Interwencja w minimalizowaniu narażenia dzieci na aflatoksyny i fumonizyny poprzez żywność i karmienie piersią w Tanzanii

Ośrodki badawcze , kryteria wyboru i ustawienia:

Badanie to przeprowadzono w trzech różnych strefach agroekologicznych (AEZ) Tanzanii; są to strefy Wyżyn Północnych, Wyżyn Południowo-Zachodnich i Nizin Wschodnich. Dla każdej strefy celowo wybrano jeden okręg produkujący kukurydzę, głównie do użytku domowego, okręg Hanang” reprezentujący Wyżyny Północne, okręg Kilosa reprezentujący strefę Niziny Wschodniej, a Rungwe reprezentuje Wyżyny Południowo-Zachodnie. Dla każdego okręgu dziesięć wsi; wybrano losowo pięć interwencji i pięć kontroli. Z każdej wsi wybrano 10 gospodarstw. Kryterium wyboru gospodarstw miała być lokalna odmiana kukurydzy / plantator, zdolność do przechowywania kukurydzy przez okres nie krótszy niż 5-6 miesięcy po zbiorze oraz posiadanie matki karmiącej dziecko w wieku poniżej 8 miesięcy. W sumie 300 gospodarstw domowych; W badaniu wzięło udział po 100 osób wybranych z każdego z powiatów. Każda z trzech dzielnic jest podzielona na dywizje, okręgi i wioski. Wieś jest najniższą jednostką administracyjną i jest uważana za jednostkę geopolityczną i nienaruszoną grupę społeczną. Posiada lokalną władzę samorządową i komitety. Każda wioska ma jednego urzędnika ds. rolnictwa, który jest pracownikiem rządowym podlegającym władzom samorządu lokalnego. Świadczone usługi doradcze obejmują dostarczanie rolnikom wiedzy, informacji, doświadczeń i technologii potrzebnych do zwiększenia i utrzymania wydajności oraz poprawy dobrobytu i środków do życia.

Projekt:

W badaniu wykorzystano klastrową, randomizowaną, kontrolowaną próbę. Wioski zostały losowo przydzielone do grup interwencyjnych lub kontrolnych. Czas trwania interwencji wynosił 6 miesięcy. Grupa kontrolna nadal otrzymywała rutynowe usługi doradztwa rolniczego dotyczące dobrych praktyk w zakresie obchodzenia się z uprawami, usługi doradztwa rolniczego dla rolników oferowane regularnie przez wiejskiego urzędnika ds. rolnictwa wiejskiego na poziomie wsi. Świadczone usługi rozszerzające obejmują dostarczanie rolnikom wiedzy, informacji, doświadczeń i technologii potrzebnych do zwiększenia i utrzymania produktywności, unikania psucia się plonów podczas przechowywania w celu poprawy dobrostanu i środków do życia. Grupa interwencyjna oprócz rutynowej edukacji rolniczej otrzymała pakiet interwencji pożniwnych.

Rekrutacja:

Na miesiąc przed żniwami rekrutowano niemowlęta w wieku poniżej 8 miesięcy z rejestrów urodzeń w poradniach zdrowia dzieci i reprodukcji w każdej wsi. Niemowlęta w wieku poniżej 8 miesięcy identyfikowano na podstawie numeru rejestracyjnego i daty urodzenia. W Tanzanii wszystkie noworodki urodzone w klinikach są rejestrowane wkrótce po urodzeniu. W przypadku porodów domowych rejestracja odbywa się w dniu przyjęcia dziecka do poradni na szczepienia. Podczas rejestracji każde dziecko otrzymuje numer rejestracyjny i zapisuje dane dziecka, w tym datę i miejsce urodzenia. Kryteriami włączenia były niemowlę karmione piersią w wieku 0-8 miesięcy w momencie rekrutacji, rodzice mieszkający w okolicy, hodowcy kukurydzy oraz zdolność do przechowywania kukurydzy przez okres nie krótszy niż sześć miesięcy po zbiorach. Kryterium wyłączenia stanowiły nieprawidłowości utrudniające karmienie lub pomiary wzrostu fizycznego niemowlęcia.

Względy etyczne:

Złożono wniosek o zatwierdzenie etyczne do Narodowego Instytutu Badań Medycznych w Tanzanii. W badaniu uczestniczyli lokalni dietetycy, pielęgniarki rezydentne i socjologowie. Z pomocą urzędników wykonawczych wioski poproszono matki kwalifikujących się niemowląt o zebranie się w pobliskiej placówce zdrowia lub szkole na nieformalne spotkania. Podczas spotkań wyjaśniano cel badań, wykorzystanie wyników, korzyści płynące z badań dla nich oraz procedurę ich selekcji i uzyskiwano formalną zgodę. Matki otrzymały również pisemne formularze zawierające te same informacje. W przypadku matek, które nie potrafiły czytać i pisać, pielęgniarka rezydentna czytała formularz zgody i prosiła je o ustną zgodę. W przypadku matek, które wyraziły ustną zgodę, lokalna pielęgniarka wpisała swoje nazwisko na formularzu zgody i podpisała się na nim jako świadek.

Interwencja:

Opracowany pakiet interwencji pozbiorczej, składający się z 5 elementów, a mianowicie 1) sortowanie ręczne, 2) suszenie powierzchni, 3) właściwe suszenie, 4) stosowanie insektycydu, 5) obłuskiwanie, został opracowany i przedyskutowany wśród pracowników samorządowych rolnictwa. Później udzielili rolnikom wskazówek, wyjaśnili strategię interwencji i zademonstrowali różne techniki zawarte w pakiecie. Rolnicy otrzymali wytyczne, jak stosować opracowany pakiet. Językiem komunikacji podczas interwencji był kiswahili, język pisany i mówiony w kraju.

Komponent 1: Sortowanie ręczne

Oddzielenie uszkodzonych/zainfekowanych ziaren i kolb kukurydzy od zdrowych kolb pomaga ograniczyć rozprzestrzenianie się pleśni podczas przechowywania. Rolnikom pokazano, jak rozpoznać uszkodzone ziarna kukurydzy i które są wyraźnie spleśniałe. Zachęcano ich do usuwania i odrzucania spleśniałych i uszkodzonych ziaren kukurydzy przed przechowywaniem.

Komponent 2: Praktyka suszenia

Kukurydza jest powszechnie rozsiewana na gołej ziemi w celu suszenia na słońcu, przez co jest podatna na wilgoć, zanieczyszczenie grzybami z gleby i trudna do zebrania w przypadku nieoczekiwanego deszczu. Rolnicy zostali przeszkoleni w zakresie właściwych praktyk suszenia, w tym suszenia kukurydzy na matach. Grupie interwencyjnej udostępniliśmy maty do suszenia.

Komponent 3: Właściwe suszenie na słońcu

Niepełne suszenie na słońcu pozostawia resztkową wilgoć w kukurydzy podczas przechowywania. Kukurydzę należy suszyć w taki sposób, aby poziom wilgoci był niższy niż poziom wymagany do podtrzymania rozwoju pleśni podczas przechowywania (zwykle mniej niż 13%). Jest to konieczne, aby zapobiec dalszemu rozwojowi wielu gatunków grzybów, które mogą występować na świeżym ziarnie. Rolnikom pokazano, jak ocenić kompletność suszenia na słońcu, stosując „technikę soli i butelek”; przy tej technice sól i ziarno kukurydzy umieszcza się razem w przezroczystej szklanej butelce, a następnie wstrząsa przez około 5 minut, jeśli sól przywiera do ścianek butelki i do powierzchni ziarna kukurydzy, oznacza to, że nie została osiągnięta odpowiednia wilgotność , gdy nie zauważono lepkości, oznacza to kompletność suszenia. Technika została sprawdzona w laboratorium.

Komponent 4: Stosowanie insektycydów

Jednym z głównych czynników wpływających na powstawanie mikotoksyn jest obecność owadów w magazynach, które poprzez aktywność metaboliczną wytwarzają wilgoć i rozprzestrzeniają zarodniki grzybów. Można to zminimalizować stosując odpowiednie, zarejestrowane insektycydy i fungicydy. Rolnicy otrzymali paczki środków owadobójczych. Rolnikom udzielono wyjaśnień dotyczących stosowania insektycydów zgodnie z instrukcją stosowania danego insektycydu.

Komponent 5: Łuskanie

Mikotoksyny są prawdopodobnie bardziej skoncentrowane w zewnętrznych częściach (owocnia i zarodek) ziarna kukurydzy, więc usunięcie tych części spowodowałoby zmniejszenie poziomu toksyn w kukurydzy. Rolnikom wyjaśniono znaczenie obłuskiwania i zachęcono ich do obłuskiwania kukurydzy przed mieleniem.

Zbieranie danych i mierzenie wpływu pakietu interwencyjnego:

Kolekcja próbek:

Próbki ziarna kukurydzy przeznaczonego do spożycia przez ludzi pobrano podczas zbiorów i sześć miesięcy po zbiorach, natomiast próbki mąki kukurydzianej gotowej do gotowania i mleka kobiecego pobrano sześć miesięcy po zbiorach. Wszystkie próbki przetransportowano do Tanzanii Urzędu ds. Żywności i Leków w Dar es Salaam do analizy laboratoryjnej. Ziarna kukurydzy przed analizą zostały drobno zmielone. Przygotowano i wypełniono arkusz informacyjny dla próbek z każdego gospodarstwa domowego, aby zebrać wszystkie informacje na temat praktyk pozbiorczych.

Ocena diety:

Badanie spożycia żywności przeprowadzono w okresie od pięciu do sześciu miesięcy po zbiorach. Repliki, 24-godzinna technika przypominania diety została wykorzystana do oszacowania ilości żywności na bazie kukurydzy spożywanej przez niemowlęta i matki. W domu każdego niemowlęcia przeprowadzono dwie wizyty w odstępie 1–2 tygodni. Oprócz 24 przypomnień dietetycznych przeprowadzono kwestionariusz dotyczący częstotliwości spożywania posiłków w celu uzyskania informacji o częstotliwości tygodniowego spożycia kukurydzy i innych pokarmów powszechnie spożywanych przez matkę i dziecko. Wykorzystano kwestionariusz, który był wcześniej używany przez innych badaczy w społecznościach w Tanzanii, które mają nawyki żywieniowe podobne do społeczności na obszarze naszego badania. Ilość mąki kukurydzianej spożytej przez niemowlę z cienkiej (Uji) lub sztywnej (ugali) owsianki zostanie oceniona za pomocą oprogramowania do pobierania pokarmu Lucille Uniwersytetu w Gandawie. Zostanie to również przeprowadzone zgodnie z ilością spożywanej żywności i technikami przygotowywania żywności opisanymi w tabelach składu żywności Tanzanii. Spożycie mleka matki zostanie oszacowane zgodnie z dokumentacją Agencji Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych (US-EPA, 2011).

Pomiar antropometryczny:

Masę ciała i datę urodzenia każdego dziecka uzyskano z jego karty przychodni lub rejestru urodzenia w lokalnych przychodniach zdrowia.

Analiza mikotoksyn:

Substancja chemiczna i odczynnik: Standardy aflatoksyn ogółem, aflatoksyny M1 i fumonizyn. Acetonitryl, kwas octowy i metanol do HPLC, metanol, HCL, KOH, BORAX, OPA.

Aflatoksyny B1, B2, G1 i G2 oznaczono w kukurydzy zgodnie z metodą opisaną przez Stroka i in. (2000). Został wyekstrahowany i oczyszczony przy użyciu kolumny powinowactwa immunologicznego AflaStar (AIC), AFM1 analizowano w mleku matki zgodnie z opisem (Magoha i wsp. 2014), wyekstrahowano i oczyszczono przy użyciu kolumny powinowactwa immunologicznego dla AFM1 (AFLAPREP M) i analizy fumonizyny w mleku matki i mące kukurydzianej analizowano w sposób opisany odpowiednio przez (Magoha et al. 201a) i (Sydenham et al. 1992), w obu przypadkach próbki ekstrahowano i oczyszczano za pomocą kolumny SAX, ekstrakt suszono w atmosferze azotu i rekonstytuowano za pomocą ACN:H2O (1:1 ), a derywatyzacja została wykonana przez OPA. Oznaczenie ilościowe wszystkich toksyn wykonano metodą HPLC z detektorem RF-10AXL.

Ocena narażenia i charakterystyka ryzyka:

Narażenie dzieci na mykotoksyny zostanie ocenione poprzez połączenie danych dotyczących spożycia kukurydzy z danymi dotyczącymi zanieczyszczeń z analiz. Narażenie będzie oceniane indywidualnie na podstawie danych dotyczących indywidualnego spożycia i masy ciała (m.c.) każdego niemowlęcia zgodnie z następującym wzorem:

Ei,j = Ci x Lj/Bwi

Gdzie Ei,j to narażenie na zanieczyszczenie j (μg/kg m.c./dzień) dla podmiotu i, Ci to poziom spożycia kukurydzy przez podmiot i (kg/dzień , Lj to poziom zanieczyszczenia j w kukurydza (μg/kg), BWi to masa ciała osobnika i (kg). Indywidualne narażenie na każdą mykotoksynę zostanie porównane z wartością orientacyjną opartą na zdrowiu (TDI, PMTDI lub PTWI), a odsetek dzieci przekraczający wartość orientacyjną opartą na zdrowiu zostanie obliczony z 95% przedziałem ufności.

Zarządzanie danymi i analiza statystyczna:

Dane będą wprowadzane podwójnie w Epipdata 3.1 (Odense Dania). Analiza danych zostanie przeprowadzona w SPSS w wersji 16.0 dla Windows. Istotność statystyczna zostanie ustalona na P<0,05 dla wszystkich testów. Test chi-kwadrat zostanie wykorzystany do określenia związku między praktykami obchodzenia się z kukurydzą i fumonizynami oraz zawartością aflatoksyn w kukurydzy i mleku matki po zbiorach a narażeniem niemowląt.