Rice, malnutrition and multiple metals – reasons for impaired child growth and development? Ris, undernäring och toxiska metaller - faktorer som leder till hämmad utveckling hos barn? Under senare tid har det uppmärksammats att risbaserad mat, även sådan för små barn, ofta innehåller oroväckande halter av mycket giftiga metaller som arsenik och kadmium och även mycket höga halter av mangan, som liksom järn är ett livsnödvändigt ämne men som i höga doser är giftigt framför allt för små barn. Anledningen till de höga halterna är att risplantan, jämfört med andra spannmål, lätt tar upp dessa metaller från jorden. Så ris kan innehålla höga relativt halter även i icke förorenade områden. Upptäckten har föranlett en betydande ökning av forskningen rörande mekanismer för hur ris tar upp metaller, fr a arsenik. Men, vi vet väldigt lite om i vilken utsträckning ris och risprodukter bidrar till metallexponeringen hos små barn, hur metallerna tas upp i tarmen, samt vilka faktorer som kan påverka både upptag och giftighet. I experimentella studier har det visats att flera metaller tas upp i högre utsträckning hos barn än hos vuxna eftersom tarmen, med dess specifika relersystem, ännu inte är fullt utvecklad. Vidare är det troligt att barn är känsligare för metallernas skadliga egenskaper än vuxna. Framför allt det centrala nervsystemet (hjärnan) är speciellt känsligt för giftiga ämnen under utvecklingen. Flera studier har även visat att miljö-påverkan tidigt i livet ökar risken för flera folksjukdomar långt senare.   Vår pågående forskning om hälsoeffekter av metaller i dricksvatten i ett fattigt landsbygdsområde i Bangladesh, som baseras på en grupp (kohort) om 1500 mammor och deras barn, utgör unika möjligheter att undersöka hur små barn kan påverkas av olika föroreningar i en risbaserad kost. Vi rekryterade kvinnorna i tidig graviditet och har följt upp barnen vad gäller tillväxt, beteende och kognitiv förmåga vid födseln, samt vid 1,5, 5 och 10 års ålder. Vi har dessutom detaljerad information om exponeringen (koncentrationer i blod, urin och vatten) för både giftiga och livsnödvändiga metaller och andra spårämnen i tidig och sen graviditeten, samt hos barnen vid 1,5, 5, och 10 års ålder. Från ett 60-tal av familjerna har vi även samlat in risprover. Eftersom ris är huvudsakliga basfödan i Bangladesh, och det är stor variation i näringsstatus hos de ofta fattiga människorna på landsbygden, ger detta projekt enastående möjligheter att studera exponeringen via ris och vilka faktorer som påverkar olika hälsoeffekter. För att klargöra vilka prover (blod, urin och hår) som lämpar sig bäst för att bedöma exponeringen kommer vi att analysera flertalet metaller och essentiella ämnen hos ca 200 av barnen.   Vi ämnar att 1) beräkna intaget av metaller via ris, baserat på halterna i insamlade risprover (av olika typ och poleringsgrad) samt koncentrationerna i blod och urin hos barn, fr a de som har låga halter i sitt dricksvatten; 2) bedöma betydelsen av metallhalter i olika prover (blod, urin och hår) och vilka som bäst korrelerar med exponering; 3) undersöka om högre exponering via riset kan resultera i negativa effekter på barnens tillväxt och utveckling (beteende och kognitiv förmåga); samt 4) undersöka om undernärda barn eller de med speciell genetisk uppsättning är speciellt känsliga för metallerna. Så gott som alla data (koncentrationer i blod och urin samt vikt, längd och resultat från test av beteende och kognitiv förmåga) finns tillgängliga. Ytterligare analyser krävs för metallhalterna i delstudien som avser jämförelse av metallhalter i olika prover (urin, blod, hår och vatten). Det huvudsakliga arbetet innebär att statistiskt analysera metallhalter i olika grupper av barn (med olika halter i dricksvattnet, olika nutritionsstatus, flickor och pojkar i olika åldrar, samt olika uppsättningar av vissa gener som påverkar metallomsättningen i kroppen).   Resultaten kommer att bli viktiga för den pågående riskbedömningen av giftiga metaller i barnmat som ska leda till nya och säkrare gränsvärden och rekommendationer. Livsmedelverket avråder redan nu från att ge små barn rismjölk, men gränsvärden för arsenik och mangan i Against the background of the recent reports of alarming concentrations of toxic metals like arsenic and cadmium in rice-based baby food, the overall aim of this application is to assess the influence of early-life exposure to rice-based metals on children’s growth and cognitive and behavioral development. Also high concentrations of manganese, an essential element which is shown to be neurotoxic at higher doses, have been detected in infant food.  Specifically, we will i) estimate the exposure to the toxic metals through rice;   ii) evaluate different biomarkers of manganese exposure;   iii) evaluate associations of exposure biomarkers (in children with low arsenic and manganese in drinking water) with available data on child growth and development, including effects of combined exposure; and   iv) assess the interactions with known susceptibility factors, such as nutrition, gender, and genetic predisposition.    The studies will be based on our ongoing large and well-characterized mother-child cohort (n=1500) in a poor area in rural Bangladesh. Because rice is the main staple food and the nutritional status varies markedly, this cohort provides unique possibilities to evaluate potential health effects of the toxic metals in rice on children and important susceptibility factors.  In this cohort, we have assessed child anthropometry and development (cognitive performance and behavior) at 1.5, 5 and 10 years of age in relation to elevated metals exposure through drinking water. The total exposure to arsenic, cadmium and manganese is based on available concentrations in biomarkers, such as concentrations in urine and blood, measured in the mothers during pregnancy and in the children at the different follow-ups. We also have detailed information on the concentrations in the drinking water used over time. In a sub-sample, we have also measured metals and other trace elements in rice (various types and degree of polishing).    The exposure to the metals through rice will be evaluated based on the i) estimated intake through rice, ii) the biomarker concentrations in the children with low concentrations in the drinking water and iii) the intercept of the biomarker concentrations regressed against the drinking water concentrations. As there is no known biomarker for manganese exposure, we will, in a sub-sample evaluate the relationship between various biomarkers (urine, blood, plasma, and hair), analyzed by modern ICP-MS in clean-room facilities, and also with the concentrations in water. All biomarker concentrations will also be compared with those in rice, measured in a sub-sample of the cohort. Evaluations will be gender-specific and consider nutritional status (anthropometry, SES and biomarker concentrations of selenium, zinc, and iodine), known to affect both absorption and toxicity. We will also evaluate impact of polymorphisms in genes related to kinetics of arsenic (main arsenic methyltransferase, AS3MT) and manganese (the solute carrier SLC30A10, coding a manganese efflux transporter).    The results will be essential for the ongoing risk assessment of metals in infant and child food, especially for poor families in countries with rice-based staple food. There are few standards for toxic metals in infant and child food, and little known about risk factors. Also, the results will provide additional support for breast-feeding and for development of recommendation and product development.