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

nivelurile

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

Afiliere UKCRC Centrul de Excelență pentru Sănătate Publică, Institutul de Științe Clinice B, Spitalul Royal Victoria, Belfast, Irlanda de Nord, Regatul Unit

Afiliere UKCRC Centrul de Excelență pentru Sănătate Publică, Institutul de Științe Clinice B, Spitalul Royal Victoria, Belfast, Irlanda de Nord, Regatul Unit

Institutul de afiliere pentru securitatea alimentară globală, Queen’s University Belfast, clădirea David Keir, Belfast, Irlanda de Nord, Regatul Unit

Departamentul de afiliere pentru epidemiologie, Facultatea de Medicină Geisel, Colegiul Dartmouth, 1 Medical Center Dr, 7927 Rubin Bldg, Lebanon, NH, Statele Unite ale Americii

Institutul de afiliere pentru securitatea alimentară globală, Queen’s University Belfast, clădirea David Keir, Belfast, Irlanda de Nord, Regatul Unit

  • Antonio J. Signes-Pastor,
  • Jayne V. Woodside,
  • Paul McMullan,
  • Karen Mullan,
  • Manus Carey,
  • Margaret R. Karagas,
  • Andrew A. Meharg

Cifre

Abstract

Expunerea la arsenic anorganic (i-As) din copilăria timpurie este deosebit de îngrijorătoare, deoarece poate avea un impact negativ asupra rezultatelor sănătății pe viață. Metaboliții de arsenic urinar (As) pentru sugari au fost analizați la 79 de sugari prin detectarea spectrometrică de masă (IC-ICP-MS) cuplată inductiv pentru a evalua expunerea la i-As înainte și după înțărcare. Nivelurile de i-As în înțărcarea pe bază de orez și în alimentele pentru sugari au fost, de asemenea, determinate să se raporteze la nivelurile de ur urinar. Niveluri mai ridicate ca As, în special de acid monometilarsonic (MMA) și acid dimetilarsinic (DMA), au fost găsite în urină de la sugari hrăniți cu formulă comparativ cu cei alăptați. Urina de la sugari după consumarea produselor din orez a condus la MMA și DMA urinare mai mari, comparativ cu probele de urină împerecheate în pereche. Uniunea Europeană (UE) a reglementat i-As în orez de la 1 ianuarie 2016. Comparând alimentele pe bază de orez pentru sugari înainte și după această dată, s-au găsit puține modificări. Aproape ¾ din produsele pe bază de orez comercializate special pentru sugari și copii mici conțineau i-As peste limita UE de 0,1 mg/kg. Ar trebui depuse eforturi pentru a oferi orez scăzut de i-As și produse pe bază de orez consumate de sugari și copii mici care nu depășesc nivelul maxim de i-As pentru a proteja această subpopulație vulnerabilă.

Citare: Signes-Pastor AJ, Woodside JV, McMullan P, Mullan K, Carey M, Karagas MR și colab. (2017) Nivelurile de metaboliți ai arsenului urinar pentru sugari în legătură cu hrănirea cu formula și înțărcarea cu produse din orez care depășesc standardul de arsenic anorganic al UE. PLOS ONE 12 (5): e0176923. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0176923

Editor: Jaymie Meliker, Universitatea Stony Brook, Program absolvent în sănătate publică, STATELE UNITE

Primit: 2 decembrie 2016; Admis: 11 aprilie 2017; Publicat: 4 mai 2017

Disponibilitatea datelor: Toate datele relevante se află în hârtie și în fișierele sale de informații de suport.

Finanțarea: Această lucrare a fost finanțată de o bursă intraeuropeană Marie Curie în cadrul celui de-al șaptelea program cadru al Comunității Europene (PIEF-GA-2013-622096) și de fondurile de cercetare ale unității metabolice (fonduri caritabile) Belfast Health and Social Care Trust. Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

În acest studiu, speciația urinară a fost efectuată pentru a evalua nivelurile de expunere la sugari care au fost hrăniți cu sân sau cu formulă înainte de înțărcare și după înțărcare. Mai mult, speciația a fost determinată la produsele pe bază de orez destinate sugarilor și copiilor mici utilizate în mod obișnuit în timpul înțărcării. Nivelurile i-As ale acestor alimente au fost comparate cu standardul UE i-As și s-au discutat cu concentrațiile de i-As raportate anterior în aceleași produse pe bază de orez analizate înainte de aplicarea standardului UE.

Materiale și metode

Probele de urină pentru sugari și pregătirea probelor

Apa de la robinet din Belfast este o sursă uniformă cu o concentrație de As scăzută raportată [24]. Cu toate acestea, pentru a oferi un nivel de expunere mai descriptiv ca apă potabilă pentru participanții la acest studiu, au fost analizate 3 probe de apă de la robinet din Belfast, un oraș care are o singură sursă de alimentare cu apă, ca speciație ca procedură descrisă mai devreme pentru probele de urină.

Produse pentru sugari pe bază de orez și prepararea probelor

Pe baza disponibilității pieței, au fost achiziționate de la 17 magazine alimentare un număr reprezentativ de orez pentru bebeluși (n = 13), biscuiți/prăjituri de orez (n = 29) și cereale de orez (n = 31) aparținând a 9 mărci comerciale sau producători diferiți inclusiv cumpărături online în Belfast, Irlanda de Nord. Eșantioane replicate ale eșantionului de produse și mărci au fost achiziționate de la diferite magazine sau de la același magazin, pentru câteva probe de orez-cereale, dar cu cod de lot diferit (S1 Tabel). Probele de produse pe bază de orez au fost colectate în februarie 2016, iar utilizarea lor după date a fost între iunie 2016 și noiembrie 2017, acoperind întreaga perioadă de înțărcare pentru copiii urmăriți în acest studiu.

A Christ Alpha 1-4 LD Plus a fost utilizată pentru a usca prin congelare toate probele de produse pe bază de orez și o moară Retch PM100 pentru a le pulveriza. Proba sub formă de pulbere, 0,1 g, a fost cântărită cu precizie în tuburi de centrifugă din polipropilenă de 50 ml și s-au adăugat 10 ml de acid azotic concentrat 1% (Aristar 69% HNO3) și lăsat peste noapte. Un CEM MARS 6 a fost folosit pentru a digera probele cu microunde și un Sorvall Legend RT pentru a le centrifuga la 4.500 rpm/2.200 g. Apoi, o alicotă de 1 ml a fost transferată într-un flacon de polipropilenă de 2 ml și s-au adăugat 10 μl de peroxid de hidrogen de calitate analitică (Normapur 30% H2O2) pentru a converti orice arsenit în arsenat pentru a facilita detectarea cromatografică ulterioară. Eșantioane replicate de făină de orez CRM NIST 1568b și probe goale au fost incluse în fiecare analiză de lot ca control al calității. Mai multe detalii privind prepararea probelor de produse pe bază de orez pot fi găsite în studiul nostru anterior [7].

Analiza chimica

Cromatografia ionică cu IC-ICP-MS a fost utilizată pentru a analiza speciația în urină, produse pe bază de orez și probe de apă. A fost un sistem de cromatografie ionică (IC) Thermo Scientific IC5000, cu o coloană Thermo AS7, 2x250 mm și o coloană de protecție Thermo AG7, 2x50 mm interfațată cu un Thermo ICAP Q ICP-MS în modul celulă de coliziune. O fază mobilă cu gradient liniar a fost efectuată timp de 15 minute începând cu faza mobilă 100% de 20 mM carbonat de amoniu și terminând cu faza mobilă 100% din 200 mM carbonat de amoniu. Cromatograma rezultată a fost comparată cu cea pentru standarde autentice; DMA, i-As, MMA, tetratmetilarsoniu (TETRA) și arsenobetaină (AsB). Seriile de concentrații DMA au fost folosite pentru a calibra Ca prezent sub fiecare vârf cromatografic. Mai multe detalii privind analiza chimică pot fi găsite în studiile noastre anterioare [7,25]

analize statistice

Concentrațiile speciei As au fost transformate în log natural înainte de a studia efectul modului de hrănire asupra concentrațiilor de specii în urina sugarilor înainte de înțărcare și efectul procesului de înțărcare asupra concentrațiilor urinare ca specii prin aplicarea analizei varianței (ANOVA) - gama Tukey test și, respectiv, testul t asociat. Toate analizele statistice au fost efectuate în cadrul pachetului statistic R, versiunea 3.2.3 [26]. Limita de detecție (LOD) a fost calculată ca medie a concentrațiilor martorului plus de trei ori abaterea standard a concentrațiilor martorului înmulțită cu factorul de diluare. Valoarea OD LOD a fost alocată pentru analize statistice ale datelor atunci când eșantioanele erau sub LOD.

Rezultate

Recuperări CRM

CRM ClinChek® de urină - Nivelul de control I procent de recuperare ± SE a fost de 113 ± 2%, 95 ± 2%, 102 ± 2% și 95 ± 2% pentru i-As, MMA, DMA și, respectiv, AsB, pe baza N = 9. Recuperarea procentuală a făinii de orez CRM NIST-1568b ± SE a fost de 99 ± 1%, 126 ± 2% și 101 ± 3% pentru i-As, MMA și, respectiv, DMA, pe baza N = 4 (S2 Tabel). Specificația LOD pentru As, calculată din calibrarea DMA, a fost de 0,005 μg/l și 0,003 mg/kg pentru probele de urină și respectiv de produse pe bază de orez. Nivele consistente de urme cât mai apropiate sau mai mici de LOD au fost găsite în probele goale stoarse din tampoane de bumbac îmbibate cu apă ultrapură și nu s-au găsit diferențe în conținutul de specii de arsenic urinar în probele goale de urină stoarse din tampoanele de bumbac.

Urinar Ca speciație

Toate concentrațiile urinare de i-As, DMA, AsB și 87% din concentrațiile de MMA au fost mai mari decât LOD în probele de preînțărcare (n = 79). Toate concentrațiile urinare de i-As, MMA, DMA și 91% din concentrațiile de AsB au fost mai mari decât LOD în probele post-înțărcare (n = 11). Total As (t-As) a fost calculat ca însumarea i-As, MMA și DMA, excluzând AsB. Eșantioanele de urină de la sugarii de pre-înțărcare, hrănite exclusiv cu formulă, au avut concentrații log MMA, log DMA și log t-As mai mari comparativ cu cele alăptate exclusiv sau parțial alăptate (p Fig 1. Urinar Ca specii concentrații log logice în funcție de modul de hrănire înainte Înțărcarea (valorile cu aceleași litere nu au fost semnificativ diferite la valoarea p Fig. 2. Urinară Ca specii, concentrațiile de log natural în eșantioane pereche înainte și după înțărcare (Valorile cu aceleași litere nu au fost semnificativ diferite la valoarea p 1. Concentrația urinară ca speciație (μg/l) și caracteristicile selectate ale populației studiate în funcție de modul de hrănire înainte de înțărcare.

Probele de apă de la robinet din orașul Belfast conțineau o mediană și o gamă de concentrații de i-As, DMA și oxid trimetilarsenic (TMAO) de 0,042 (0,039-0,047) μg/l, 0,029 (0,027-0,031) μg/l și 0,053 (0,050-0,057) μg/l, respectiv.

Produse pe bază de orez Ca speciație

Discuţie

În acest studiu, sugarii care au fost hrăniți exclusiv cu formulă au avut niveluri de expunere mai mari decât în ​​comparație cu cei alăptați exclusiv sau parțial alăptați, determinat de o concentrație urinară mai mare de DMA și MMA. Mai mult, procesul de înțărcare a crescut, deoarece expunerea și sugarii post-înțărcare au avut concentrații mai mari de DMA și MMA urinare comparativ cu pre-înțărcarea. Sugarii au avut acces foarte scăzut, deoarece apa potabilă (III și MMA III se pot forma și prezintă probleme de sănătate [28].