Биодоступность железа и цинка из биообогащенного картофеля

Тип исследования и популяция Двойное слепое рандомизированное исследование природного биообогащенного картофеля будет проведено в Уанкавелика, Перу. Будет набрано около 100 женщин и 80 мужчин в возрасте 18-45 лет, проживающих в городе Уанкавелика.

ЭТИКА Заявки были поданы и одобрены Комитетом по этике исследований (REC) Университета Восточной Англии, факультета медицины и здравоохранения (FMH) в Норвиче (Великобритания) и REC Института пищевых исследований (IIN) в Перу.

Каждый участник будет полностью проинформирован обо всех процедурах, и ему будет предоставлена ​​возможность задать вопросы и получить любую дополнительную информацию, необходимую участникам.

Процедуры (образцы крови, мочи, антропометрия, воспоминание о питании) будут разъяснены лицам, согласившимся принять участие в первоначальном скрининге, и участникам будет предложено подписать первую форму согласия.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖЕЛЕЗА (Фаза 1) Размер выборки В исследование необходимо включить в общей сложности 30 женщин, чтобы учесть 33%, которые не придерживаются протокола, и достичь окончательного размера выборки в 20 женщин. По оценкам исследователей, исследователям, возможно, потребуется обследовать около 100 женщин.

Пищевой статус В рамках скрининга все потенциальные кандидаты будут взвешены и измерены с использованием стандартизированного оборудования.

Измерение физической активности Всем участникам будет предложено использовать актиграф (трехосевой акселерометр), который измеряет физическую активность (движение) в трех измерениях.

Образец крови Подготовленный соответствующим образом член исследовательской группы возьмет образец венозной крови (примерно 6 мл в пробирку с гепарином) для измерения ферритина, гемоглобина и СРБ (скрининг и еще 3 раза: исходный уровень, через 16 и 40 дней после первого дня). потребления картофеля).

Образец мочи Участников попросят предоставить образец мочи (30 мл) для проведения теста на беременность с использованием тест-полоски.

Социально-демографическое исследование и исследование продовольственной безопасности Исследователи проведут социально-экономическое обследование, а вопросник ELCSA по продовольственной безопасности будет применяться ко всем зарегистрированным участникам.

Процедуры исследования По результатам скрининга и пересмотра критериев включения и исключения, а также после получения информации и подтверждения того, что участники понимают форму согласия на исследование железа, субъектам будет предложено принять участие. Согласившимся участникам будет случайным образом назначено употреблять тот или иной из двух видов картофеля (биофортифицированный-A или не-B). Первый сорт картофеля будет даваться в течение первых 2 недель (день 1-12), а вторая последовательность — в период с 15-го по 26-й день (в обоих случаях, исключая выходные дни, субботу и воскресенье). Картофель будет приготовлен в воде и предложен пюре.

Образцы крови будут браться 5 раз: 1) при скрининге для проверки соответствия критериям исключения и включения; затем в 1-й день до того, как участники съели первый вид картофеля, за 15-й день до того, как съели второй сорт картофеля, на 26-й день после употребления всех обоих видов картофеля и на 40-й день через две недели после употребления всего картофеля.

Потребление картофеля Каждому участнику будет выдано 500 г картофеля, разделенное на две порции по 250 г каждая. каждый участник примет, в зависимости от своего распределения, 0,3 мг 57FeSO4 (картофель Peruanita) или 0,3 мг 58FeSO4 (биообогащенный картофель), разведенных в 50 мл дистиллированной воды, которые следует выпить, пока участники едят картофель - в середине еда. Кроме того, каждый участник получит 200 мл дистиллированной воды для питья. Изотопы будут предоставлены ETH (Швейцарский федеральный технологический институт в Цюрихе). Кроме того, изотопы, которые будут использовать исследователи, являются стабильными изотопами, то есть участники естественно существуют в окружающей среде и как таковые не представляют никакого риска.

Сбор биологических образцов для измерения содержания железа с использованием стабильных изотопов Образцы крови будут собираться в течение всего периода вмешательства, как описано ранее, и будут отправлены в ETH, Цюрих, в соответствии со стандартными операционными процедурами. Участники будут проинформированы и дадут согласие на передачу и использование своих образцов за пределами Перу для целей данного исследования. Образцы будут анонимными и не будут перевозиться с персональными данными.

В плане обработки образцы будут смешиваться с NO3 и H2O2 и разлагаться в микроволновой печи с последующим выделением железа из матрицы крови с помощью обменно-анионной хроматографии и растворителя (разбавителя) или экстракцией из растворителя с помощью дистилляции.

Изотопы будут анализироваться с использованием индуктивного мультиколлекторного масс-спектрометра с плазменной связью (Neptune; Thermo Finnigan). Количество меченых изотопов железа 57Fe и 58Fe будет измеряться через 14 дней после завершения потребления обоих видов картофеля. Расчет (абсорбции) будет выполнен с учетом предполагаемого объема крови субъекта на основе веса, роста и измеренной концентрации гемоглобина субъекта (с учетом среднего значения исходного и конечного образцов крови). Расчет основан на принципе изотопного разбавления, принимая во внимание фактор изотопного маркера железа, а не моноизотопного маркера8. Для расчета абсорбированной фракции исследователи принимают 80%-ное включение абсорбированного железа.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЦИНКА (Фаза 2) Размер выборки Для исследования требуется выборка из 40 женщин. Это позволяет потерять 40% и достичь окончательного количества 24 женщин.

Процедуры По результатам скрининга и после проверки того, что участники соответствуют всем критериям включения и ни одному из критериев исключения, участники не будут приглашены для участия в цинковой части исследования. Для этого участнику будет предоставлена ​​​​вторая форма согласия для чтения, и те, кто примет и подпишет форму, будут приглашены для участия в исследовании.

Люди, которые соглашаются, будут случайным образом распределены, чтобы съесть тот или иной тип картофеля (биофортифицированный-A или не-B). Всем участникам будут выданы оба вида картофеля, но в разном порядке, таким образом, каждый участник будет контролировать себя. Первый сорт картофеля будет дан в 1-й день, после принятия участия в исследовании и после принятия и подписания формы согласия для этой части: (протокол потребления и второй сорт будет съеден через 29 дней после (порядок сортов картофеля будут распределены случайным образом).

Исследователи возьмут образцы крови в трех случаях: при регистрации и в дни 1 и 29 (дни, когда участники едят картофель) после голодания в течение 8 часов (еда) и 6 часов (жидкости).

Измерения в ходе исследования Антропометрия В рамках отбора все потенциальные кандидаты будут взвешены и измерены с использованием стандартизированного оборудования. В зависимости от их веса и ИМТ исследователи решат, подходят ли участники.

Согласившимся участникам будет предложено предоставить образец венозной крови (примерно 10 мл в пробирке с гепарином). Плазму и эритроцитарную массу получают из образцов крови и хранят при температуре <18oC.

Образец мочи Согласованные участники предоставят образец мочи (30 мл) в рамках фазы скрининга для проведения теста на беременность. В дни 1, 3, 4, 5, 6, 7, 29, 32, 33, 34, 35 и 36 исследователи будут собирать образцы мочи для анализа содержания цинка. Ежедневно исследователям требуется 100 мл мочи, собранной утром (между 7-12 часами утра).

Потребление картофеля Испытуемым давали в общей сложности 1000 г картофеля двумя порциями по 500 г. Первая порция будет дана участникам натощак (минимум 8 часов на еду и 6 часов на питье) и двумя отдельными порциями (каждая по 250 г). Когда участники съедят первую порцию в 250 г, субъект получит 0,25 мг 67Zn, разведенного в 50 мл бутилированной воды, а затем участники получат вторую порцию картофеля. Через два часа участники получат внутривенную инфузию 70Zn (200 мкг), разведенного в 50 мл бутилированной воды. Еще через 2 часа участники получат вторые две порции картофеля, и, как и прежде, после первой порции участники получат 0,25 мг 67Zn, разведенного в 50 мл бутилированной воды. В течение этого периода и в течение 3 часов после второй порции картофеля испытуемый не будет употреблять никакой пищи или жидкости, кроме воды, которую участники будут обеспечены. Каждый субъект будет получать 200 мл воды с каждым приемом пищи и 200 мл воды между приемами пищи. В настоящее время использование изотопов является лучшим методом измерения поглощения цинка. Кроме того, изотопы, которые будут использоваться, являются стабильными изотопами, то есть участники естественно существуют в окружающей среде и не представляют опасности. После употребления последней порции картофеля нельзя употреблять пищу или питье в течение как минимум 3 часов.

Образцы крови для измерения содержания цинка Исследователи возьмут в общей сложности три образца крови. Абсорбция с использованием стабильных изотопов (День 29) Собранные образцы крови будут отправлены в ETH, Цюрих. ETH проведет анализ CRP на цинк. CRP будет измеряться с использованием набора ELISA. Концентрация цинка в плазме будет измеряться с помощью масс-спектрометрии с индукционной плазмой.

Образцы мочи для измерения содержания цинка с использованием стабильных изотопов. Образцы мочи будут концентрироваться с использованием сублимационной сушки, а затем минерализоваться путем разложения в микроволновой печи (MLS-Turbowave; MLS GmbH) с использованием смеси HNO3 и цинка, выделенного из эталонной матрицы путем ионного обмена. хроматография. Исследователи будут использовать сверхчистые кислоты для подготовки образцов.

Определение абсорбции цинка Кровь и изотопный состав цинка будут анализироваться в двух экземплярах в лаборатории питания человека ETH. Образцы мочи будут минерализованы с помощью микроволнового разложения (MLS-ETHOS plus; MLS GmbH) с использованием смеси HNO3 и H2O2, а также цинка, выделенного из матрицы образца с помощью ионообменной хроматографии (Wegmuller et al 2014). Все кислоты, используемые для приготовления образцов, должны быть сверхчистыми. Соотношения изотопов 70Zn:66Zn и 67Zn:66Zn будут измеряться для определения обогащения 70Zn и 67Zn в образцах мочи с использованием многоколлекторного масс-спектрометра с индуктивно-связанной плазмой с двойной фокусировкой и магнитным секторным полем высокого разрешения (Finnigan Neptune; Thermo Electron). 12 Фракционное всасывание дозы 67Zn из тестовых приемов пищи будет рассчитано с использованием соотношения между пероральным и внутривенным введением. метод соотношения трассеров, применяемый к точечным образцам мочи в соответствии с принципами, описанными Friel et al.

7-дневная запись продуктов питания Используя метод регистрации всех продуктов, съеденных за 7-дневный период, исследователи могут получить информацию обо всех продуктах, съеденных за неделю (включая субботу и воскресенье). Для этого исследователи попросят испытуемых записывать все съеденные продукты, подробности приготовления пищи и все напитки (включая воду), которые участники съели или выпили. Участники должны отметить прием пищи, во время которого были употреблены еда и напитки, и время, затраченное на их употребление (завтрак, обед, ужин и между приемами пищи (перекусы), а также количество съеденного в каждое время дня. Для этого исследователи давали испытуемым планшет, на котором регистрировали потребление/приемы пищи, а также фотографировали всю съеденную пищу.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ Данные о потреблении пищи, ферритине сыворотки и биодоступности железа будут использоваться для двух подходов к моделированию. Во-первых, исследователи будут применять метод года жизни с поправкой на инвалидность (DALY), который является подходящим методом для оценки воздействия биообогащенных культур на питание и здоровье. Это будет основываться на моделях, разработанных совместно CIP и IIN, в которых были сделаны предположения относительно биодоступности железа и цинка из картофеля. Во-вторых, исследователи будут использовать данные о обычном потреблении железа, концентрациях ферритина в сыворотке и расчетных физиологических потребностях в железе для адаптации модели оценки биодоступности железа в пище в Европе, высокогорном регионе Анд и, в более общем плане, в странах с низким и средним уровнем дохода.