Лекція №2
Тема: Гігієнічне регламентування шкідливих хімічних речовин в оточуючому середовищі та харчових продуктах.
До нехарчових компонентів їжі, небезпечних для здоров’я людини, належать ксенобіотики (чужорідні хімічні речовини) та біологічні контамінанти (патогенна мікрофлора, гельмінти та ін.).
За даними вітчизняних та зарубіжних авторів, із загальної кількості сторонніх хімічних речовин, що потрапляють у організм, 50-80% надходить з їжею:
95% пестицидів – з продуктами харчування, 4,7% - з водою і тільки 0,3% - з атмосферним повітрям, зовсім незначна кількість проникає через шкіру;
нітрати і нітрити найчастіше надходять з овочами (близько 70% від добового споживання), 30% - з водою, м’ясними виробами тощо;
94% радіонуклідів потрапляє з харчовими продуктами, 5% - з водою, 1% - з повітрям.
Шкідливий вплив на організм людини можуть чинити:
Продукти, одержані за новою технологією шляхом хімічного, або мікробіологічного синтезу, не апробовані або виготовлені з порушенням технологічного процесу чи з некондиційної сировини;
Продукти, які містять харчові добавки (консерванти, барвники, ароматизатори, антиоксиданти), що не входять до списку дозволених або використовуються у завищених дозах;
Продукти рослинництва або тваринництва, які містять недозволену кількість пестицидів та інших шкідливих для організму речовин;
Продукти рослинництва, одержані з використанням неапробованих, недозволених добрив або нераціональних доз їх внесення або зрошувальних вод (відходи промисловості й тваринництва, комунальні , стічні води, активний мул з очисних споруд);
Продукти птахівництва і тваринництва, одержані з використанням не апробованих, недозволених або неправильно застосованих кормів, кормових добавок і консервантів (стимулятори росту, лікувальні й профілактичні медикаменти);
Токсиканти, які мігрували у харчові продукти з технологічного обладнання, посуду, інвентаря, тари при використанні не апробованих або недозволених пластмас, полімерних, гумових та інших матеріалів;
Токсичні речовини, що утворюються в харчових продуктах внаслідок термічної обробки, коптіння, см важення, опромінювання іонізуючою радіацією, ферментації та інших методів технологічної й кулінарної обробки (бензатрен, нітроза міни, мутагенні речовини);
Харчові продукти, які містять токсичні речовини, що надійшли із забрудненого повітря, ґрунту, води. Це важкі метали та інші елементи, а також полі циклічні ароматичні вуглеводні, нітрозаміни, радіонукліди.
Певна частина сторонніх речовин всмоктується в місці контакту (ротова порожнина, стравохід), а потім розноситься та розподіляється в крові, органах і клітинах. В результаті метаболічних змін і процесів детоксикації рівень їх знижується.
У першій фазі метаболізму хімічних речовин в організмі відбуваються процеси окиснення, відновлення та гідролізу. Вони відбуваються за участю ферментів у печінці, частково в надниркових залозах, нирках, кишечнику, легенях, крові, м’язовій тканині та ін. Мікросомальні ферменти каналізують не лише окиснення жирних кислот, терпенів і алкалоїдів, а й окиснення різних лікарських засобів, пестицидів, канцерогенних ароматичних вуглеводнів та інших речовин.
Макросомальні ферменти каналізують ароматичне гідроокиснення з утворенням фенолів; ациклічне окиснення з утворенням первинних, вторинних і третинних спиртів, де алкілування; N-окиснення, S-окиснення, при якому утворюються сульфоксиди або сильфони. Одночасно з окисненням відбуваються відновлення і гідроліз.
У другій фазі метаболізму хімічних речовин в організмі відбуваються процеси, які призводять до детоксикації. Серед інших реакцій синтез меркаптуронової кислоти при наявності ароматичних вуглеводнів, фенолів, складних ефірів та ін.
Хімічні речовини, що стимулюють активність деяких ферментів, можуть інтенсифікувати, не лише власні метаболічні перетворення, але й інших речовин, наявних в клітинах. При постійній дії на організм пестицидів та інших ХР значно зменшується дія лікарських засобів. Встановлено, що для метаболізму лікувальних речовин характерні індивідуальні відхилення, які пояснюються генетичними відмінностями. Так, у деяких людей метаболізм цих речовин відбувається так швидко, що в крові й тканинах не досягається концентрація, яка визначає терапевтичний ефект. А у осіб з уповільненим метаболізмом спостерігається нагромадження речовин, здатне викликати токсичну дію.
Кількість хімічних речовин, що нагромаджується в організмі, залежить від розподілу їх у тканинах і клітинах, способу введення і експозиції, віку й статі, мікроклімату. Більшість хімічних речовин виводяться із сечею, калом, повітрям при видиханні, через шкіру, із слиною або молоком.
Усі хімічні речовини токсичні, якщо вони надходять в організм у великій кількості. При дуже високих дозах навіть нешкідливі речовини можуть викликати небажані результати.
З метою охорони здоров’я людини у кожному регіоні встановлюються певні норми і межі, які гарантують безпеку продуктів харчування. Норматив характеризує кількість сторонньої речовини, яка при надходженні в організм людини протягом усього життя не підвищує ризик для споживача і вимірюється у міліграмах на 1 кг маси тіла. Нормативи встановлюються експериментально за допомогою лабораторних тварин (мишей, щурів), для яких визначається рівень вмісту сторонньої речовини в кормі , що не впливає на їх стан. Для підвищення надійності з врахуванням різної чутливості до ХР у людини і тварин вводять коефіцієнт екстраполяції. Крім того, враховується фактор безпеки. Його величину приймають у межах 1/10 – 1/500 залежно від токсичних характеристик ХР. Це означає, що кількість сторонньої речовини в добовому раціоні людини в розрахунку на 1 кг маси тіла повинна бути в 10-500 разів менша за максимальну величину, яка встановлена на 1 кг маси тварини.
Оцінка токсичності хімічної речовини грунується на абсолютно смертельній дозі, тобто мінімальній дозі, при якій тварини, взяті для дослідження, гинуть, а також на середній смертельній дозі (LD50), при якій їх гине 50%.
Особливо шкідливим може бути контакт із сторонніми речовинами для організму в період росту. Вони нагромаджуються у дуже високих концентраціях. Особливо чутливі до впливу ХР молоді жінки-годувальниці.
Захворювання хімічної етіології називаються інтоксикаціями. Вони бувають гострими, підгострими і хронічними.
При слабому впливі виникають неспецифічні, пердхворобні стани, які зворотні, але сильно знижують імунітет і сприяють розвитку інших захворювань.
Розрізняють так звані „віддалені ефекти”, які проявляються не під час дії ХР на організм, а через деякий час і навіть на наступних поколіннях. До них відносять ембріотоксичний, тератогенний, мутагенний і канцерогенний вплив; алергенний, гонадотропний вплив, прискорення процесу старіння.
Експериментально визначають гранично допустимі концентрації (ГДК) хімічних речовин в різних середовищах та продуктах харчування.
ГДК – концентрації ХР, які не шкідливі і при впливі на організм людини кожен день на протязі як завгодно тривалого часу не можуть викликати захворювань або відхилень в стані здоров’я, які можна виявити сучасними методами досліджень в будь-які терміни життя теперішнього і наступних поколінь (ГОСТ 17.4.1.01-84).
Порогову (ПК) і максимально недіючу (МНК) концентрацію ХР у воді, повітрі і харчових продуктах встановлюють в експериментах на модельних тваринах, яких на протязі тривалого часу затравлюють різними дозами регламентуємої ХР. Спосіб та умови введення досліджуваної речовини повинні імітувати реальні умови.
Важлива проблема нормування полягає в тому, що в реальному житті на людину впливають не один, а декілька факторів оточуючого середовища.
Комбінованою дією називають сумарну дію декількох факторів однієї природи (ряду хімічних речовин).
Поєднаною дією називають сумарну дію декількох факторів різної природи (ХР і УФ).
Комплексна дія – коли одна і та ж хімічна сполука потрапляє в організм декількома шляхами: перорально, респіраторно, через шкіру.
У більшості випадків при дії малих доз ХР спостерігається підсумовування (кумуляція). Таким чином можна розрахувати адаптивний ефект двох і більше факторів, виражаючи його в долях ГДК. Наприклад, якщо в повітрі концентрація фтору 0,001 мг/м3 (ГДК – 0,005), бензола – 0,16 мг/м3 (ГДК – 0,8), то в сумі 1/5 ГДК фтору + 1/5 ГДК бензолу менше 1 ГДК., і сумарна дія цих концентрацій хімічних речовин безпечна.
Принцип підсумовування можна застосувати і при підрахунках комплексної дії. Наприклад, коли речовина поступає в організм людини з повітрям, водою та їжею, то розрахунок роблять по формулі:
Сатм + Своди + Спрод ≤ 1, де
ГДКатм ГДКводи ГДКпрод
в чисельнику – концентрація даної речовини, у знаменнику – ГДК у відповідному середовищі.
У гігієні харчування базисним регламентом є добова допустима доза (ДДД) нормуємої ХР. Це максимальна доза (в мг на 1 кг маси тіла), щоденне пероральне поступлення якої на протязі всього життя людини нешкідливе, тобто не впливає на життєдіяльність, здоров’я теперішнього та майбутнього поколінь. Помножуючи ДДД на масу тіла (60 кг) визначають допустиме добове поступлення (ДДП) ХР (в мг/добу) в складі харчового раціону, в який входять добовий набір продуктів і вода.
Знаючи ДДД і ДДП і середній набір харчових продуктів у добовому раціоні, розраховують ГДК ксенобіотика в тих продуктах, де він може знаходитись.