Reference : Contribution to the study of the mineral hypothesis in relation to the Kashin-Beck di...
Dissertations and theses : Doctoral thesis
Human health sciences : Endocrinology, metabolism & nutrition
http://hdl.handle.net/2268/201321
Contribution to the study of the mineral hypothesis in relation to the Kashin-Beck disease in Tibet Autonomous Region
English
[fr] Contribution à l'étude de l'hypothèse minérale en rapport avec la maladie de Kashin-Beck dans la Région autonome du Tibet
DERMIENCE, Michael mailto [Université de Liège > Agronomie, Bio-ingénierie et Chimie (AgroBioChem) > Analyse, qual. et risques - Labo. de Chimie analytique >]
6-Sep-2016
Université de Liège, ​Gembloux, ​​Belgique
Docteur en sciences agronomiques et ingénierie biologique
207
Lognay, Georges mailto
Fauconnier, Marie-Laure mailto
Barthelemy, Jean-Paul mailto
Heuskin, Stéphanie mailto
Maesen, Philippe mailto
Beckers, Yves mailto
Mathieu, Françoise mailto
Goyens, Philippe mailto
Sindic, Marianne mailto
[en] Kashin-beck disease ; usual intakes ; minerals ; trace elements ; food composition table ; animal experimentation ; rat ; Tibet Autonomous Region
[en] A little known disease called Kashin-Beck disease (KBD) plagues the poor and rural populations in the Tibet Autonomous Region (T.A.R.) and in other provinces of the People’s Republic of China. It is an endemic and chronic osteochondropathy affecting long bones and joints, sometimes as soon as of the early childhood. Although the etiology of this disease is not clearly established, little doubt remains as to the implication of multiple environmental factors. Intoxication by mycotoxins in cereals and by organic acids in water, deficiencies in selenium and iodine, are all factors having a place in the multifactorial etiology hypothesized. In T.A.R., diet, notably, differentiates the rural community, affected by KBD, from the other communities (nomads and city-dwellers), who remain unaffected. Because more than one chemical element is essential to a healthy bone metabolism, and because there is scarce data, if not any, on the topic, this thesis had to primary objective to investigate the mineral and trace element dietary status of young Tibetan children living in areas endemic for KBD. The first logical action step led us to determine which elements are involved in bone and joints metabolism through an exhaustive review of the scientific literature. Thirty elements were highlighted, and a dozen was deemed relevant in this context. An exploratory study on the Tibetan food composition concluded on a high risk of introducing important bias by using the existing food composition tables for nutritional assessment in T.A.R. Being inescapable tools, a specific food composition table was elaborated for our area of investigation with the close collaboration of the China National Center for Food Safety Risk Assessment (CFSA). During a scientific internship of 7 month in the CFSA, 19 chemical elements were analyzed in not less than 1119 samples of sixteen traditional foods and beverages of rural T.A.R. In order to assess the nutritional status of the children, a cross-sectional study was implemented. 250 preschool children aged 3 to 5 years old from three rural counties around Lhasa were enrolled. They were interviewed twice, at six month of interval, via the 24-hour recall method. The results suggest several imbalances in their dietary mineral intakes compared to the Chinese recommendations. Sodium and manganese intakes are too high, while they are too low for potassium, calcium, zinc, copper and selenium. The Tibetan diet is rich in fiber and in phytic acid, which are susceptible to decrease the bioavailability and to aggravate the deficiencies of the later elements. For this reason, we conducted an animal experimentation on a rat model to assess the apparent digestibility, the fecal excretion and the urinary excretion of minerals and trace elements in the traditional Tibetan dish called tsampa pag. This traditional dish consisting of roasted barley flour mixed with yak butter tea is the mainstay of the Tibetan diet. The results of this experiment suggest low bone mineral density, a possible secondary copper deficiency, and a possible manganese excess in rats that consumed tsampa pag. In view of the results presented, it would be interesting to compare the mineral intake between children living in endemic areas and in non-endemic areas. It would also be interesting to include more of elements known to affect bone metabolism in future studies.
[fr] Il sévit au sein des populations rurales de la Région Autonome du Tibet (R.A.T.), mais également dans d’autres provinces de la République Populaire de Chine, une maladie peu connue appelée maladie de Kashin-Beck (MKB). Il s’agit d’une ostéochondropathie endémique et chronique qui affecte principalement les os long et les articulations, parfois dès la petite enfance. Bien que l’étiologie de cette maladie ne soit pas clairement établie, peu de doutes subsistent quant à l’implication de multiples facteurs environnementaux. Les facteurs communément admis sont un empoisonnement par des mycotoxines présentent dans les céréales, une contamination de l’eau de consommation par des acides organiques, et des carences alimentaires, notamment en sélénium et en iode. Dans la R.A.T., l’alimentation est un facteur qui constitue une différence majeure entre les populations rurales, affectées par la maladie, et les habitants des villes et les nomades, qui ne sont guère affectés. Etant donné les nombreux éléments chimiques impliqués dans le métabolisme osseux, et le peu de données scientifiques en rapport avec les apports alimentaires de ces populations, cette thèse avait pour but principal l’étude du statut en minéraux et oligo-éléments des jeunes enfants tibétains vivant dans des régions endémique pour la MKB. La première étape logique fut de déterminer exhaustivement les minéraux impliqués, de façon directe ou indirecte, dans le métabolisme osseux. Trente minéraux furent répertoriés, et une dizaine d’entre eux furent jugé pertinents et considérés dans la suite de l’étude. Une évaluation des tables de composition alimentaires existantes conclut à un risque d’erreur important en cas d’utilisation de ces dernières en R.A.T. Etant un outil indispensable à toute étude nutritionnelle, une table de composition alimentaire spécifique a été élaborée en étroite collaboration avec le China National Center for Food Safety Risk Assessment (CFSA). Durant un séjour scientifique de 7 mois au sein du CFSA, 19 éléments chimiques furent analysés dans seize catégories de produits alimentaires traditionnels collectés, en R.A.T. pour un total de 1119 échantillons. Enfin d’évaluer le statut minéral des enfants tibétains, une étude transversale impliquant 250 enfants âgés de 3 à 5 ans et habitant dans trois comtés ruraux de la préfecture de Lhassa a été mise en œuvre. Des données de consommation alimentaires quantitatives ont été récoltées deux fois pour chaque enfant à six mois d'intervalle par la méthode de rappel de 24 heures. Les résultats mettent en évidence plusieurs déséquilibres alimentaires par rapport aux recommandations chinoises (DRIs). Les apports en sodium et en manganèse sont trop élevés, alors qu'ils sont trop faibles pour le potassium, le calcium, le zinc, le cuivre et le sélénium. De plus, l'alimentation tibétaine étant riche en fibres et en acide phytique, un problème de biodisponibilité est susceptible d’aggraver les déficits d’ingestion mis en évidences pour certains éléments, et éventuellement de causer des carences secondaires. Dans cette optique, une expérimentation a été conduite dans le but d’étudier l’absorption et l’excrétion des minéraux chez des rats nourris avec de la tsampa pag. Ce plat traditionnel composé de farine d’orge grillée mélangée à du thé au beurre de yak étant le pilier de l'alimentation tibétaine. Les résultats de cette expérimentation suggèrent une teneur minérale osseuse faible, une possible carence secondaire en cuivre, et un possible excès en manganèse chez les rats ayant consommé la tsampa pag. Au vu des conclusions présentées, il serait intéressant de comparer les apports minéraux entre les enfants vivant en zones endémiques et ceux vivant en zones non endémiques. Il serait également intéressant d’intégrer d’avantages d'éléments connus pour avoir un impact sur le métabolisme osseux dans de futures études.
Analytical chemistry
Researchers
http://hdl.handle.net/2268/201321

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