Рівні метаболітів миш’яку сечовиділення у немовлят, пов’язані з годуванням сумішшю та відлученням від рисових продуктів, що перевищує стандарт неорганічного миш’яку ЄС

Affiliations Institute for Global Food Security, Queen's University Belfast, David Keir Building, Belfast, North Ireland, United Kingdom, Department of Epidemiology, Geisel School of Medicine, Dartmouth College, 1 Medical Center Dr, 7927 Rubin Bldg, Lebanon, NH, United States Америки

Affiliations Institute for Global Food Security, Queen’s University Belfast, David Keir Building, Belfast, North Ireland, United Kingdom, UKCRC Center of Excellence for Public Health, Institute of Clinical Science B, Royal Victoria Hospital, Belfast, North Ireland, United Kingdom

Філія UKCRC Center of Excellence for Public Health, Institute of Clinical Science B, Royal Victoria Hospital, Белфаст, Північна Ірландія, Великобританія

Афілійований інститут глобальної продовольчої безпеки, Університет Queen's в Белфасті, будівля Девіда Кіра, Белфаст, Північна Ірландія, Великобританія

Афілійований відділ епідеміології, Медичний факультет Гейзеля, Дартмутський коледж, 1 Медичний центр Д-р, 7927 Рубін Бул, Ліван, Нью-Йорк, США

Партнерський інститут глобальної продовольчої безпеки, Університет Королеви Белфаст, будівля Девіда Кіра, Белфаст, Північна Ірландія, Великобританія

Антоніо Дж. Сіньєс-Пастор,
Джейн В. Вудсайд,
Пол МакМуллан,
Карен Муллан,
Манус Кері,
Маргарет Р. Карагас,
Ендрю А. Мехарг

Цифри

Анотація

Враження неорганічного миш’яку (i-As) у ранньому дитячому віці викликає особливе занепокоєння, оскільки воно може негативно вплинути на результати здоров’я протягом усього життя. Метаболіти сечовиді миш’яку (As) немовлят аналізували у 79 немовлят за допомогою індуктивно зв’язаної плазми - мас-спектрометричне детектування (IC-ICP-MS) для оцінки експозиції i-As до і після відлучення. Також було визначено, що рівень i-As у відлученні від рису та продуктах харчування немовлят пов'язаний з рівнем As в сечі. Більш високі рівні As, особливо монометиларсонової кислоти (MMA) та диметиларсинової кислоти (DMA), були виявлені в сечі у немовлят на штучному вигодовуванні порівняно з тими, хто годувався груддю. Сеча у немовлят після відлучення від їжі рисових продуктів призвела до вищих рівнів MMA та DMA у сечі порівняно з парними зразками сечі до відлучення. Європейський Союз (ЄС) регулює i-As у рисі з 1 січня 2016 р. Порівнюючи продукти харчування на основі рису немовлят до та після цієї дати, мало змін було виявлено. Близько 3/4 продуктів на основі рису, спеціально проданих для немовлят та маленьких дітей, містили i-As понад 0,1 мг/кг ЄС. Потрібно докласти зусиль для забезпечення рису з низьким вмістом i-As та продуктів на основі рису, що споживаються немовлятами та маленькими дітьми, які не перевищують максимального рівня i-As для захисту цієї вразливої субпопуляції.

Цитування: Signes-Pastor AJ, Woodside JV, McMullan P, Mullan K, Carey M, Karagas MR, et al. (2017) Рівні метаболітів миш’яку у сечі у немовлят, пов’язані з годуванням сумішшю та відлученням від рисових продуктів, що перевищує стандарт неорганічного миш’яку ЄС. PLOS ONE 12 (5): e0176923. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0176923

Редактор: Джеймі Мелікер, Університет Стоні Брук, аспірантура з громадського здоров’я, США

Отримано: 2 грудня 2016 р .; Прийнято: 11 квітня 2017 р .; Опубліковано: 4 травня 2017 р

Наявність даних: Усі відповідні дані знаходяться в газеті та в допоміжних файлах.

Фінансування: Ця робота фінансувалася Внутрішньоєвропейською стипендією Марії Кюрі в рамках 7-ї Рамкової програми Європейського співтовариства (PIEF-GA-2013-622096) та Фондом досліджень метаболізму (благодійні фонди) Белфастського фонду охорони здоров'я та соціальної допомоги. Фінансисти не мали жодної ролі у розробці досліджень, зборі та аналізі даних, прийнятті рішення про публікацію чи підготовці рукопису.

Конкуруючі інтереси: Автори заявили, що не існує конкуруючих інтересів.

Вступ

У цьому дослідженні проводили видоутворення сечових виділень As для оцінки рівня експозиції у немовлят, яких годували грудьми або сумішами до відлучення та після відлучення. Більше того, специфікація As була визначена в продуктах на основі рису, призначених для немовлят та маленьких дітей, які зазвичай використовуються під час відлучення. Рівні i-As цих продуктів порівнювали зі стандартом i-As ЄС та обговорювали з концентраціями i-As, про які раніше повідомляли в тих самих продуктах на основі рису, проаналізованих до застосування стандартів ЄС.

Матеріали і методи

Зразки сечі для немовлят та підготовка проб

Водопровідна вода в Белфасті є рівномірною подачею з низькою концентрацією As [24]. Однак для того, щоб забезпечити більш описовий рівень впливу питної води для учасників цього дослідження, було проаналізовано 3 зразки водопровідної води з Белфаста, міста, яке має одне джерело водопостачання, відповідно до процедури, описаної раніше для зразків сечі.

Продукти для немовлят на основі рису та підготовка зразків

Залежно від наявності на ринку репрезентативної кількості дитячого рису (n = 13), рисових сухарів/коржів (n = 29) та зразків рисових злаків (n = 31) було придбано в 17 продовольчих магазинах включаючи Інтернет-магазини в Белфасті, Північна Ірландія. Реплікаційні зразки зразків продукції та торгових марок були придбані в різних магазинах або в одному магазині для кількох зразків рисових злаків, але з іншим кодом партії (S1 Таблиця). Зразки продуктів на основі рису були зібрані в лютому 2016 р., І їх використання за датами було між червнем 2016 р. І листопадом 2017 р., Охоплюючи весь період відлучення для дітей, за якими проводилось дослідження.

Christ Alpha 1–4 LD Plus був використаний для сублімаційного сушіння всіх зразків продуктів на основі рису, а також млин Retch PM100 для їх порошкової обробки. Порошкоподібний зразок, 0,1 г, точно зважували в 50 мл поліпропіленові пробірки для центрифуги і додавали 10 мл 1% концентрованої азотної кислоти (Aristar 69% HNO3) і залишали на ніч. CEM MARS 6 використовували для мікрохвильового перетравлення зразків, а Sorvall Legend RT - для центрифугування при 4500 об/хв/2200 г. Потім аликвоту об’ємом 1 мл переносили у поліпропіленовий флакон об’ємом 2 мл і додавали 10 мкл аналітичної пероксиду водню (Normapur 30% H2O2) для перетворення будь-якого арсеніту в арсенат для полегшення подальшого хроматографічного виявлення. Реплікаційні зразки рисового борошна CRM NIST 1568b та пусті зразки були включені в кожну партію аналізу як контроль якості. Детальніше про підготовку зразків продуктів на основі рису можна знайти в нашому попередньому дослідженні [7].

Хімічний аналіз

Іонну хроматографію з IC-ICP-MS використовували для аналізу видоутворення As у сечі, продуктах на основі рису та зразках води. Це була система іонної хроматографії Thermo Scientific IC5000 (IC) з колонкою Thermo AS7, 2x250 мм і захисною колоною Thermo AG7, 2x50 мм, пов’язаною з Thermo ICAP Q ICP-MS в режимі зіткнення. Лінійний градієнт рухомої фази проводили протягом 15 хвилин, починаючи з 100% рухомої фази 20 мМ карбонату амонію і закінчуючи на 100% рухомої фази 200 мМ карбонату амонію. Отриману хроматограму порівнювали з такою для автентичних стандартів; DMA, i-As, MMA, тетраметиларсоній (TETRA) та арсенобетаїн (AsB). Для калібрування As, присутнього під кожним хроматографічним піком, використовували серії концентрацій DMA. Подальші подробиці щодо хімічного аналізу можна знайти в наших попередніх дослідженнях [7,25]

Статистичний аналіз

Видові концентрації As були перетворені в природний журнал перед вивченням впливу режиму годівлі на концентрації видів As в сечі немовлят до відлучення та впливу процесу відлучення на концентрації As в сечі шляхом застосування дисперсійного аналізу (ANOVA) - діапазон Тукі тест і парний t-тест відповідно. Весь статистичний аналіз проводився в рамках статистичного пакету R, версія 3.2.3 [26]. Межа виявлення (LOD) була розрахована як середнє значення концентрацій порожніх речовин плюс три рази стандартне відхилення порожніх концентрацій, помножене на коефіцієнт розведення. Значення OD LOD було призначено для статистичного аналізу даних, коли зразки були нижче LOD.

Результати

Відновлення CRM

CRM ClinChek® - контрольний рівень відновлення ± відсоток відновлення ± SE становив 113 ± 2%, 95 ± 2%, 102 ± 2% та 95 ± 2% для i-As, MMA, DMA та AsB, відповідно, на основі N = 9. Рисове CRM борошно NIST-1568b відсоток відновлення ± SE становило 99 ± 1%, 126 ± 2% та 101 ± 3% відповідно для i-As, MMA та DMA відповідно на основі N = 4 (Таблиця S2). LOD для видоутворення As, розрахований за калібруванням DMA, становив 0,005 мкг/л та 0,003 мг/кг для зразків продуктів на основі сечі та рису. У порожніх зразках, вичавлених із ватних дисків, змочених надчистою водою, були виявлені послідовні рівні слідів як близько, так і нижче рівня LOD, а в незаповнених зразках сечі, вичавлених з ватяних дисків, не виявлено відмінностей у вмісті видів миш'яку в сечі.

Сечовий як видоутворення

Усі концентрації i-As, DMA, AsB та 87% концентрацій MMA у сечі були вищими, ніж LOD у зразках до відлучення (n = 79). Усі концентрації i-As, MMA, DMA та 91% вмісту AsB у сечі були вищими, ніж LOD у зразках після відлучення (n = 11). Загальний As (t-As) обчислювався як підсумовування i-As, MMA та DMA, за винятком AsB. Зразки сечі у немовлят до відлучення, які вигодовувались виключно сумішами, мали більш високі концентрації log MMA, log DMA та log t-As порівняно з тими, що вигодовувались виключно на грудному або частковому вигодовуванні (p Рис. 1. Концентрації природних журналів у сечі як видів у відповідності до режиму годування до відлучення (Значення з тими самими літерами не мали суттєвих відмінностей при р-значенні Рис. 2. Концентрації природних журналів у сечі як видимі у спарених зразках до та після відлучення (Значення з однаковими літерами не мали суттєвих відмінностей при р-значенні) Таблиця 1. Як концентрація видоутворення (мкг/л) та вибрані характеристики досліджуваної популяції відповідно до режиму годівлі перед відлученням.

Зразки водопровідної води з міста Белфаст містили медіану та діапазон концентрацій i-As, DMA та триметиларсенового оксиду (TMAO) 0,042 (0,039–0,047) мкг/л, 0,029 (0,027–0,031) мкг/л та 0,053 (0,050–0,057) мкг/л відповідно.

Продукти на основі рису Як видоутворення

Обговорення

У цьому дослідженні немовлята, яких годували виключно сумішшю, мали більш високі рівні впливу на порівняно з тими, що вигодовувались виключно на грудному або частковому вигодовуванні, як визначали вищі концентрації DMA та MMA у сечі. Більше того, процес відлучення збільшив експозицію As та у немовлят після відлучення концентрації DMA та MMA у сечі були вищими порівняно з попереднім відлученням. Немовлята мали доступ до питної води з дуже низьким рівнем пиття (III і MMA III можуть утворюватись і становити проблеми зі здоров'ям [28].