Ксенобиотики в пищевых продуктах. Пути поступления ксенобиотиков в организм человека. Патогенное действие на организм человека (тератогенный, канцерогенный и мутагенный эффекты).

В зависимости от химической природы соединений и их воздействия на организм человека все загрязняющие соединения можно разбить на девять групп.

К первой группеотносят радионуклиды, которые могут попасть в пищевые продукты случайно или в результате специальной обработки. Особенно остро встала проблема загрязнения пищевых продуктов после аварии на Чернобыльской атомной станции.

Ко второй группе относят тяжелые металлыи другие химические элементы, которые в концентрациях выше физиологической потребности вызывают токсическое или канцерогенное воздействие на организм человека. Основную массу загрязняющих тяжелых металлов и соединений составляют: фтор, мышьяк и алюминий а также хром, кадмий, никель, олово, медь, свинец, цинк, сурьма и ртуть.(морковь, рис , картошка , хлеб)

К третьей группе относят микотоксины— соединения, накапливающиеся в результате жизнедеятельности плесневых грибов. Как правило, грибы развиваются на поверхности пищевых продуктов, а продукты их метаболизма могут проникать и вовнутрь. На сегодня известно свыше 100 микотоксинов, но наиболее известны афлатоксины и патулин.

В четвертую группу включают пестициды и гербициды. Эти соединения используются для защиты растений в сельском хозяйстве и попадают чаще всего в пищевые продукты растительного происхождения. В настоящее время известно более 300 наименований пестицидов и гербицидов.(зеленые овощи)

В пятую группуотносят нитраты, нитриты и их производные нитрозамины. Соединения азотной и азотистой кислот в нашем организме не метаболируются, поэтому их поступление приводит к нарушению биохимических процессов в организме в виде токсических и канцерогенных проявлений.(мясо ,зеленые овощи) нитраты превращают гемоглобин в мет-гемоглобин, неспособный переносить кислород.

К шестой группезагрязняющих веществ относят детергенты (моющие средства).При переработке пищевых продуктов используют оборудование из нержавеющей стали. После каждой рабочей смены оборудование (особенно в молочной и консервной промышленности) моют с применением каустической соды или других моющих средств. При плохом ополаскивании оборудования первые порции пищевой продукции будут содержать детергенты.

В седьмую группузагрязняющих веществ относят антибиотики, антимикробные вещества и успокаивающие средства. Эти соединения, поступая с продуктами питания, воздействуют на микроорганизмы толстого кишечника и способствуют развитию у человека дисбактериоза, а также привыканию патогенных микроорганизмов к этим антибиотикам.

К восьмой группеотносят антиоксиданты и консерванты. Эти вещества используют для продления срока хранения пищевых продуктов, за счет блокирования химических и биохимических процессов. При поступлении в организм человека данные соединения блокируют отдельные биохимические процессы, либо воздействуют на бифидобактерии желудочно-кишечного тракта человека. Это способствует развитию дисбактериоза.

В девятую группузагрязняющих веществ входят соединения, образующиеся при длительном хранении или в результате высокотемпературной обработки пищевых продуктов. К ним относят продукты химического разрушения Сахаров, жиров, аминокислот и продукты реакций между ними. Эти простые и комплексные соединения организм человека не может метаболировать, что приводит к накоплению этих соединений в печени человека, а возможно и к нарушению биохимических процессов в организме.

Пути поступления:

• чрезкожное:а)через эпидермис;б)через сальные и потовые железы;в)через волосяные фолликулы. Для низкомолекулярныхи липофильныхсоед-й основным является трансэпителиальный путь.На процесс резорбции в наибольшей степени влияют физ.-хим.свойства,и прежде всего их липофильность.

• резорбция через слиз.оболочки. Слиз.оболочки лишены рогового слоя и жир.плёнки.Резорбция в-в черезслизистые определяется след.факторами:1.агрегатное сост-е в-ва;2.доза и концентрация ксенобиотика;3.вид слиз. оболочки,её толщина;4.продолжительность контакта;5.интенсивность кровоснабжения анатомич. структуры.

• пероральное поступление.Некоторые ксенобиотики могут поступать в организм при помощи активного транспорта.Но основным явл.механизм пассивной диффузии в-в через эпителий ЖКТ.

• ингаляционное поступление.Кроме вдыхаемого кислорода и другие в-ва, находящиеся в форме газа или пара,могут легко проникать через лёгкие в кровоток. Крупные частицы накапливаются на слизистой верхних отделов дых.путей, средние-в белее глубоких отделах, мельчайшие-могут достичь поверхности альвеол.

После резорбции в кровь вещество в соответствии с градиентом концентрации распределяется по всем органам и тканям. Вещества распределяются неравномерно в организме.Некоторые избирательно накапливаются в том или ином органе,ткани ,клетках определенного типа. Например,свинец,стронций депонируютсяв основном в костях .Различные токсиканты могут образовывать с биол.молекулами ковалентные связи и таким образом накапливаться в тканях.Мышьяк вследствие высокого сродства к кератину депонируется в ногтях.Другой механизм депонирования — накопление липофильныхв-в в жировой ткани. Пример: полициклические ароматические углеводороды,некоторые хлорорганические инсектициды.

Тератогенным называется действие химического вещества на организм матери, отца или плода, сопровождающееся существенным увеличением вероятности появления структурно-функциональных нарушений у потомства. Вещества, обладающие тератогенной активностью, называются тератогенами. Дословный перевод термина "тератогенез" означает "рождение монстров" . В ходе лабораторных и эпидемиологических исследований установлено, что многие ксенобиотики имеют достаточно высокий потенциал репродуктивной токсичности. Из обследованных примерно трех тысяч ксенобиотиков около 40% обладают свойствами тератогенов. Существует четыре типа патологии развития плода: гибель, уродства, замедление роста, функциональные нарушения. Действие токсиканта, сопровождающееся гибелью эмбриона, чаще обозначается как эмбриотоксическое.

В ходе изучения тератогенеза, удалось выявить ряд закономерностей, среди них основными являются: 1) токсикокинетические; 2) генетической предрасположенности; 3) критических периодов чувствительности; 4) общности механизмов формирования; 5) дозовой зависимости.

Особенности токсикокинетики. Тератогенным действием на плод обладают лишь вещества, хорошо проникающие через плацентарный барьер. Многие тератогены подвергаются в организме ма.

Генетическая предрасположенность. Чувствительность к тому или иному тератогену существенно различается у представителей различных видов, подвидов и даже индивидов одного и того же вида. Так, кролики и мыши очень чувствительны к кортизону, вызывающему у потомства расщепление неба. У крыс этот дефект при действии вещества не выявляется. К тератогенному действию талидомида чрезвычайно чувствительны люди, высшие приматы, некоторые лини кроликов-альбиносов; отдельные линии крыс и мышей реагируют только на очень высокие дозы вещества. Большинство млекопитающих — резистентны к действию токсиканта.тери или плода биоактивации.

Критические периоды чувствительности.. Сложный процесс эмбриогенеза включает пролиферацию, дифференциацию зародышевых клеток, их миграцию в развивающемся организме и, наконец, начало собственно органогенеза. Все эти явления должны следовать в определенном порядке и быть абсолютно согласованны. На раннем этапе эмбрионального развития в период быстрой пролиферации клеток (первые 2 недели развития) их повреждение токсикантами, как правило, заканчивается гибелью эмбриона. Период наивысшей чувствительности к тератогенам, в котором они оказывают наиболее значимое действие на плод и индуцируют появление грубых морфологических дефектов, это период закладки зародышевых листков и начала органогенеза (первые 12 недель эмбрионального развития).

Механизмы формирования. Различные вещества с различным механизмом токсичности, при действии на плод в один и тот же критический период, часто вызывают одинаковые виды нарушений. Из этого следует, что значимым является не столько механизм действия токсиканта, сколько сам факт повреждения клеточных элементов на определенном этапе развития организма, инициирующий во многом одинаковый каскад событий, приводящих к уродствам

Дозовая зависимость действия. Большинство тератогенов имеют некий порог дозовой нагрузки, ниже которого вещество не проявляет токсических свойств. По всей видимости, появление дефектов развития предполагает повреждение некоего критического количества клеток, выше того, которое эмбрион в состоянии быстро компенсировать. Если количество поврежденных клеток будет ниже этого уровня, действие токсиканта пройдет без последствий, если значительно выше — произойдет гибель плода.

Канцерогенами называются химические вещества, воздействие которых достоверно увеличивает частоту возникновения опухолей или сокращает период их развития у человека или животных.

В настоящее время около 20 веществ, достаточно широко используемых в промышленности, отнесены к числу канцерогенов для человека (однако этот список постоянно увеличивается). Кроме того, убедительно доказано, что работа на целом ряде производств сопряжена с риском канцерогенеза, хотя конкретные причины (вещества), провоцирующие процесс не установлены. Это производства по синтезу аминов (рак мочевого пузыря), обработка изделий из хрома (рак лёгких), кадмия (рак простаты), никеля (рак слизистой полости носа и лёгких), резины (рак легких), гематитовые шахты (рак лёгких). Данные о смертности от новообразований, сопряженных с профессиональной деятельностью противоречивы. По оценкам специалистов США она может составлять от 5 до 20% всех смертей от рака в этой стране.

В ряде случаев канцерогенез есть результат сочетанного действия ксенобиотиков. Так, ведущим канцерогенным фактором для человека является табачный дым. Показано, что около 90% случаев рака лёгких есть следствие неумеренного курения. До 30% смертей от рака мочевого пузыря и желудочно-кишечного тракта также связано с этой привычкой.

Канцерогенными свойствами обладают некоторые вещества природного происхождения, например афлатоксины (провоцируют развитие рака печени). Высокое содержание афлатоксинов отмечается в продуктах питания, потребляемых жителями некоторых регионов мира (Африка, Восточная Азия). Здесь эти вещества поступают в организм человека в дозах, во много раз превосходящих канцерогенные для экспериментальных животных.

В материалах, опубликованных Международной Ассоциацией Исследований Рака (МАИР), содержится указание на более чем 60 вероятных и 150 возможных веществ, факторов и производств, контакт с которыми сопряжен с реальным риском развития новообразований 

Природные канцерогены, это вещества, содержание которых в среде не зависит от деятельности человека. Их вклад в онкозаболеваемость считается незначительным. Иногда канцерогены естественного происхождения могут накапливаться в организмах живых существ и растениях и по пищевым цепям попадать в организм человека (токсины сине-зеленых водорослей, афлатоксины).

Сведения о мутагенном действиипромышленных ядов на человека еще ограниченны. Генетическая опасность для потомства млекопитающих доказана лишь для немногих промышленных ядов (этиленимин, бензол, диметилнитрозамин, соединения ртути, свинца и некоторые другие). Нарушения генетического кода могут проявиться спустя длительное время, причем продолжительность этого периода может быть различной.( нитриты-превращают аминогруппы азотистых оснований в гидроксильные, Ц меняется на У). Имеется определенная корреляция между выраженностью канцерогенных, тератогенных и мутагенных свойств. Эта закономерность выявлена, например, в отношении веществ, обладающих алкилирующими свойствами (этиленимин, диазометан, иприт азотистый, некоторые нитрозосоединения и др.). Многие из них являются одновременно и аллергенами, например токсические продукты табачного производства.