5.2. Классификация чужеродных загрязнителей -ксенобиотиков

Чужеродные вещества, поступающие в человеческий организм с пищевыми продуктами и имеющие высокую токсичность, называют ксенобиотиками, или загрязнителями. К ним относятся:

1. металлические загрязнения (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, олово, цинк, медь и др.);

2. радионуклиды;

3. пестициды и их метаболиты;

4. нитраты, нитриты и нитрозосоединения;

5. полициклические ароматические и хлорсодержащие углеводороды;

6. диоксины и диоксиноподобные вещества.

Пути миграции чужеродных веществ могут быть различными (рис. 29).

Рис. 29. Пути миграции чужеродных веществ-загрязнителей

Теоретически возможны 4 варианта токсического действия ксено­биотиков (рис. 30):

1. суммирование эффектов;

1. сверхсуммирование, или потенцирование, когда токсический эф­фект превышает суммирование;

2. нигиляция - эффект меньший, чем при суммировании;

3. изменение характера токсического воздействия.

При оценке безопасности пищевой продукции базисными регламен­тами являются предельно допустимая концентрация (ПДК), допусти­мое суточное потребление (ДСП) и допустимая суточная доза (ДСД).

Рис. 30. Варианты токсического действия ксенобиотиков

Допустимая суточная доза ксенобиотиков - это максимальная до­за (в мг на кг массы человека), пероральное ежедневное поступление которой на протяжении всей жизни безвредно, т. е. не оказывает небла­гоприятного влияния на жизнедеятельность, здоровье настоящего и бу­дущих поколений. Умножая ДСД на массу человека (в среднем 60 кг), определяют допустимое суточное потребление (ДСП) в мг/сутки в составе пищевого рациона. Зная ДСД, ПДК и средний набор пищевых продуктов в суточном рационе, рассчитывают ПДК ксенобиотика в тех продуктах, в которых он может находиться.

Отечественными учеными установлено, что в большинстве случаев, особенно при воздействии малых доз загрязнителей, наблюдается сум­мирование токсического эффекта. Это позволяет рассчитать аддитивный эффект двух и более факторов, выражая каждый из них в долях предель­но допустимой концентрации.

Например, если в воздухе концентрация фтора составляет 0,001 мг/м³ (ПДК 0,005), бензола - 0,16 мг/м³ (ПДК 0,8), то в сумме кон­центрация загрязнителей меньше 1 ПДК (фтора - 1/5 ПДК и бензола 1/5 ПДК), то есть суммарное действие этих концентраций химических веществ безопасно.

Принцип суммирования часто применяют при расчете комплексно­го влияния различных загрязнителей. Например, если вещество посту­пает в организм человека с атмосферным воздухом, водой и пищей, то производят расчет по следующей формуле:

где - концентрация данного вещества в атмосфере, воде, про-

дуктах питания;

ПДК - предельно допустимая концентрация ксенобиотика в тех продуктах, в которых он может находиться.

Токсическое действие ксенобиотиков различных групп отличается по критериям риска: тяжести, частоте встречаемости и времени наступ­ления поражения. Рассмотрим каждую группу загрязнителей подробнее с точки зрения их токсичности.

5.3. Металлические загрязнения

По вопросу металлических загрязнений существует несколько точек зрения. Согласно одной из них, все металлы периодической системы делят на 3 группы: металлы - незаменимые факторы питания (эссенци-альные макро- и микроэлементы); неэссенциальные, или необязательные для жизнедеятельности металлы; токсичные металлы. Согласно другой точке зрения, все металлы необходимы для жизнедеятельности, но в оп­ределенных количествах. Эта точка зрения выражается формулой: «Все вещества токсичны, но отсутствие веществ также вредно».

По воздействию на организм человека металлы характеризуются следующим образом:

1. металлы, необходимые в питании человека и животных (Со, Сг, Се, Fe, Mn, Mo, Ni, Se, V, Zn);

2. металлы, имеющие токсикологическое значение (As, Be, Cd, Co, Cr, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Pd, Se, Sn, Ti, V, Zn).

При этом следует отметить, что 9 из перечисленных элементов от­несены в обе группы. Схематически взаимосвязь эссенциальности и токсичности металлов в зависимости от дозы представлена на рис. 31.

Биологически эссенциальные металлы имеют пределы доз, опреде­ляющие их дефицит, оптимальный уровень и уровень токсического дей­ствия. Токсичные металлы на этой же шкале в низких дозах не оказы­вают вредного действия и не несут биологических функций. Однако в высоких дозах оказывают токсическое действие.

Таким образом, не всегда возможно установить различие между жизненно необходимыми и токсичными металлами. Все металлы могут проявить токсичность, если они потребляются в избыточном количест­ве. Кроме того, токсичность металлов проявляется в их взаимодействии друг с другом. Например, физиологическое воздействие кадмия на ор­ганизм, в том числе его токсичность, зависят от количества присутст­вующего цинка, селена, а функции железа в клетках определяются при­сутствием меди, кобальта и в некоторой степени молибдена и цинка. Тем не менее существуют металлы, которые проявляют сильно выра­женные токсические свойства при самых низких концентрациях и не выполняют какой-либо полезной функции. К таким токсичным металлам относят ртуть, кадмий, свинец, мышьяк. Они не являются ни жиз­ненно необходимыми, ни благотворными, но даже в малых дозах приво­дят к нарушению нормальных метаболических функций организма.

Уровень металла в окружающей среде

Уровень металла в окружающей среде

Рис. 31. Зависимость биологической активности и токсичности от дозы металла (Тутельян В. А., 1992)

Объединенная комиссия ФАО/ВОЗ по пищевому кодексу (Codex Alimentarius) включила ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, стронций, цинк и железо в число компонентов, содержание которых контролирует­ся при международной торговле продуктами питания. В России и СНГ подлежат контролю еще 6 элементов (сурьма, никель, хром, алюминий, фтор, йод), а при наличии показаний могут контролироваться и некото­рые другие элементы. Медико-биологическими требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01 определены критерии безопасности для следующих метал­лов: свинец, кадмий, ртуть, медь, цинк, олово, железо.