Чужеродные вещества – ксенобиотики

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. ЧУЖЕРОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА - КСЕНОБИОТИКИ

ксенобиотик животноводство химический метаболизм

Понятие «ксенобиотики», их классификация. Чужеродные вещества, поступающие в человеческий организм с пищевыми продуктами и имеющие высокую токсичность, называют ксенобиотиками, или загрязнителями.

«Под токсичностью веществ понимается их способность наносить вред живому организму. Любое химическое соединение может быть токсичным. По мнению токсикологов, следует говорить о безвредности химических веществ при предлагаемом способе их применения. Решающую роль при этом играют: доза (количество вещества, поступающего в организм в сутки); длительность потребления; режим поступления; пути поступления химических веществ в организм человека».

При оценке безопасности пищевой продукции базисными регламентами являются предельно допустимая концентрация (далее ПДК), допустимая суточная доза (далее ДСД), допустимое суточное потребление (далее ДСП) веществ, содержащихся в пище.

ПДК ксенобиотика в продуктах питания измеряется в миллиграммах на килограмм продукта (мг/кг) и указывает на то что, более высокая его концентрация несёт опасность для организма человека.

ДСД ксенобиотика - максимальная доза (в мг на 1 кг веса человека) ксенобиотика, ежедневное пероральное поступление которой на протяжении всей жизни безвредно, т.е. не оказывает неблагоприятного воздействия на жизнедеятельность, здоровье настоящего и будущих поколений.

ДСП ксенобиотика - максимально возможное для потребления количество ксенобиотика для конкретного человека в сутки (в мг в сутки). Определяется умножением допустимой суточной дозы на массу человека в килограммах. Поэтому ДСП ксенобиотика индивидуально для каждого конкретного человека, и очевидно, что для детей этот показатель значительно ниже, чем для взрослых.

Наиболее распространённая в современной науке классификация загрязнителей продовольственного сырья и продуктов питания сводится к следующим группам:

1) химические элементы (ртуть, свинец, кадмий, др.);

2) радионуклиды;

3) пестициды;

4) нитраты, нитриты и нитрозосоединения;

5) вещества, применяемые в животноводстве;

6) полициклические ароматические и хлорсодержащие углеводороды;

7) диоксины и диоксинподобные вещества;

8) метаболиты микроорганизмов.

Основные источники загрязнения продовольственного сырья и продуктов питания.

1. Атмосферный воздух, почва, воды, загрязнённые отходами жизнедеятельности человека.

2. Загрязнение растительного и животноводческого сырья пестицидами и веществами, которые являются продуктами их биохимических превращений.

3. Нарушение технологических и санитарно-гигиеничес-ких правил использования удобрений и оросительных вод в сельском хозяйстве.

4. Нарушение правил использования в животноводстве и птицеводстве кормовых добавок, стимуляторов роста, медикаментов.

5. Технологический процесс производства продукции.

5.1. Использование неразрешённых пищевых, биологически активных и технологических добавок.

5.2. Использование разрешённых пищевых, биологически активных и технологических добавок, но в повышенных дозах.

5.3. Внедрение новых плохо проверенных технологий, основанных на химическом или микробиологическом синтезе.

5.4. Образование в пищевых продуктах токсических соединений в процессе варки, жарки, облучения, консервирования и проч.

5.5. Несоблюдение санитарно-гигиенических правил производства продукции.

5.6. Пищевое оборудование, посуда, инвентарь, тара, упаковка, содержащие вредные химические вещества и элементы.

6. Несоблюдение технологических и санитарно-гигиенических правил хранения и транспортировки продовольственного сырья и продуктов питания.

1.1 Загрязнения химическими элементами

Рассматриваемые ниже химические элементы широко распространены в природе, они могут попадать в пищевые продукты, например, из почвы, атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, сельскохозяйственного сырья, а через пищу - в организм человека. Они накапливаются в растительном и животном сырье, что обусловливает их высокое содержание в пищевых продуктах и продовольственном сырье.

Большинство макро- и микроэлементов жизненно необходимы человеку, при этом для одних установлена определенная роль в организме, для других эту роль еще предстоит определить.

Следует отметить, что химические элементы проявляют биохимическое и физиологическое действие только в определенных дозах. В больших количествах они обладают токсическим влиянием на организм. Так, например, известны высокие токсические свойства мышьяка, однако в небольших количествах он стимулирует процессы кроветворения.

Таким образом, большинство химических элементов в строго определённых количествах являются необходимыми для нормального функционирования организма человека, но избыточное их поступление вызывает отравление.

Согласно решению объединенной комиссии Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (далее ФАО) и Всемирной организации здравоохранения (далее ВОЗ) по Пищевому кодексу, в число компонентов, содержание которых контролируется при международной торговле продуктами питания, включено восемь химических элементов: ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, цинк, железо, стронций. Список этих элементов в настоящее время дополняется. В России медико-биологическими требованиями определены критерии безопасности для следующих химических элементов: ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, цинк, железо, олово.

Токсиколого-гигиеническая характеристика химических элементов.

Свинец. Один из самых распространенных и опасных токсикантов. В земной коре содержится в незначительных количествах. Вместе с тем только в атмосферу поступает в переработанном и мелкодисперсном состоянии 4,5?105 т свинца в год.

Среднее содержание свинца по отдельным группам продуктов, мг/кг: фрукты - 0,1, овощи - 0,19, крупы - 0,21, хлебобулочные изделия - 0,16, мясо и рыба - 0,16, молоко - 0,027.

Предусматривается содержание свинца в водопроводной воде не выше 0,03 мг/кг. Следует отметить активное накопление свинца в растениях и мясе сельскохозяйственных животных вблизи промышленных центров, крупных автомагистралей. Взрослый человек получает ежедневно с пищей 0,1-0,5 мг свинца, с водой - около 0,02 мг. Общее его содержание в организме составляет 120 мг. Из крови свинец поступает в мягкие ткани и кости. 90% поступившего свинца выводится из организма с фекалиями, остальное с мочой и другими биологическими жидкостями. Биологический период полувыведения свинца из мягких тканей и органов составляет около 20 дней, из костей - до 20 лет.

Основными мишенями при воздействии свинца являются кроветворная, нервная, пищеварительная системы и почки. Отмечено отрицательное влияние на половую функцию организма.

Мероприятия по профилактике загрязнения свинцом пищевых продуктов должны включать государственный и ведомственный контроль за промышленными выбросами свинца в атмосферу, водоемы, почву. Необходимо снизить или полностью исключить применение соединений свинца в бензине, стабилизаторах, изделиях из поливинилхлорида, красителях, упаковочных материалах. Немаловажное значение имеет гигиенический контроль за использованием луженой пищевой посуды, а также глазурованной керамической посуды, недоброкачественное изготовление которых ведет к загрязнению пищевых продуктов свинцом.

Кадмий. В природе в чистом виде не встречается. Земная кора содержит около 0,05 мг/кг кадмия, морская вода - 0,3 мкг/кг.

Кадмий широко применяется при производстве пластмасс, полупроводников. В некоторых странах соли кадмия используются в ветеринарии. Фосфатные удобрения и навоз также содержат кадмий.

Все это определяет основные пути загрязнения окружающей среды, а, следовательно, продовольственного сырья и пищевых продуктов. В нормальных геохимических регионах с относительно чистой экологией содержание кадмия в растительных продуктов составляет, мкг/кг: зерновые - 28-95; горох - 15-19; фасоль - 5-12; картофель - 12-50; капуста - 2-26; помидоры - 10-30; салат - 17-23; фрукты - 9-42; растительное масло - 10-50; сахар - 5-31; грибы - 100-500. В продуктах животного происхождения, в среднем, мкг/кг: молоко - 2,4; творог - 6; яйца - 23-250.

Установлено, что примерно 80% кадмия поступает в организм человека с пищей, 20% - через легкие из атмосферы и при курении.

С рационом взрослый человек получает в сутки до 150 и более мкг кадмия на 1 кг массы тела. В одной сигарете содержится 1,5-2,0 мкг кадмия, поэтому его уровень в крови и почках у курящих в 1,5-2,0 раза выше по сравнению с некурящими.

92-94% кадмия, попавшего в организм с пищей, выводится с мочой, калом и желчью. Остальная часть находится в органах и тканях в ионной форме или в комплексе с белковыми молекулами. В виде этого соединения кадмий не токсичен, поэтому синтез таких молекул - защитная реакция организма при поступлении небольших количеств кадмия. Здоровый организм человека содержит около 50 мг кадмия. Кадмий, как и свинец, не является необходимым элементом для организма млекопитающих.

Попадая в организм в больших дозах, кадмий проявляет сильные токсические свойства. Главной мишенью биологического действия являются почки. Известна способность кадмия в больших дозах нарушать обмен железа и кальция. Все это приводит к возникновению широкого спектра заболеваний: гипертоническая болезнь, анемия, снижение иммунитета и др. Отмечены тератогенный, мутагенный и канцерогенный эффекты кадмия.

ДСП кадмия составляет 70 мкг/сутки, ДСД - 1 мкг/кг. ПДК кадмия в питьевой воде - 0,01 мг/л. Концентрация кадмия в сточных водах, попадающих в водоемы, не должна превышать 0,1 мг/л. Учитывая ДСП кадмия, его содержание в 1 кг суточного набора продуктов не должно превышать 30-35 мкг.

Важное значение в профилактике интоксикации кадмием имеет правильное питание: преобладание в рационе растительных белков, богатое содержание серосодержащих аминокислот, аскорбиновой кислоты, железа, цинка, меди, селена, кальция. Необходимо профилактическое УФ-облучение. Целесообразно исключить из рациона продукты, богатые кадмием. Белки молока способствуют накоплению кадмия в организме и проявлению его токсических свойств.

Мышьяк. Содержится во всех объектах биосферы: морской воде - около 5 мкг/кг, земной коре - 2 мг/кг, рыбах и ракообразных - в наибольших количествах. Фоновый уровень мышьяка в продуктах питания из нормальных геохимических регионов составляет в среднем 0,5-1 мг/кг. Высокая концентрация мышьяка, как и других химических элементов, отмечается в печени, пищевых гидробионтах, в частности морских. В организме человека обнаруживается около 1,8 мг мышьяка.

ФАО/ВОЗ установила ДСД мышьяка 0,05 мг/кг массы тела, что составляет для взрослого человека около 3 мг/сутки.

Мышьяк, в зависимости от дозы, может вызывать острое и хроническое отравление. Хроническая интоксикация возникает при длительном употреблении питьевой воды с 0,3-2,2 мг мышьяка на 1 л воды. Разовая доза мышьяка в 30 мг смертельна для человека. Специфическими симптомами интоксикации считают утолщение рогового слоя кожи ладоней и подошв. Неорганические соединения мышьяка более токсичны, чем органические. После ртути мышьяк является вторым по токсичности элементом, содержащимся в пищевых продуктах. Соединения мышьяка хорошо всасываются в пищевом тракте. 90% поступившего в организм мышьяка выделяется с мочой. Биологическая ПДК мышьяка в моче равна 1 мг/л, а концентрация 2-4 мг/л свидетельствует об интоксикации. В организме он накапливается в волосах, ногтях, коже, что учитывается при биологическом мониторинге. Необходимость мышьяка для жизнедеятельности организма человека не доказана, за исключением его стимулирующего действия на процесс кроветворения.

Загрязнение продуктов питания мышьяком обусловлено его использованием в сельском хозяйстве. Мышьяк находит применение в производстве полупроводников, стекла, красителей. Бесконтрольное использование мышьяка и его соединений приводит к его накоплению в продовольственном сырье и пищевых продуктах, что обусловливает риск возможных интоксикаций и определяет пути профилактики.

Ртуть. Один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающий способностью накапливаться в организме растений, животных и человека. Благодаря своим физико-химическим свойствам - растворимости, летучести - ртуть и ее соединения широко распространены в природе. В земной коре ее содержание составляет 0,5 мг/кг, морской воде - около 0,03 мкг/кг. В организме взрослого человека - около 13 мг, однако необходимость ее для процессов жизнедеятельности не доказана.

Загрязнение пищевых продуктов ртутью может происходить в результате:

- естественного процесса испарения из земной коры в количестве 25-125 тыс. т ежегодно;

- использования ртути в народном хозяйстве - производство хлора и щелочей, зеркал, электротехническая промышленность, медицина и стоматология, сельское хозяйство и ветеринария;

- образование некоторыми группами микроорганизмов метилртути, диметилртути, других высокотоксичных соединений, поступающих в пищевые цепи.

Фоновое содержание ртути в съедобных частях сельскохозяйственных растений составляет от 2 до 20 мкг/кг, редко до 50-200 мкг/кг. Наибольшая концентрация ртути обнаружена в шляпочных грибах - 6-447 мкг/кг, в перезрелых - до 2000 мкг/кг. В отличие от растений, в грибах может синтезироваться метилртуть.

Фоновое содержание в продуктах животноводства составляет, мкг/кг: мясо - 6-20, печень - 20-35, почки - 20-70, молоко - 2-12, коровье масло - 2-5, яйца - 2-15. С увеличением количества ртути в корме и питьевой воде ее концентрация в органах и тканях существенно возрастает.

Мясо рыбы отличается наибольшей концентрацией ртути и ее соединений, которые активно аккумулируются в организме из воды и корма, содержащих другие гидробионты, богатые ртутью. В мясе хищных пресноводных рыб уровень ртути составляет 107-509 мкг/кг, нехищных - 79-200 мкг/кг, океанских - 300-600 мкг/кг. Организм рыб способен синтезировать метилртуть, которая накапливается в печени.

При варке рыбы и мяса концентрация ртути в них снижается, при аналогичной обработке грибов - остается без изменений.

Неорганические соединения ртути выделяются преимущественно с мочой, органические - с желчью и калом. Период полувыведения из организма неорганических соединений - 40 суток, органических - 76.

Защитным эффектом при воздействии ртути на организм человека обладают цинк и особенно селен. Токсичность неорганических соединений ртути снижают аскорбиновая кислота и медь при их повышенном поступлении в организм, органических - протеины, цистин, токоферолы.

Безопасным уровнем содержания ртути в крови считают 50-100 мкг/л, волосах - 30-40 мкг/г, моче - 5-10 мкг/сут. Человек получает с суточным рационом 0,045-0,060 мг ртути, что примерно соответствует рекомендуемой ФАО/ВОЗ норме по ДСП - 0,05 мг. ПДК ртути в водопроводной воде, идущей для приготовления пищи, составляет 0,005 мг/л, международный стандарт - 0,01 мг/л (ВОЗ, 1974 г.).

Медь. Содержание в земной коре составляет 4,5 мг/кг, морской воде - 1-25 мкг/кг, организме взрослого человека - около 100 мг/кг.

Медь, в отличие от ртути и мышьяка, принимает активное участие в процессах жизнедеятельности, входя в состав ряда ферментных систем. Суточная потребность - 4-5 мг. Дефицит меди приводит к анемии, недостаточности роста, ряду других заболеваний, в отдельных случаях - к смертельному исходу.

Однако при длительном воздействии высоких доз меди наступает «поломка» механизмов адаптации, переходящая в интоксикацию и специфическое заболевание. В этой связи является актуальной проблема охраны окружающей среды и пищевой продукции от загрязнения медью и ее соединениями. Основная опасность исходит от промышленных выбросов, передозировки инсектицидами, другими токсичными солями меди, потребления напитков, пищевых продуктов, соприкасающихся в процессе производства с медными деталями оборудования или медной тарой.

Цинк. Содержится в земной коре в количестве 65 мг/кг, морской воде - 9-21 мкг/кг, организме взрослого человека - 1,4-2,3 г/кг.

Цинк входит в состав около 80 ферментов, участвуя тем самым в многочисленных реакциях обмена веществ. Типичными симптомами недостаточности цинка являются замедление роста у детей, половой инфантилизм у подростков, нарушение вкуса и обоняния и др.

Суточная потребность в цинке взрослого человека составляет 15 мг. Цинк, содержащийся в растительных продуктах, менее доступен для организма. Цинк из продуктов животного происхождения усваивается на 40%. Содержание цинка в пищевых продуктах составляет, мг/кг: мясо - 20-40, рыбопродукты - 15-30, устрицы - 60-1000, яйца - 15-20, фрукты и овощи - 5, картофель, морковь - около 10, орехи, зерновые - 25-30, мука высшего сорта - 5-8; молоко - 2-6 мг/л. В суточном рационе взрослого человека содержание цинка составляет 13-25 мг. Цинк и его соединения малотоксичны. Содержание цинка в воде в концентрации 40 мг/л безвредно для человека.

Вместе с тем возможны случаи интоксикации при нарушении использования пестицидов, небрежного терапевтического применения препаратов цинка. Признаками интоксикации являются тошнота, рвота, боль в животе, диарея. Отмечено, что цинк в присутствии сопутствующих мышьяка, кадмия, марганца, свинца в воздухе на цинковых предприятиях вызывает у рабочих «металлургическую» лихорадку.

Известны случаи отравления пищей или напитками, хранившимися в железной оцинкованной посуде. В этой связи приготовление и хранение пищевых продуктов в оцинкованной посуде запрещено. ПДК цинка в питьевой воде - 5 мг/л, для водоемов рыбохозяйственного назначения - 0,01 мг/л.

Олово. Необходимость олова для организма человека не доказана. Вместе с тем в организме взрослого человека около 17 мг олова, что указывает на возможность его участия в обменных процессах.

Количество олова в земной коре относительно невелико. При поступлении олова с пищей всасывается около 1%. Олово выводится из организма с мочой и желчью.

Неорганические соединения олова малотоксичны, органические - более токсичны. Основным источником загрязнения пищевых продуктов оловом являются консервные банки, фляги, железные и медные кухонные котлы, другая тара и оборудование, которые изготавливаются с применением лужения и гальванизации. Активность перехода олова в пищевой продукт возрастает при температуре хранения выше 20° С, высоком содержании в продукте органических кислот, нитратов и окислителей, которые усиливают растворимость олова.

Опасность отравления оловом увеличивается при постоянном присутствии его спутника - свинца. Не исключено взаимодействие олова с отдельными веществами пищи и образование более токсичных органических соединений. Повышенная концентрация олова в продуктах придает им неприятный металлический привкус, изменяет цвет. Имеются данные, что токсичная доза олова при его однократном поступлении - 5-7 мг/кг массы тела. Отравление оловом может вызвать признаки острого гастрита (тошнота, рвота и др.), отрицательно влияет на активность пищеварительных ферментов.

Действенной мерой предупреждения загрязнения пищи оловом является покрытие внутренней поверхности тары и оборудования стойким, гигиенически безопасным лаком или полимерным материалом, соблюдение сроков хранения баночных консервов, особенно продуктов детского питания, использование для некоторых консервов стеклянной тары.

Железо. Занимает четвертое место среди наиболее распространенных в земной коре элементов (5% земной коры по массе).

Этот элемент необходим для жизнедеятельности как растительного, так и животного организма. У растений дефицит железа проявляется в желтизне листьев и называется хлорозом, у человека вызывает железодефицитную анемию, поскольку железо участвует в образовании гемоглобина. Железо выполняет целый ряд других жизненно важных функций: перенос кислорода, образование эритроцитов и т.д.

В организме взрослого человека содержится около 4,5 г железа. Содержание железа в пищевых продуктах колеблется в пределах 0,07-4 мг в 100 г. Основным источником железа в питании являются печень, почки, бобовые культуры. Потребность взрослого человека в железе составляет около 14 мг/сут, у женщин в период беременности и лактации она возрастает.

Железо из мясных продуктов усваивается организмом на 30%, из растений на 10%.

Несмотря на активное участие железа в обмене веществ, этот элемент может оказывать токсическое действие при поступлении в организм в больших количествах. Так, у детей после случайного приема 0,5 г железа или 2,5 г сульфата железа наблюдали состояние шока. Широкое промышленное применение железа, распространение его в окружающей среде повышает вероятность хронической интоксикации. Загрязнение пищевых продуктов железом может происходить через сырье, при контакте с металлическим оборудованием и тарой, что определяет соответствующие меры профилактики.

В таблице приводятся допустимые уровни содержания металлов в пищевых продуктах и продовольственном сырье, определенные санитарными правилами и нормами.

Таблица 1 Допустимые уровни содержания химических элементов в пищевых продуктах и продовольственном сырье, мк/кг, не более

Группы продуктов	Токсические элементы
	Pb	Cd	As	Hg	Cu	Zn
Мясо и продукты его переработки
Колбасы и кулинарные изделия из мяса и птицы в стеклянной, алюминиевой и цельнотянутой жестяной таре	0,5 (0,3)	0,05 (0,03)	0,1	0,03 (0,02)	5,0	70,0 (50)
Консервы из мяса и птицы в сборной жестяной таре	1,0	0,1	0,1	0,03	5,0	70,0
	Дополнительно: Sn - 200,0
Субпродукты с/х животных и птиц	0,6	0,3	1,0	0,1	20,0	100,0
Почки и продукты их переработки	1,0	1,0	1,0	0,2	20,0	100,0
Яйца	0,3	0,01	0,1	0,02	3,0	50,0
Яичный порошок	3,0	0,1	0,5	0,1	15,0	200,0
Молоко и продукты его переработки
Молоко и кисломолочные изделия	0,1 (0,05)	0,03 (0,02)	0,05	0,005	1,0	5,0
Молоко сгущенное, стерилизованное в банках	0,3	0,1	0,15	0,015	3,0	15,0
	Дополнительно: Sn - 200,0
Группы продуктов	Токсические элементы
	Pb	Cd	As	Hg	Cu	Zn
Молоко и молочные изделия сухие	0,1 (0,05)	0,03	0,05	0,005	1,0	5,0
Сыры и творожные изделия	0,3	0,2	0,2	0,02	4,0	50,0
Рыба, рыбные и другие продукты
Рыба свежая, охлаждённая и мороженная: пресноводная хищная морская тунцовые	1,0 1,0 2,0	0,2 0,2 0,2	1,0 5,0 5,0	0,3 0,4 0,7	10,0 10,0 10,0	40,0 40,0 40,0

1.2 Радионуклиды

Влияние радионуклидов на живой организм. Большие дозы радиации убивают клетку, останавливают ее деление, угнетают ряд биохимических процессов, лежащих в основе жизнедеятельности, повреждают структуру ДНК и тем самым нарушают генетический код и лишают клетку информации, лежащей в основе ее жизнедеятельности. Радиоактивные элементы, попадающие в организм, вызывают возникновение свободных радикалов - частиц, обладающих высоким повреждающим действием на живую клетку. При больших дозах происходят серьезнейшие повреждения тканей, а малые могут вызвать рак и индуцировать генетические дефекты, которые, возможно, проявятся у детей и внуков человека, подвергшегося облучению, или у его более отдаленных потомков. Это проявляется как при наружном, так и при внутреннем облучении, когда в организм попадают радионуклиды: стронций-90, рубидий-87, цезий-137 и другие.

Из организма быстро выводятся радиоактивные вещества, концентрирующиеся в мягких тканях и внутренних органах (цезий, молибден, рутений, йод, теллур), медленно - прочно фиксированные в костях (стронций, плутоний, барий, иттрий, цирконий, ниобий, лантаноиды). Из большого числа радионуклидов наибольшую значимость как источник облучения населения представляют стронций-90 и цезий-137.

Стронций-90. Период полураспада стронция-90 составляет 29 лет. При попадании стронция внутрь его концентрация в крови уже через 15 мин достигает значительной величины, а в целом этот процесс завершается через 5 часов. Стронций избирательно накапливается в основном в костях и облучению подвергаются костная ткань, костный мозг, кроветворная система. Вследствие этого развивается анемия, называемая в народе «малокровием». Исследования показали, что радиоактивный стронций может находиться и в костях новорожденных. Биологический период полувыведения стронция из скелета составляет свыше 30 лет. Ускорение выведения из организма стронция является труднейшей задачей. По крайней мере до сих пор не найдено высокоэффективных средств для быстрого выведения этого радиоактивного элемента из организма.

Цезий-137. После стронция-90 цезий-137 является самым опасным радионуклидом для человека. Он хорошо накапливается растениями, попадает в пищевые продукты и быстро всасывается в желудочно-кишечном тракте. Цезий-137 - долгоживущий радионуклид, период его полураспада составляет 30 лет. До 80% цезия откладывается в мышечной ткани. Около 10% нуклида быстро выводятся из организма, остальная часть - более медленными темпами.

Поступление радионуклидов в организм человека с пищей. Многие радионуклиды накапливаются в почве, затем с пылью и продуктами питания попадают в организм. Мало радиоактивных веществ поступает в рацион с пищевыми продуктами морского происхождения, так как из-за высокой минерализации морской воды продукты моря очень слабо загрязнены стронцием и цезием. Свободны от загрязнения радионуклидами глобальных выпадений артезианские и многие грунтовые воды благодаря изоляции от поверхности земли. А вот воды подземных водоемов, талые, дождевые воды могут служить источником поступления некоторых радионуклидов в организм человека.

Хлебопродукты являются ведущим поставщиком радионуклидов в организм. На втором месте по значимости стоит молоко, на третьем - картофель, овощи и фрукты, затем мясо и рыба. В пресноводной рыбе радионуклидов больше, чем в морской, в растительноядной - больше, чем в хищной.

Профилактика и меры борьбы с внутренним облучением. Некоторые пищевые вещества обладают профилактическими радиозащитным действием или способностью связывать и выводить из организма радионуклиды. К ним относятся полисахариды (пектин, декстрин), фенольные и фитиновые соединения, этиловый спирт, некоторые жирные кислоты, микроэлементы, витамины, ферменты, гормоны, а также липополисахариды, находящиеся в листьях винограда и чая. Радиоустойчивость организмов повышают некоторые антибиотики (биомицин, стрептомицин), наркотики (нембутал, барбамил). К очень важным радиозащитным соединениям относятся так называемые «витамины противодействия». В первую очередь это относится к витаминам группы В и С. Из многочисленного ряда фенольных веществ наибольший интерес вызывают флавоноиды, способствующие удалению радиоактивных элементов из организма. Источниками флаваноидов являются мандарины, черноплодная рябина, облепиха, боярышник, пустырник, бессмертник, солодка. Этиловый спирт обладает выраженным профилактическим радиозащитным действием на организм человека.

Рассмотрим продукты, способствующие выведению из организма радионуклидов.

Кальций, содержащийся в скорлупе куриных яиц, способствует выведению из организма стронция. Скорлупу употребляют от 2 до 6 г в день. Яйца предварительно моются теплой водой с мылом, хорошо ополаскиваются. В большинстве случаев скорлупа не требует специальной стерилизации. Для маленьких детей необходимо на 5 мин помещать ее в кипящую воду. Скорлупа от яиц, сваренных вкрутую, чуть менее активна, но зато полностью готова к использованию, пройдя стерилизацию в процессе варки. Растирать в порошок лучше в ступке: замечено, что при использовании кофемолки препарат получается менее активный. Прием с утренней едой - творогом или кашей. Кроме того, в скорлупе содержатся 27 микроэлементов, её употребление препятствует таким заболеваниям как искривление позвоночника, хрупкость костей, подверженность простудам.

Перепелиные яйца - эффективное средство при лечении малых доз радиоактивного облучения. В них очень много витаминов, аминокислот и других веществ, обладающих профилактическим радиозащитным действием.

В числе факторов, способных снижать усвоение стронция, входит потребление хлеба из темных сортов муки, содержащей фитин, который способен связывать этот радиоактивный элемент и препятствовать всасывания его в кишечник. Следует заметить, что фитин одновременно связывает и кальций, снижая его содержание в организме.

За счет механической обработки сырых продуктов (мытье, чистка) можно устранить значительное количество содержащихся в них цезия и стронция. Опыты показали, что таким путем удается удалить радионуклиды из моркови, томатов, шпината на 20-22% , картофеля, свеклы - на 30-40%, бобов - на 62%. У моркови, свеклы, репы и других корнеплодов рекомендуется срезать на 1-1,5 см верхнюю часть головки. В этой части плода содержится до 80% всех радиоактивных и других токсичных веществ (свинец, кадмий, ртуть). У капусты целесообразно удалять хотя бы верхний слой листьев и не использовать в пищу кочерыжку. Любой отваренный продукт теряет при варке до половины радионуклидов (в пресной воде до 30%, соленой до 50%). Жарить «подозрительные» мясо и рыбу не стоит. Хрустящая корочка не «выпустит» из продукта вредные вещества.

Мясо и рыбу, другие продукты лучше вымочить и готовить в воде с наибольшим количеством уксуса. Бульон после варки мяса лучше вылить. Но если нужен именно бульон, залейте мясо холодной водой, поварите минут 10, слейте воду. Налейте свежей воды и доварите бульон до готовности. Этот приём обеспечивает двукратное снижение радиоактивных веществ.

Для уменьшения радиоактивных элементов рекомендуется измельчать мясо и выдерживать в воде в течение нескольких часов. Без особой необходимость этого совета придерживаться не следует, так как при вымачивании теряется до 30% питательной ценности мяса.

При вымачивании грибов содержание цезия уменьшается на 30% , при отваривании - на 90%. А стронций остается практически на том же уровне.

При переработке молока в масло переходит лишь около 1% стронция-90. Молоко, загрязненное цезием-137 и другими короткоживущими нуклидами, легко обезвредить, превратив его в нескоропортящиеся продукты (сгущенное и порошкообразное молоко, сыр, масло) и подвергнув их соответствующей выдержке. Практически отсутствуют радиоактивные элементы в крахмале, сахаре, рафинированном растительном масле.

При составлении пищевого рациона следует знать, что существуют растения и плоды, не накапливающие радиоактивные элементы. К их числу относится топинамбур.

В то же время в отдельных случаях в результате обработки в пищу может поступить более загрязненный продукт, чем первоначальный. Например, концентрирование стронция-90 может происходить при изготовлении отрубей из зерна, производстве некоторых видов сыра, приготовлении ухи, когда часть радионуклидов, содержащихся в костях, плавниках и чешуе, переходит в бульон. Может также увеличиваться поступление стронция-90 из рыбы при ее консервировании за счет обработки высокой температурой под давлением, в результате которой обычно несъедобные части (кости) размягчаются и превращаются в съедобные.

1.3 Вещества, применяемые в растениеводстве и животноводстве

Пестициды - химические соединения, применяемые для защиты культурных растений от вредных организмов. Пестициды различаются по объектам применения. Например: гербициды используются для борьбы с сорными растениями, зооциды - для борьбы с грызунами, инсектициды - для борьбы с вредными насекомыми.

Больше всего пестицидов может содержаться в овощах, молочных продуктах, зерне и зернобобовых, меньше всего - в рыбе и растительных маслах. Острые отравления пестицидами встречаются довольно редко. Гораздо чаще наблюдаются хронические отравления пестицидами и их метаболитами.

Применение химических средств защиты растений ставит ряд проблем.

Первая из них связана с тем, что определенные пестициды, например ДДТ и ртутьорганические соединения, имеют тенденцию накапливаться в живых организмах. В некоторых случаях пестициды не только накапливаются в организме в количестве большем, чем в окружающей среде, но их концентрация возрастает по мере продвижения по пищевым цепям. Это явление называют эффектом биологического усиления.

Вторая проблема связана с продолжительностью сохранения пестицидов в почве и на культурных растениях после обработки. ДДТ и пестициды, содержащие мышьяк, свинец и ртуть, относятся к группе устойчивых, они не разрушаются за время одного вегетационного сезона под действием солнца, ферментов или микроорганизмов.

Длительная устойчивость пестицидов является основным фактором в процессе вторичного загрязнения, когда продукты питания, никогда не обрабатываемые пестицидами, содержат их. Циркуляция пестицидов может происходить по следующим схемам «воздух > растения > почва > растения > травоядные животные > человек; почва > вода > зоофитопланктон > рыба > человек».

Третья проблема - это способность вредителей становиться устойчивыми к пестицидам: пестициды перестают их убивать. Устойчивость организма к пестициду - это биологическое свойство организма сопротивляться отравляющему действию пестицида, способность выживать и размножаться в присутствии химического вещества, которое раньше подавляло его развитие.

С четвёртой проблемой столкнулись сравнительно недавно. Пестициды основное влияние оказывают на почвенную биоту, т.е. - живую фазу почвы. Почвенные микроорганизмы либо адаптируются к пестицидам и начинают разрушать или использовать их, либо угнетаются и погибают. В любом случае это усложняет соблюдение технологии использования пестицида, что отрицательно сказывается на чистоте получаемого растительного и животного продовольственного сырья.

Пестициды обладают высокой токсичностью для организма человека, опасны в связи с возможностью мутагенного, тератогенного и канцерогенного действия. Они могут оказать токсическое действие на плод, не принося вреда организму матери и, выделяясь с молоком, затем отрицательно влиять на рост и развитие младенца.

Технологические способы снижения остаточных количеств пестицидов в пищевой продукции можно вкратце свести к следующим:

- мойка продуктов, лучше с использованием салфеток, моющих средств (депергентов, каустической соды, спиртов) в большом количестве воды (1:5);

- очистка растений от их наружных частей;

- тепловая обработка продуктов, особенно мяса;

- мойка овощей, содержащих пестициды, перед закладкой на хранение.

Следует так же помнить, что:

- при квашении, мариновании не снижается содержание многих пестицидов;

- концентрации многих пестицидов повышаются при сушке плодов, например: яблок, цитрусовых, бобовых, винограда;

- при переработке зерна пестициды остаются в отрубях и почти не обнаруживаются в муке тонкого помола;

- пестициды разрушаются при длительном хранении продуктов, но не при низких температурах (-18-(-23)є С);

- при варке продуктов пестициды переходят в бульон;

- при тепловой обработке многие пестициды трансформируются в более токсичные соединения.

Нитраты, нитриты и нитрозосоединения. Нитраты - соли азотной кислоты, широко распространенные в окружающей среде, главным образом в почве и в воде. Весь нитратный азот находится в почве в растворе, легко подвижен и доступен для растений. Они входят в состав удобрений, а также являются естественным компонентом пищевых продуктов растительного происхождения. Нитритов - солей азотистой кислоты в растениях содержится небольшое количество, поскольку они представляют собой промежуточную форму восстановления окисленных форм азота в аммиак. Нитрозосоединения - вещества, содержащие нитрозогруппу (>N-N=O), к которой могут присоединяться различные радикалы.

ДСД нитратов - 5 мг на 1 кг массы тела человека, ДСД нитритов - 0,2 мг/кг. Наиболее опасны для организма нитриты, вызывающие превращение гемоглобина в метгемоглобин, который не способен переносить кислород, а нитраты в основном потенциально опасны, т.к. могут окисляться в организме до нитритов. Нитраты и нитриты так же в организме человека превращаются в нитрозосоединения, которые являются канцерогенами. Больше всего нитратов в листовой зелени, кольраби, редисе, нитрозосоединений - в солёной сельди, жареном беконе, солёно-вяленой рыбе. Нитрозосоединений нет в овощах, говядине и свинине, молоке, свежих сливках, кисломолочных продуктах, твороге, зерне, муке.

Можно выделить следующие источники поступления соединений азота в организм человека:

- в составе продуктов питания, содержащих соединения азота вследствие своего природного происхождения;

- с мясными изделиями, содержащими нитратные пищевые добавки;

- с продуктами питания, изготовленными из продовольственного сырья, полученного в условиях нарушения технологии использования азотных удобрений.

Снизить содержание нитратов и нитритов в пищевом сырье можно следующими способами и приёмами:

- строгое соблюдение агротехники;

- очистка, мытьё и вымачивание продуктов, бланшировка овощей;

- не использовать быстрозамороженную зелень, выращенную с использованием азотных удобрений;

- при консервировании не использовать овощи вместе с копчёностями (например, не консервировать паштет из подкопченного мяса с зеленью);

- варить продукты, при этом, не используя бульон.

Кроме того, можно принять меры по предотвращению образования в организме нитрозосоединений: постоянно потреблять витамин С и обогащать рацион питания клетчаткой и пектиновыми веществами.

Вещества, применяемые в животноводстве. С целью повышения продуктивности сельскохозяйственных животных, профилактики заболеваний, сохранения доброкачественности кормов в животноводстве широко применяются различные кормовые добавки, лекарственные и химические препараты: аминокислоты, минеральные вещества, ферменты, антибиотики, транквилизаторы, антибактериальные вещества, антиоксиданты, ароматизаторы, красители и др. Многие из них являются чужеродными для организма веществами, поэтому их остаточное содержание в мясе, молоке и жирах может отрицательно влиять на здоровье человека.

Антибактериальные вещества интенсивно применяют в ветеринарии и животноводстве для ускорения откорма, профилактики и лечения эпизоотических заболеваний, улучшения качества кормов, их сохранности и т.д.

Они способны переходить в мясо, молоко животных, яйца птиц, другие продукты и оказывать токсическое и аллергическое действие на организм человека. Допустимые уровни содержания антибактериальных веществ в продуктах питания регламентируются медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества.

Фоновый уровень природных гормонов и гормоноподобных соединений в пищевых продуктах невелик. Однако используемые в ветеринарии гормональные препараты для стимуляции роста животных, улучшения усвояемости кормов, многоплодия, регламентации сроков беременности, ускорения полового созревания загрязняют продовольственное сырьё и пищевые продукты.

Наличие в животноводческом сырье вышеперечисленных веществ затрудняет проведение ветеринарно-санитарной экспертизы продуктов, ухудшает их качество, приводит к возникновению резистентных форм микроорганизмов, а систематическое употребление является причиной различных форм аллергических реакций и дисбактериозов.

Применение лекарственных препаратов и кормовых добавок в ветеринарии, животноводстве и птицеводстве требует соблюдения определенных гигиенических правил, направленных на снижение загрязнения продовольственного сырья и пищевых продуктов. Представляется важным обеспечить необходимый контроль остаточных количеств загрязнителей в продуктах питания, использовать быстрые и надежные методы их анализа. Актуальность рассматриваемой проблемы обусловлена расширением поставок продукции из других стран с весьма разнообразным спектром разрешенных там препаратов.

«В качестве основных профилактических мероприятий следует отметить соблюдение гигиенических правил применения лекарственных средств и кормовых добавок, проведение дальнейших работ по изучению механизма их фармакологического действия и возможных отдаленных последствий. Немаловажное значение имеют накопление банка используемых препаратов, их идентификация, разработка достоверных методов определения в продовольственном сырье и пищевых продуктах».

1.4 Полициклические ароматические и хлорсодержащие углеводороды, диоксины и диоксиноподобные соединения

Полициклические ароматические углеводороды (далее ПАУ) образуются в процессе горения органических веществ (бензина, др. видов топлива, табака), в т.ч., при копчении, подгорании продуктов питания. Они содержатся в воздухе (пыль, дым), проникают в почву, воду, а оттуда - в растения и животных. ПАУ являются устойчивыми соединениями, поэтому обладают способностью накапливаться.

По своему действию на организм человека ПАУ являются канцерогенами, т.к. имеют углубление в структуре молекулы, характерное для многих канцерогенных веществ (рис.1).

Рис. 1 Бензапирен



В организм человека ПАУ попадают через дыхательную, пищеварительную систему, через кожу.

Снизить попадание ПАУ в организм можно: не допуская подгорания продуктов питания; сведя до минимума обработку продовольственного сырья и продуктов питания дымом; выращивая продовольственные растения вдали от промышленных зон; производя тщательную мойку продовольственного сырья и продуктов питания. Кроме того, большому риску попадания в организм ПАУ подвергаются курильщики и пассивные курильщики.

Хлорсодержащие углеводороды (хлорированные алканы и алкены) широко используются в качестве растворителей, есть пестициды.

Они летучи, растворимы в воде, липофильны, поэтому встречаются повсеместно и включаются в пищевые цепи.

Попадая в организм человека хлорсодержащие углеводороды разрушают печень, повреждают нервную систему.

Диоксины и диоксиноподобные соединения. К диоксинам - полихлорированным дибензодиоксинам (далее ПХДД) относится большая группа ароматических трициклических соединений, содержащих от 1 до 8 атомов хлора. Кроме этого существует две группы родственных химических соединений - полихлорированные дибензофураны (далее ПХДФ) и полихлорированные бифенилы (далее ПХБ), которые присутствуют в окружающей среде, продуктах питания и кормах одновременно с диоксинами.

В настоящее время выделено 75 ПХДД, 135 ПХДФ и более 80 ПХБ. Они являются высокотоксичными соединениями, обладающими мутагенными, канцерогенными и тератогенными свойствами.

Источники поступления диоксинов и диоксиноподобных соединений в окружающую среду, их круговорот, пути попадания в организм человека, воздействие на него схематично представлены на рисунке



1.5 Метаболиты микроорганизмов

Токсины стафилококков. Стафилококковые интоксикации - наиболее типичные пищевые бактериальные интоксикации. «Они регистрируются практически во всех странах мира и составляют более 30% всех острых отравлений бактериальной природы с установленным возбудителем». Пищевые отравления вызываются в основном токсинами золотистого стафилококка.

Рис. 2 Источники поступления диоксинов и диоксиноподобных соединений в окружающую среду, их круговорот, пути попадания и воздействие на организм человека

Основными факторами, влияющими на развитие бактерий золотистого стафилококка, являются температура, присутствие кислот, солей, сахаров, некоторых других химических веществ, а так же - прочих бактерий.

Бактерии золотистого стафилококка могут расти при температуре от 10 до 45° С. Оптимальная температура 35-37° С. Обычно клетки стафилококков погибают при 70-80° С, однако некоторые виды переносят нагревание до 100° С в течение 30 мин. Токсин, выделяемый бактериями стафилококка устойчив к действию высоких температур, для полного его разрушения требуется двухчасовое кипячение.

Большинство штаммов золотистого стафилоккока развиваются при значениях рН от 4,5 до 9,3 (оптимальные значения равны 7,0-7,5). Стафилококки чувствительны к присутствию отдельных видов кислот в окружающей среде. Губительны для стафилококков уксусная, лимонная, молочная, виннокаменная и соляная кислоты.

Установлено, что содержание 15-20% хлористого натрия в бульоне оказывало ингибирующее действие на стафилококк, а концентрация в 20-25% оказывала на него бактерицидное действие. Концентрация сахарозы 50-60% ингибирует рост бактерий, а концентрация 60-70% обладает бактерицидным действием.

Стафилококк инактивируется хлором, йодом, различными антибиотиками и такими химическими веществами, как бром, о-полифенол и гексахлорбензол. Однако эти соединения непригодны для обработки пищевых продуктов. Подавление роста золотистого стафилококка отмечалось в присутствии смеси молочнокислых и кишечных бактерий.

Причиной вспышек пищевых стафилококковых отравлений являются, как правило, продукты животного происхождения, такие как мясо, рыба и птицепродукты.

В молоко они могут попасть из вымени коров, больных маститом. Другими источниками являются кожные покровы животных и людей, занятых обработкой молока.

Свежая рыба и птица обычно не содержит стафилококков, но может быть заражена при их обработке, например, во время убоя или при последующей обработке. Вакуумная упаковка ингибирует рост стафилококковых бактерий в мясных продуктах.

Симптомы стафилококковой интоксикации человека можно наблюдать через 2-4 ч после употребления зараженного пищевого продукта. Однако начальные признаки могут появиться и через 0,5, и через 7 ч. Вначале наблюдается слюноотделение, затем тошнота, рвота, понос.

Температура тела повышается. Болезнь иногда сопровождается осложнениями: обезвоживанием, шоком, наличием крови или слизи в стуле и рвотных массах. К другим симптомам заболевания относятся головная боль, судороги, потение и слабость. Степень проявления этих признаков и симптомов, а также тяжесть заболевания определяются, главным образом, количеством поступившего в организм токсина и чувствительностью заболевших. Выздоровление часто наступает через 24 ч, но может потребоваться несколько дней.

Смертельные случаи в результате стафилококкового пищевого отравления отмечаются редко.

При появлении первых признаков отравления необходимо срочно обратиться к врачу. Доврачебная помощь состоит из промывания желудка, очищения кишечника, приема активированного угля.

Для профилактики отравления необходимо: не допускать к работе с пищевыми продуктами лиц, страдающих гнойничковыми заболеваниями кожи, с острыми катаральными явлениями верхних дыхательных путей; обеспечить соблюдение режимов тепловой обработки продуктов, гарантирующих гибель токсина стафилококка, а также создать условия хранения продуктов в холодильниках при температуре 2-4° С.

Ботулинический токсин рассматривается как наиболее сильнодействующий яд в мире и входит в арсенал биологического оружия.

Пищевое отравление, наступающее при употреблении продуктов питания, содержащих токсин бактерий Clostridium botulinum, называется ботулизмом. Это - тяжелое заболевание, часто со смертельным исходом.

Clostridium botulinum - это строго анаэробная бактерия. Микроорганизм образует теплоустойчивые эндоспоры.

В природе широко распространены споры различных типов Clostridium botulinum, которые регулярно выделяются из почвы в различных частях мира и менее часто из воды, кишечника рыб и др. животных.

Clostridium botulinum типов А и В размножается в диапазоне температур от 10 до 50° С. Тип Е может размножаться и продуцировать токсин при 3,3° С. Полное разрушение спор Clostridium botulinum достигается при 100° С через 5-6 ч, при 105° С - через 2 часа, при 120° С - через 10 мин.

Развитие ботулобактерий и их токсинообразование задерживается поваренной солью, а при концентрации соли 6-10% рост их прекращается.

Clostridium botulinum А и В размножается в пищевых продуктах при рН 4,6 или ниже. Устойчивость в кислой среде уменьшается, если в ней имеется хлористый натрий или другие ингибирующие агенты. Clostridium botulinum типа Е более чувствителен к кислотам, чем микроорганизмы других типов.

Установлено, что хлор может инактивировать споры Clostridium botulinum. Споры Clostridium botulinum инактивируются облучением.

Симптомы ботулизма проявляются в основном в поражении центральной нервной системы. Основные симптомы - двоение в глазах, опущение век, поперхивание, слабость, головная боль. Могут также наблюдаться затрудненность глотания или потеря голоса. Больной, как правило, не испытывает особых болезненных ощущений, кроме головной боли, и остается в полном сознании, хотя его лицо может потерять выразительность из-за паралича мышц лица. Продолжительность инкубационного периода в среднем 12-36 ч, но может колебаться от 2 ч до 14 дней.

Профилактика ботулизма включает быструю переработку сырья и своевременное удаление внутренностей (особенно у рыб); широкое применение охлаждения и замораживания сырья и пищевых продуктов; соблюдение режимов стерилизации консервов; запрещение реализации консервов с признаками бомбажа или повышенным уровнем брака (более 2%) - хлопающими концами банок, деформациями корпуса, подтеками и др. - без дополнительного лабораторного анализа; санитарная пропаганда среди населения опасности домашнего консервирования, особенно герметически укупоренных консервов из грибов, мяса и рыбы. Доврачебная помощь аналогична помощи при стафилококковом отравлении.

Микотоксины. Особой и довольной опасной для организма человека группой токсинов микробиологического происхождения являются микотоксины. Это токсические метаболиты плесневых грибов. Известно 250 видов микроскопических грибов, продуцирующих около 500 токсических метаболитов. Например: токсины спорыньи, вызывающие «антонов огонь» и «злые корчи», токсины фузариев, вызывающие расстройство пищеварения, координации движений, паралич и смерть у людей и животных.

Микотоксинами могут быть заражены в большей степени арахис, кукуруза, зерновые, бобовые, семена хлопчатника, орехи, некоторые фрукты, овощи, специи, корма, соки, пюре, компоты, джемы. Заражённые микотоксинами продукты вызывают такую разновидность пищевых интоксикаций, как микотоксикозы.

Профилактика микотоксикозов включает: регулярный санитарный, ветеринарный, агрохимический контроль; тщательную сортировку продовольственного сырья и продуктов питания перед использованием; применение химических методов уничтожения плесневых грибов, которые, однако, чаще всего малоэффективны и дорогостоящи; а так же помол зерновых и тепловая обработка продуктов.

Пути загрязнения пищевых продуктов микотоксинами схематично представлены на рисунке 3.



1.6 Метаболизм чужеродных соединений в организме человека

Все чужеродные соединения, попадая в организм человека или животных, распределяются в различных тканях, накапливаются, подвергаются метаболизму и выводятся. Эти процессы требуют отдельного рассмотрения.

Сначала чужеродные соединения поступают в водную среду организма. Ведь тело человека состоит в основном из воды, которая распределяется следующим образом:

Рис. 3 Пути загрязнения пищевых продуктов микотоксинами (В.А. Тутельян, Л.В. Кравченко)

– объем крови у взрослого человека составляет около 3 л;

– объем внеклеточной жидкости, омывающей внутренние органы, достигает 15 л;

– включая количество воды внутри клеток, общий объем жидкости составляет приблизительно 42 л.

Лекарства и токсичные соединения по-разному распределяются среди этих составляющих. Одни остаются в крови, другие поступают в межклетники или вовнутрь клеток. Следует учесть, что многие лекарства и токсичные соединения являются слабыми кислотами или основаниями, что может сильно влиять на их распределение среди клеточных мембран, они не будут проникать сквозь мембраны.

...