Att bedöma exponering för giftiga metaller från vegetarisk/vegansk, allätande och lågkolhydratkost i Israel.

Detaljerad studiebeskrivning Provtagning, urvalskriterier och urvalsstorlek

Deltagarrekrytering kommer att initieras genom kampanjer i sociala medier som riktar sig till studenter från Ariel University och närliggande akademiska institutioner. Behöriga deltagare kommer att vara friska vuxna i åldern 20-45 år som har följt minst ett år av en av tre självidentifierade kostmönster:

Växtbaserad kost (vegetarisk eller vegan; mål 20% veganer),

Allätarkost ("vanlig" blandad kost), eller

Lågkolhydratkost (djurbaserade kostmönster som paleo eller ketogen).

Kostmönster kommer att verifieras med hjälp av ett validerat matfrekvensformulär (FFQ) utvecklat av Israels hälsoministerium, nutritionenheten (anpassat från Berman et al., 2023).

Exklusionskriterier inkluderar fetma (BMI ≥ 30 kg/m²), undervikt (BMI ≤ 18,5 kg/m²) eller någon kronisk sjukdom, verifierad via självrapportering och bekräftad av en läkares medicinska sammanfattning.

Efter informerat samtycke kommer deltagarna att fylla i FFQ genom NutRatio® kostanalysprogramvara för att bekräfta kostmönster. En kort telefonintervju och en instruktionsvideo kommer att introducera deltagarna till studieprocedurer och behörighetskrav.

Vi strävar efter att rekrytera 250 deltagare totalt, jämnt fördelade över de tre kostgrupperna. Deltagare kommer att frekvensmatchas efter ålder (± 5 år), BMI (± 3 kg/m²) och rökstatus, med tanke på rökningens etablerade association med metallexponering. Urvalsstorleken baseras på ANOVA (Cohens f = 0,25, medeleffektstorlek).

Protokoll för mätningsdag

Behöriga deltagare kommer att schemaläggas för en standardiserad utvärderingssession (~2 timmar) vid MetaboLab, Institutionen för nutrition, Ariel University.

Korttidskostintag: Deltagare kommer att fylla i en 3-dagars matdagbok (två veckodagar + en helgdag) med NutRatio-programvara inom två veckor före sitt besök. Verktyget integrerar USDA (SR-28), Israels hälsoministerium (2017) och uppdaterade livsmedelsdatabaser (2024). Deltagare kommer att fotografera varje måltid före och efter ätande, ladda upp foton till forskningsteamet och registrera livsmedel omedelbart efter konsumtion. Teamet kommer att granska inlägg dagligen, säkerställa fullständighet och logisk noggrannhet; saknade eller otydliga data kommer att klargöras per telefon nästa dag.

NutRatio kommer att kvantifiera energi, makronutrienter (inklusive fettsyra- och aminosyraprofiler), kostfiber, utvalda vitaminer (t.ex. folat, B-12) och mineraler (t.ex. kalcium, järn, zink). Kostrelaterad metallexponering kommer att beräknas från de rapporterade livsmedlen med både NutRatio och ytterligare referensdatabaser. Dessa värden kommer senare att jämföras med internationella toxikologiska tröskelvärden (t.ex. U.S. CDC, German Environment Agency).

Livsmedelsprovtagning för toxisk metallbedömning

Baserat på korrelationer mellan rapporterat intag och uppmätta blod- eller urinmetallnivåer kommer livsmedelsgrupper mest associerade med varje metall att identifieras. Representativa varor kommer sedan att provtas för laboratorieanalys.

Till exempel, om kvicksilvernivåer korrelerar starkt med fiskintag, kommer ungefär sex fiskarter eller märken som oftast konsumeras av hög exponerade deltagare att köpas in och analyseras. Typen och märket av livsmedel kommer att bekräftas genom uppföljning med deltagare vid behov.

Varje livsmedelsvara kommer att genomgå kemisk uppslutning och kvantifiering av metaller (kadmium, bly, krom, arsenik, kvicksilver). Uppmätta koncentrationer kommer att jämföras med internationella dataset inklusive EFSA, Codex Alimentarius, U.S. NCEH och Israels hälsoministerium (Food Control Services, 2016).

Antropometriska och demografiska mått

Deltagare kommer att delta i studiebesöket efter en nattfasta (endast vatten). Mätningar kommer att inkludera:

Vikt och längd (standardiserade protokoll),

Kroppssammansättning med InBody 570 (Biospace, Korea), en validerad bioelektrisk impedansanalysator som ger data om kroppsfett, muskelmassa och vattenkompartiment (Miller et al., 2016; Sirirat et al., 2020).

Enkäter kommer att samla in demografisk information, hälsohistoria, rökning, yrkesmässig exponering (inklusive militärtjänst) och livsstilsfaktorer relaterade till exponering för miljöföroreningar. Dessa verktyg är anpassade från Israels nationella undersökning om tunga metaller (Berman et al., 2023) och europeiska PARC-initiativet (https://www.eu-parc.eu

).

Biologisk provinsamling och kemisk analys

Blod (helblod och serum) och urinprover kommer att samlas in med BPA-fria rör och förvaras vid -20 °C till analys för att förhindra kemisk nedbrytning. Serum kommer att separeras genom kontrollerad upptining (2-8 °C över natten), försiktig omblandning, koagulering (30 min), centrifugation (15 min, 2000 rpm) och pipettaspiration. Helblodsprover kommer att homogeniseras genom vortex.

Prover (blod, serum, urin och livsmedel) kommer att uppslutas med analytisk kvalitets salpetersyra och väteperoxid i en mikrovågsuppslutningsanläggning enligt EPA 3052-protokoll (Bocca et al., 2003). Blanka prover kommer att följa med varje sats för att bestämma detektions- och kvantifieringsgränser. Kvalitetskontroll kommer att inkludera certifierade referensmaterial och validering mellan laboratorier med delade prover.

Primäranalyser kommer att utföras vid Ariel Universitys spårmetalllaboratorium (Medforskare: Dr. Daniel Palchan). Ytterligare eller bekräftande analyser kan ske vid hälsoministeriets laboratorium (Dr. Tamar Berman), Hebreiska universitetet, Weizmann Institute eller Geological Survey of Israel, beroende på instrumenttillgänglighet.

Spårelementskvantifiering kommer att utföras med induktivt kopplad plasma-masspektrometri (ICP-MS) enligt validerade metoder (Laur et al., 2020). Analytiska protokoll kommer att anpassas till CDC DLS 3040.1-01. Metallkoncentrationer i blod och urin kommer att jämföras med referensvärden från nationella (Berman et al., 2023) och internationella undersökningar (CDC 2018; EFSA 2010; German Environment Agency 2023).

Resultat kommer att utvärderas mot Human Biomonitoring-tröskelvärden (HBM-I, HBM-II) (German Environment Agency 2023). Kreatinin kommer att mätas för urinnormalisering.

Dataintegration och statistisk analys

Alla datakällor-FFQ, 3-dagars matdagbok, antropometriska mått, biologiska prover och kemiska analyser-kommer att integreras i en enhetlig databas. Statistiska analyser kommer att undersöka samband mellan kostmönster och biomarkörkoncentrationer med ANOVA, multivariabel regression och korrelationsanalyser. Kostberäkningar av metallexponering kommer att jämföras med både uppmätta biologiska nivåer och koncentrationer funna i representativa livsmedelsprover.

Potentiella confounders (ålder, BMI, rökning och yrkesmässig exponering) kommer att justeras för i multivariata modeller. Känslighetsanalyser kommer att undersöka skillnader efter kön och mellan veganska kontra vegetariska undergrupper inom den växtbaserade gruppen.

Pilotstudie

En pilotfas som involverar 10 volontärer kommer att föregå fullständig datainsamling. Piloten kommer att testa rekrytering, kommunikation av informerat samtycke, FFQ-utfyllnad, antropometrisk bedömning, biospecimen-insamling och datainmatningslogistik. Den kommer också att användas för att optimera provberedningsprotokoll i spårmetalllaboratoriet.

Om fullständiga analytiska arbetsflöden inte ännu kan implementeras, kommer mockdata för metallnivåer att genereras för att validera databasstruktur och preliminära statistiska pipelines. Biologiska prover från piloten kommer att förvaras frysta för senare analys när fullständiga ICP-MS-procedurer är operativa.