1 Departamentul de Biochimie și Biotehnologie, Universitatea de Știință și Tehnologie Kwame Nkrumah, Kumasi, Ghana

larvele

2 Departamentul de Nutriție Clinică și Dietetică, Universitatea Cape Coast, Cape Coast, Ghana

3 Departamentul de Știință și Tehnologie Alimentară, Universitatea Kwame Nkrumah de Știință și Tehnologie, Kumasi, Ghana

4 Școala de sănătate publică, Universitatea de Știință și Tehnologie Kwame Nkrumah, Kumasi, Ghana

5 Departamentul de Nutriție și Dietetică, Universitatea Putra, Seri Kembangan, Selangor, Malaezia

6 Departamentul de știință criminalistică, Universitatea Cape Coast, Cape Coast, Ghana

Abstract

1. Introducere

O nutriție adecvată înainte și în timpul sarcinii este o piatră de temelie pentru rezultatele dorite ale mamei și copilului. La nivel global, malnutriția maternă este o provocare cu repercusiuni importante asupra incidenței bolilor acute și cronice și a eficienței economice a indivizilor și societăților. În țările cu venituri mici și medii, deficiențele nutrienților esențiali, cum ar fi fierul, proteinele, zincul, acidul folic, calciul și vitamina A sunt foarte răspândite în rândul femeilor însărcinate. Aceste deficiențe duc la anemie, funcții imune afectate, greutate redusă la naștere, restricții de creștere intrauterină, activitate motorie scăzută și afectare cognitivă [1-4]. În toate cazurile, s-au tras asocieri semnificative între nesiguranța alimentară, absorbția slabă a nutrienților și deficiențele de micronutrienți [5, 6]. Pentru a combate această problemă, intervențiile pe bază de alimente împreună cu programele de suplimentare și fortificare deja existente sunt abordări adecvate și durabile pentru combaterea malnutriției materne și a consecințelor acesteia.

Alimentele cu proteine ​​animale sunt surse mai bune de micronutrienți biodisponibili precum zincul și fierul și, timp de mulți ani, producția de animale a fost o sursă majoră pentru îndeplinirea cerințelor de proteine ​​umane și micronutrienți. Cu toate acestea, datorită unei creșteri estimate a populației, a costului producției convenționale de proteine ​​și a deficitului de terenuri, Organizația pentru Alimentație și Agricultură a prezis un deficit viitor în aprovizionarea cu proteine ​​animale [7]. În țările în curs de dezvoltare în care sursele de proteine ​​dietetice sunt în mare parte limitate la alimentele vegetale din cauza costului ridicat al proteinelor convenționale [7, 8], acest deficit prevăzut în aprovizionarea cu proteine ​​animale poate crește incidența malnutriției.

Ca parte a numeroaselor strategii și sugestii subliniate pentru a depăși această penurie prevăzută, FAO a încurajat entomofagia [9]. Insectele comestibile au o valoare nutritivă ridicată și constituie o sursă sănătoasă promițătoare de alimente bogate în grăsimi, proteine, vitamine, minerale și fibre [9-11]. Conform FAO, conținutul de omega 3 și 6 al viermilor de masă este comparabil cu cel din pește și mai mare decât cel din porci și bovine, iar conținutul său de proteine, vitamine și minerale este comparabil cu peștele și carnea [9].

În Ghana, unde malnutriția este o problemă stringentă în special pentru femei și copii, larvele gărgăriței africane (Rhynchophorus phoenicis Fabricius 1801), cunoscut local sub numele de „akokono”, o componentă a bucătăriilor tradiționale, este promovat pentru prevenirea malnutriției proteine-energetice și, eventual, a anemiei la femei și copii. Larvele de gărgărițe de palmier (PWL) sunt o sursă excelentă de aminoacizi, acizi grași, vitamina B12 și minerale precum zinc, fier, potasiu și fosfor [12, 13].

Cartoful dulce cu carne portocalie este un aliment bine-cunoscut, cu potențial ridicat de atenuare a deficitului de vitamina A (VAD) în Africa subsahariană. Se știe că are o cantitate excelentă de beta-caroten foarte biodisponibil. De la introducerea sa în subregiune, multe articole și rapoarte publicate și-au dezvăluit eficacitatea pentru combaterea VAD în multe țări africane [14]. În Uganda, Kenya, Etiopia și Mozambic, studiile axate pe cartofii dulci cu carne portocalie au relevat aportul și statutul îmbunătățit de vitamina A în rândul copiilor și mamelor, precum și diareea redusă a copiilor [14-18]. Cu toate acestea, este subutilizat în bucătăriile din Ghana din cauza publicității reduse [19, 20].

Deși consumul de insecte comestibile câștigă motive în mai multe părți ale lumii, cu multe dovezi ale cercetării asupra compoziției lor bogate în nutrienți care susțin această practică, s-au exprimat îngrijorări cu privire la biodisponibilitatea nutrienților pentru procesele metabolice, precum și la posibilele efecte adverse asociate cu această practică. . În cazul Ghana, în care includerea larvelor de gărgărițe de palmier în mese este promovată în rândul persoanelor vulnerabile ca sursă alternativă de hrană animală pentru prevenirea anemiei, există puține date despre eficacitatea acesteia. Mai mult, având în vedere cunoștințele evidente și comune cu privire la relația dintre consumul de grăsimi saturate din dietă și riscul bolilor cardiovasculare și faptul că larvele de gărgărițele palmelor sunt compuse din 65% grăsimi (greutate uscată), obiectivul acestui studiu a fost evaluarea efectelor alimentelor comestibile. consumul de insecte privind starea nutrițională a șobolanilor femele pentru a informa utilizarea acesteia în rândul femeilor însărcinate din Ghana în studiile viitoare. Studiul a fost conceput pentru a investiga efectele biscuiților îmbogățiți cu PWL și cartoful dulce cu portocale asupra stării nutriționale, precum și posibilele efecte adverse asociate consumului său la șobolani femele.

2. Materiale și metode

2.1. Feed de intervenție

Șobolani femele albine Wistar cu o greutate cuprinsă între 75 g și 120 g, obținute de la instalația pentru animale a Școlii de Medicină Veterinară, Universitatea din Ghana, Legon, Ghana, au fost utilizate pentru studiu.

2.2. Proiectare experimentală

În acest studiu, 25 de animale au fost repartizate aleatoriu în 5 grupuri experimentale pentru a primi cel puțin 50 g din unul dintre cei patru biscuiți de intervenție timp de 28 de zile, după cum se arată în Figura 1. Animalele au fost adăpostite în cuști cu paturi de ras și păstrate la Facilitatea pentru animale a Departamentului de Biochimie și Biotehnologie, Universitatea Kwame Nkrumah de Știință și Tehnologie, Kumasi, Ghana, pe tot parcursul studiului. Au fost ținute în condiții standard de laborator de temperatură și umiditate cu un ciclu zilnic de 12 ore de lumină: întuneric pe tot parcursul studiului. Șobolanii au fost, de asemenea, furnizați cu chow de șobolan standard și apă distilată ad libitum într-o perioadă de o săptămână (7 zile) de aclimatizare înainte de începerea experimentului. Experimentele pe animale au fost efectuate în conformitate cu liniile directoare ale Comitetului pentru scopul controlului și supravegherii experimentelor pe animale (CPCSEA, New Delhi, India) și Ghidul pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator (NRC, 2011). Toate animalele au fost manipulate uman în timpul experimentului.


2.3. Efectul tratamentului asupra modificărilor greutății corporale

Animalele din fiecare grup au fost cântărite în prima zi (D0) și după aceea, la sfârșitul fiecărei patru zile (D4, D8,…, D28) folosind o cântare (Ohaus CR221 Portable Scale). Modificarea procentuală a greutății corporale a fost calculată utilizând următoarea formulă:

unde greutatean este greutatea în ziua 4, D8,…, D28 și greutateao este greutatea din prima zi (D0).

2.4. Efectul tratamentului asupra parametrilor hematologici și biochimici

După 28 de zile de tratament, animalele au fost eutanasiate prin anestezie cu eter după un post peste noapte. Inciziile au fost făcute rapid în regiunile cervicale ale animalelor eutanasiate folosind lama sterilă și sângele colectat în tuburile EDTA pentru analiza hematologică utilizând Sistemul de hematologie Sysmex (SUA). Parametrii analizați au inclus hemoglobina (HB), hematocritul (HCT), numărul de globule albe (WBC), numărul de globule roșii (RBC), volumul corpuscular mediu (MCV), hemoglobina corpusculară medie (MCH), concentrația medie de hemoglobină corpusculară (MCHC), și trombocite (PLT). O parte din probele de sânge au fost colectate în tuburi activate cu gel, lăsate să se coaguleze și centrifugate timp de 10 minute la 3500 rpm. Serul obținut a fost analizat pentru alanina aminotransferază (ALT), proteina totală, albumina, creatinina, ureea, trigliceridele, colesterolul total și colesterolul lipoproteinelor cu densitate ridicată (HDL) folosind Selectra E (Vital Scientific, Japonia) și reactivi de la ELITECH France ).

2.5. Efectul tratamentului asupra greutății organelor și a histologiei uterului

Ficatul, rinichii și uterul șobolanilor au fost spălate în soluție salină normală tamponată și cântărite pentru a obține greutatea absolută a ficatului, rinichilor și uterului. Ponderile relative au fost calculate utilizând formula:

Uterii au fost conservați în formalină și prelucrați cu un procesor automat de țesut (Leica TP 1020, Germania), după care au fost încorporați în parafină. Blocurile de țesut au fost tăiate în secțiuni seriale utilizând microtomul rotativ, deparafinizate și apoi colorate cu colorare periodică acid-Schiff (PAS) (Bancroft și Gamble, 2008). Arhitectura microscopică a celulelor epiteliale, a stratului compact și a glandelor endometriale ale endometrului uterin al șobolanilor experimentali de pe lamele colorate cu PAS au fost examinate histopatologic de un patolog.

2.6. Analize statistice

Datele au fost analizate folosind GraphPad Prism 8 pentru Windows. Rezultatele experimentale au fost exprimate ca medie ± medie de eroare standard (SEM). Diferențele dintre grupuri au fost determinate folosind ANOVA urmat de testul lui Tukey. Valori pentru care

au fost considerate semnificative statistic.

3. Rezultate

3.1. Aportul alimentar și creșterea în greutate corporală

Efectul intervenției asupra greutății corporale este prezentat în Figura 2. Schimbarea greutății în grupurile PB, FB, PWB și SPB nu a fost semnificativ diferită. Cu toate acestea, modificarea greutății în grupul N a fost semnificativ mai mare decât schimbarea în grupurile FB, PWB, PB și SPB.


3.2. Efectul tratamentului asupra greutății organelor relative

Efectul intervenției asupra greutății relative a organelor animalelor este prezentat în Figura 3. Nu au fost observate modificări semnificative ale greutății rinichilor și uterului în toate grupurile. Cu toate acestea, greutatea medie a ficatului pentru grupurile FB, PWB și SPB a fost semnificativ mai mare decât greutatea pentru grupul PB ().


conform ANOVA. N = șobolan normal/standard, PB = biscuiți simpli, FB = biscuiți îmbogățiți cu PWL și OFSP, PWB = biscuiți îmbogățiți numai cu PWL și SPB = biscuiți îmbogățiți numai cu OFSP.

3.3. Efectul tratamentului asupra parametrilor hematologici

Nivelurile medii de hemoglobină pentru grupul PB (11,96 ± 0,42 g/dl) au fost semnificativ mai mici decât nivelurile medii pentru FB (13,18 ± 0,28 g/dl), PWB (12,88 ± 0,33 g/dl) și SPB (13,24 ± 0,04 g/dl) grupuri. Cu toate acestea, nivelurile medii de hemoglobină în grupurile FB, PWB și SP nu au fost semnificativ diferite de concentrațiile din grupul N. Concentrația medie de hematocrit în grupurile PB și PWB a fost semnificativ diferită de grupurile FB și SPB. Dintre toate grupurile suplimentate, grupul FB a avut cea mai mare concentrație de hematocrit, deși acest lucru nu a fost semnificativ diferit de SPB. Pentru RBC, MCHC și PLT, nu s-a observat nicio diferență semnificativă între grupuri (Tabelul 2).

. N = șobolan normal/standard, PB = biscuiți simpli, FB = biscuiți îmbogățiți cu PWL și OFSP, PWB = biscuiți îmbogățiți numai cu PWL și SPB = biscuiți îmbogățiți numai cu OFSP.

3.4. Efectul tratamentului asupra parametrilor biochimici ai animalelor

Efectele intervențiilor nutriționale asupra profilului lipidic al animalelor sunt prezentate în tabelul 3. Nivelurile serice medii de colesterol total (TG) pentru grupurile suplimentate au variat de la 2,26 ± 0,13 mmol/L în grupul PB la 3,04 ± 0,3 mmol/L în grupul PWB. Nivelurile medii totale de colesterol din grupurile PB, FB, PWB și SPB nu au fost semnificativ diferite. Deși nivelurile medii totale de colesterol din grupurile suplimentate nu au fost semnificativ diferite, acestea au fost semnificativ mai mari decât cele din grupul N. Nivelurile serice de lipoproteine ​​cu densitate scăzută (LDL) serice au variat de la 1,36 ± 0,13 mmol/L în grupul PB la 1,94 ± 0,35 mmol/L în grupul PWB. Deși concentrația medie de LDL în grupul PWB a fost mai mare, nu a fost semnificativ diferită de nivelurile din grupurile PB, FB și SPB.

. N = șobolan normal/standard, PB = biscuiți simpli, FB = biscuiți îmbogățiți cu PWL și OFSP, PWB = biscuiți îmbogățiți numai cu PWL și SPB = biscuiți îmbogățiți numai cu OFSP.

Tabelul 4 prezintă efectele tratamentului asupra unor indicatori biochimici ai animalelor din grupurile martor și tratate. Nivelurile ureei serice au variat de la 6,42 ± 0,62 mmol/L în grupul PB până la 7,62 ± 0,25 mmol/L în grupul PWB. Deși nivelurile de uree din grupul PB au fost cele mai scăzute, nu a fost semnificativ diferit de nivelurile din grupurile FB, PWB și SPB. În ceea ce privește nivelurile de creatinină, nu s-a observat nicio diferență semnificativă în toate grupurile de intervenție (PB, FB, PWB și SPB). Concentrațiile medii de ALT în grupul PB (84,0 ± 12,0 μ/ L) au fost semnificativ mai mari decât concentrațiile din grupurile FB, PWB și SPB. Nivelurile totale de proteine ​​și globuline au fost semnificativ mai mici în grupul PB comparativ cu nivelurile din grupurile FB, PWB și SPB.

. N = șobolan normal/standard, PB = biscuiți simpli, FB = biscuiți îmbogățiți cu PWL și OFSP, PWB = biscuiți îmbogățiți numai cu PWL și SPB = biscuiți îmbogățiți numai cu OFSP.

3.5. Evaluare histopatologică

Examenul histopatologic al uterului din grupul PB a arătat celule epiteliale columnare scăzute cu urme de vacuolații bazale și glande endometriale drepte. Celulele epiteliale scăzute, fără cilii și microviliții distincti, ci vacuolațiile bazale, stratul compact colagen cu urme de vasodilatație și glandele endometriale dezintegrate și nucleul pirotic au fost observate în grupul FB. Grupurile PWB și SPB aveau epiteliu ușor înalt, glandă endometrială sinuoasă cu ușoară secreție, iar celulele sale aveau nucleu cu nucleol proeminent și celule epiteliale endometriale înalte cu citoplasmă vacuolată, strat compact mai puțin compact și, respectiv, glandă endometrială tortuoasă cu secreție. Aceste observații nu sunt semnificativ diferite de observațiile așteptate în grupul N (Figura 4).


4. Discutie

Oamenii au consumat insecte și produse de insecte precum mierea de mii de ani. Insectele comestibile au primit o mulțime de recunoaștere din partea organizațiilor regionale și subregionale pentru proteinele bogate, acizii grași esențiali, fibrele, mineralele și conținutul de vitamine [23], precum și potențialul lor de a fi o cale promițătoare prin care malnutriția și insecuritatea alimentară pot fi abordate în mod durabil la nivel global [10]. În afară de numeroasele beneficii potențiale ale consumului de insecte comestibile, au fost ridicate mai multe preocupări cu privire la siguranță, efectele procesării, acceptabilitatea și biodisponibilitatea nutrienților. Cartoful dulce cu portocală este o sursă ieftină de beta-caroten pentru prevenirea deficitului de vitamina A. În ultima perioadă, insectele comestibile au fost îmbinate cu alimente populare pentru a le face mai acceptabile. Prin urmare, am examinat efectele biscuiților îmbogățiți cu larvele de gărgăriță de palmier și cartofi dulci cu carne portocalie asupra stării nutriționale a șobolanilor albini Wistar femele. Aceasta a inclus efectul asupra greutății corporale, hematologie, parametrii biochimici, observații anatomice brute asupra unor organe și observații histologice asupra uterului.

În general, biscuiții fortificați au fost bine acceptați de animale cu un consum mediu de 6,4 g, 8,1 g, 5,6 g și 7 g pe zi per fiecare animal din grupele PB, FB, PWB și respectiv SPB, comparativ cu 15,5 g în grupul N. Deși nu au fost înregistrate episoade de diaree, manifestări dermatologice negative și chiar deces, tratamentul a condus la scăderea greutății corporale a animalelor care primesc biscuiții experimentali. Astfel, deși tratamentele au fost bine acceptate, eficiența alimentară a fost redusă la grupurile tratate comparativ cu grupul normal (Figura 3). Pierderea în greutate în grupurile experimentale ar fi putut rezulta din aportul inadecvat de alimente [24].

Deși concentrațiile de hemoglobină în grupurile FB, PWB și SPB au fost comparabile cu grupul N, utilizarea unor indicatori mai sensibili ai stării hematologice precum feritina și fierul seric ar fi furnizat un rezultat mai concret, deoarece nivelurile de hemoglobină la șobolani femele sunt adesea afectate de modificări hormonale. Cu toate acestea, acest rezultat este în concordanță cu cel din [20]. Aceasta înseamnă, de asemenea, că nivelurile de proteine ​​și fier ale biscuiților formulați sunt adecvate pentru menținerea nivelurilor acceptabile de hemoglobină și pot fi eficiente pentru prevenirea anemiei.

Uterele tuturor grupurilor de animale tratate au arătat structura histologică normală a endometrului secțiunilor uterine ale tuturor grupurilor. Acest rezultat nu sugerează nici o inflamație și nici un impact negativ asupra uterului șobolanilor experimentali.

În prezent, doar o mână de studii la om au evaluat impactul consumului de insecte comestibile asupra stării nutriționale și majoritatea rezultatelor acestora evidențiază potențialul de prevenire a malnutriției insectelor comestibile [29-31]. Într-un studiu care a evaluat impactul alimentelor complementare fortificate cu termite asupra nivelului de fier și a anemiei la copiii kenieni, Konyole [29] a înregistrat mai puține cazuri de anemie în grupul de intervenție (26%) decât în ​​grupul de control (50%).,

). Deși rezultatele studiilor pe animale nu pot fi întotdeauna potrivite pentru traducerea umană, concluziile acestui studiu susțin că larvele de gărgăriță de palmier au potențial de prevenire a anemiei și, prin urmare, că biscuiții îmbogățiți cu larve de gărgărițe de palmier pot fi o gustare utilă pentru îmbunătățirea aportului de proteine ​​în oameni. Descoperirile noastre contribuie la eforturile actuale de a oferi dovezi în sprijinul insectelor comestibile ca sursă alternativă de proteine ​​pentru combaterea malnutriției în rândul populațiilor vulnerabile. În plus, acesta este primul studiu care evaluează impactul consumului larvelor de gărgărițe de palmier asupra profilului lipidic și a funcției renale și hepatice, deși entomofagia există de mulți ani.

5. Concluzie

Concluzionăm că biscuiții îmbogățiți cu OFSP și PWL pot fi o hrană alternativă pentru prevenirea anemiei și că, în afară de creșterea semnificativă a colesterolului total, care poate fi necesară în situațiile în care indivizii au în mod constant niveluri foarte scăzute de colesterol și trebuie să-l mărească în limite sănătoase până la promovează metabolismul hormonilor, al acizilor biliari și al vitaminei D și al nivelului de colesterol uman din plasmă, nu s-au găsit alte efecte adverse. Comparativ cu biscuiții simpli, biscuiții îmbogățiți cu larvele de gărgăriță de palmier și cartofi dulci cu carne portocalie pot fi considerați ca o sursă pregătită de energie, proteine ​​și micronutrienți în situații de urgență.

Disponibilitatea datelor

Datele utilizate pentru a susține concluziile acestui studiu sunt disponibile de la autorul relevant, la cerere.

Conflicte de interes

Autorii declară că nu există conflicte de interese cu privire la publicarea acestei lucrări.

Mulțumiri

Autorii recunosc OWSD/SIDA/TWAS pentru acordarea autorului corespunzător unei burse de doctorat și ASPIRE Food Group pentru furnizarea larvelor utilizate în acest studiu.

Referințe