district vertegenwoordigde de noordelijke hooglanden, het Kilosa-district vertegenwoordigde de oostelijke laaglandzone en Rungwe vertegenwoordigde de zuidwestelijke hooglanden. Voor elk district tien dorpen; vijf interventies en vijf controles werden willekeurig geselecteerd. Uit elk dorp werden 10 huishoudens gekozen. Het selectiecriterium van de huishoudens was een lokale maïscultivar/teler, capaciteit om maïs op te slaan voor de periode van niet minder dan vijf tot zes maanden na de oogst en een zogende moeder van een kind van minder dan 8 maanden oud. In totaal dus 300 huishoudens; 100 geselecteerden uit elk van de districten waren bij het onderzoek betrokken. De drie districten zijn elk verdeeld in divisies, wijken en dorpen. Een dorp is de laagste bestuurlijke eenheid en wordt beschouwd als een geopolitieke eenheid en een intacte sociale groep. Het heeft een lokale overheidsinstantie en commissies. Elk dorp heeft één ambtenaar voor landbouwvoorlichting die een overheidsmedewerker is onder de Local Government Authority. De verstrekte voorlichtingsdiensten omvatten het verstrekken van kennis, informatie, ervaringen en technologieën aan boeren die nodig zijn om de productiviteit te verhogen en te behouden en voor een beter welzijn en levensonderhoud.

Ontwerp:

Studie gebruikte een Cluster Randomized Controlled Trial. Dorpen werden willekeurig toegewezen aan de interventie- of controlestudiegroepen. De interventieduur was 6 maanden. De controlegroep bleef routinematige landbouwvoorlichtingsdiensten ontvangen over goede praktijken voor het omgaan met gewassen, een landbouwvoorlichtingsdienst voor boeren die regelmatig wordt aangeboden door de landbouwvoorlichtingsfunctionaris op dorpsniveau. De geleverde voorlichtingsdiensten omvatten het verstrekken van kennis, informatie, ervaringen en technologieën aan boeren die nodig zijn om de productiviteit te verhogen en te behouden, gewasbederf tijdens opslag te voorkomen voor een beter welzijn en levensonderhoud. De interventiegroep ontving naast het reguliere landbouwonderwijs een interventiepakket na de oogst.

Werving:

Een maand voor de oogst werden baby's jonger dan 8 maanden gerekruteerd uit het geboorteregister in kinder- en reproductieve gezondheidsklinieken in elk dorp. Baby's jonger dan 8 maanden werden geïdentificeerd aan de hand van hun registratienummer en geboortedatum. In Tanzania worden alle baby's die in klinieken worden geboren kort na de geboorte geregistreerd. Bij thuisbevallingen gebeurt de registratie op de dag dat het kind voor vaccinatie naar de kliniek wordt gebracht. Bij de inschrijving krijgt elk kind een registratienummer en worden de gegevens van het kind inclusief geboortedatum en -plaats genoteerd. Criteria voor deelname waren een baby die borstvoeding kreeg van 0-8 maanden op het moment van rekrutering, ouders die in de buurt woonden, maïsteler en capaciteit om maïs op te slaan voor de periode van niet minder dan zes maanden na de oogst. Een uitsluitingscriterium waren afwijkingen die de voeding of fysieke groeimetingen van een baby belemmeren.

Ethische overwegingen:

Aanvraag voor ethische goedkeuring werd ingediend bij het National Institute of Medical Research in Tanzania. Bij dit onderzoek waren voedingsdeskundigen, plaatselijke verpleegkundigen en sociologen van de lokale overheid betrokken. Met de hulp van dorpsbestuurders werd de moeders van de in aanmerking komende baby's verzocht zich te verzamelen in een nabijgelegen gezondheidscentrum of school voor informele ontmoetingen. Tijdens de bijeenkomsten werden het doel van het onderzoek, het gebruik van de resultaten, de voordelen van het onderzoek voor hen en de gebruikte procedure om hen te selecteren toegelicht en werd hun formele toestemming gevraagd. Moeders kregen ook schriftelijke formulieren met dezelfde informatie. Voor de moeders die niet konden lezen en schrijven, las de verpleegster het toestemmingsformulier voor en vroeg hen om hun mondelinge toestemming. Voor de moeders die mondeling toestemming gaven, schreef de wijkverpleegkundige haar/zijn naam op het toestemmingsformulier en tekende het als getuige.

Interventie:

Het ontwikkelde interventiepakket na de oogst, bestaande uit 5 componenten, namelijk 1) handmatig sorteren, 2) drogen van het oppervlak, 3) correct drogen, 4) aanbrengen van insecticide, 5) schillen, werd uitgewerkt en besproken onder landbouwwerkers van de lokale overheid. Ze gaven later begeleiding aan boeren, legden de interventiestrategie uit en demonstreerden verschillende technieken die in het pakket waren opgenomen. Boeren kregen richtlijnen voor het toepassen van het ontwikkelde pakket. De voertaal tijdens de interventielevering was Kiswahili, een geschreven en gesproken taal in het land.

Component 1: Handsortering

Het scheiden van beschadigde/geïnfecteerde maïskorrels en -kolven van gezonde maïs helpt de verspreiding van schimmel tijdens opslag te verminderen. Boeren kregen te zien hoe ze beschadigde maïskorrels kunnen identificeren die zichtbaar beschimmeld zijn. Ze werden aangemoedigd om beschimmelde en beschadigde maïskorrels te verwijderen en weg te gooien voordat ze werden opgeslagen.

Component 2: Droogoefening

Maïs wordt gewoonlijk op de kale grond verspreid om in de zon te drogen, waardoor ze vatbaar zijn voor vocht, schimmelverontreiniging van de grond en moeilijk te verzamelen zijn in het geval van onverwachte regen. Boeren werden getraind in de juiste droogpraktijken, waaronder het drogen van maïs op matten. We hebben de interventiegroep voorzien van de droogmatten.

Component 3: Goed drogen in de zon

Onvolledige droging in de zon laat restvocht achter in de maïs tijdens opslag. Maïs moet zodanig worden gedroogd dat het vochtgehalte lager is dan nodig is om schimmelgroei tijdens opslag te ondersteunen (meestal minder dan 13%). Dit is nodig om verdere groei van een aantal schimmelsoorten die op verse granen aanwezig kunnen zijn te voorkomen. Boeren werd getoond hoe ze de volledigheid van drogen in de zon konden beoordelen door de "zout-en-flestechniek" toe te passen; bij deze techniek worden zout en maïskorrel samen in de doorzichtige glazen fles gedaan en vervolgens ongeveer 5 minuten geschud. Als er zout aan de wanden van de fles en op het oppervlak van de maïskorrel blijft plakken, geeft dit aan dat het juiste vochtgehalte niet is bereikt , als er geen plakkerigheid wordt opgemerkt, geeft dit de volledigheid van het drogen aan. De techniek werd gevalideerd in het laboratorium.

Component 4: Toepassing van insecticiden

Een van de belangrijkste factoren die de vorming van mycotoxinen beïnvloeden, is de aanwezigheid van insecten in opslagfaciliteiten, die via metabole activiteit vocht produceren en schimmelsporen verspreiden. Dit kan tot een minimum worden beperkt door het gebruik van geschikte, geregistreerde insecticiden en fungiciden. Boeren kregen pakken insecticiden. Aan landbouwers werd uitleg gegeven over de toepassing van insecticiden volgens de gebruiksaanwijzing van een bepaald insecticide.

Component 5: Pellen

Mycotoxinen zijn waarschijnlijk meer geconcentreerd in de buitenste delen (pericarp en embryo) van de maïskorrel, zodat verwijdering van deze delen zou resulteren in een verlaging van het toxinegehalte in maïs. Het belang van schillen werd aan de boeren uitgelegd en ze werden aangemoedigd om maïs te schillen vóór het malen.

Dataverzameling en impactmeting van het interventiepakket:

Voorbeeldverzameling:

Monsters van graankorrels bestemd voor menselijke consumptie werden verzameld bij de oogst en zes maanden na de oogst, terwijl monsters van kookklaar maïsmeel en moedermelk zes maanden na de oogst werden genomen. Alle monsters zijn voor laboratoriumanalyse naar de Tanzaniaanse Food and Drugs Authority in Dar es Salaam vervoerd. Maïskorrels werden vóór de analyse fijngemalen. Er werd een informatieblad opgesteld en ingevuld voor monsters van elk huishouden om alle informatie over praktijken na de oogst te verzamelen.

Dieetbeoordeling:

Vijf tot zes maanden na de oogst werd een voedselinnameonderzoek uitgevoerd. Replica's, 24-uurs dieetherinneringstechniek werd gebruikt om de hoeveelheid op maïs gebaseerd voedsel te schatten dat door de baby's en moeders werd geconsumeerd. Bij elk van de baby's werden twee bezoeken gebracht met een tussenpoos van 1 tot 2 weken. Naast 24 dieetherinneringen werd een vragenlijst over de voedselfrequentie afgenomen om informatie te krijgen over de frequentie van consumptie van maïs per week en andere voedingsmiddelen die gewoonlijk door de moeder en het kind worden geconsumeerd. Er werd gebruik gemaakt van een vragenlijst die eerder werd gebruikt door andere onderzoekers in gemeenschappen in Tanzania die vergelijkbare voedselconsumptiegewoonten hebben als de gemeenschappen in het gebied van ons onderzoek. De hoeveelheid maïsmeel die een zuigeling consumeert uit een dunne (Uji) of stijve (ugali) pap zal bepaald worden met behulp van de Lucille voedselinnamesoftware van de Universiteit Gent. Dit zal ook worden uitgevoerd in overeenstemming met de hoeveelheid geconsumeerd voedsel en de voedselbereidingstechnieken beschreven in de Tanzaniaanse voedselsamenstellingstabellen. De inname van moedermelk wordt geschat zoals gedocumenteerd door de United State Environmental Protection Agency (US-EPA, 2011).

Antropometrische meting:

Het gewicht en de geboortedatum van elk kind werden verkregen van zijn of haar kliniekkaart of een geboorteregister in lokale gezondheidsklinieken.

Mycotoxine-analyse:

Chemische stof en reagens: Aflatoxinen totaal, aflatoxine M1 en Fumonisinen standaarden. Acetonitril, azijnzuur en methanol van HPLC-kwaliteit, methanol, HCL, KOH, BORAX, OPA.

Aflatoxine B1, B2, G1 en G2 werden in de maïs bepaald volgens de methode beschreven door Stroka et al (2000). Het werd geëxtraheerd en gereinigd met behulp van de AflaStar-immunoaffiniteitskolom (AIC), AFM1 werd geanalyseerd in moedermelk zoals beschreven door (Magoha et al. 2014), geëxtraheerd en gereinigd met behulp van de immunoaffiniteitskolom voor AFM1 (AFLAPREP M) en fumonisine-analyse in moedermelk en maïsmeel werd geanalyseerd zoals beschreven door respectievelijk (Magoha et al. 201a) en (Sydenham et al. 1992), in beide gevallen werden monsters geëxtraheerd en gereinigd met behulp van een SAX-kolom, het extract werd gedroogd onder stikstof en gereconstitueerd door ACN:H20 (1:1 ), en derivatisering werd gedaan door OPA. Kwantificering van alle toxinen werd uitgevoerd met behulp van HPLC met RF-10AXL-detector.

Blootstellingsbeoordeling en risicokarakterisering:

De blootstelling van de kinderen aan mycotoxinen wordt beoordeeld door de maïsconsumptiegegevens te combineren met de besmettingsgegevens uit de analyses. De blootstelling wordt individueel beoordeeld aan de hand van de individuele consumptiegegevens en het lichaamsgewicht (lg) van elke baby volgens de volgende formule:

Ei,j = Ci x Lj/Bwi

Hierin is Ei,j de blootstelling aan de verontreinigende stof j (μg/kg lichaamsgewicht/dag) voor de proefpersoon i, Ci, de consumptie van maïs door de proefpersoon i (kg/dag), Lj is de verontreinigende stof j in de maïs (μg/kg) , BWi is het lichaamsgewicht van de proefpersoon i (kg). De individuele blootstelling aan elke mycotoxine wordt vergeleken met de gezondheidskundige advieswaarde (TDI, PMTDI of PTWI) en het percentage kinderen dat de gezondheidskundige advieswaarde overschrijdt, wordt berekend met het 95%-betrouwbaarheidsinterval.

Gegevensbeheer en statistische analyse:

In Epipdata 3.1 (Odense Denemarken) worden gegevens dubbel ingevoerd. Data-analyse wordt uitgevoerd in SPSS versie 16.0 voor Windows. De statistische significantie wordt voor alle tests vastgesteld op P<0,05. Chi-kwadraattest zal worden gebruikt om het verband te bepalen tussen de behandelingspraktijken van maïs na de oogst en het gehalte aan fumonisinen en aflatoxines in maïs en moedermelk en blootstelling aan zuigelingen.