Канцерогенные вещества. Общая характеристика, воздействие на человека.  Источники загрязнения

 

 

Историю изучения химического канцерогенеза принято отсчитывать с 1775г., когда английский врач П.Потт отметил, что рак мошонки встречается особенно часто у трубочистов, и объяснил это их постоянным контактом с каменноугольной смолой и сажей. Почти полтора века спустя это объяснение было подтверждено экспериментально: смазыванием в течение многих месяцев кожи кроликов каменноугольной смолой удалось вызвать рак. В 30-х годах ХХ в. из смолы были выделены индивидуальные вещества бензантрацен и другие полициклические углеводороды, которые вызывали рак кожи. В последние два десятилетия обнаружены канцерогенные вещества в разных классах химических соединений и биохимики приближаются к выяснению молекулярных механизмов канцерогенеза.

Бензатрацен в организме подвергается гидроксилированию с участием микросомальной системы окисления; в качестве промежуточного продукта образуется эпоксид.

Канцерогенные вещества весьма разнообразны по химической структуре и происхождению. Среди них есть как природные, так и антропогенные соединения. Приведем некоторые примеры из числа наиболее известных канцерогенов.

Ароматические амины. Вещества этой группы используются в больших количествах в производстве анилиновых красителей. У людей, занятых на этих работах, отмечалась повышенная частота рака мочевого пузыря; изучение причин болезни я привело к открытию канцерогенных свойств у многих ароматических аминов. Одним из них является 2-нафтиламiн. Метаболизм 2-нафтиламина происходит в основном в печенки. Канцерогеном является 2-амино-1-нафтол, однако в печени он быстро превращается в безвредные конъюгаты, которые выводятся с мочой.

В мочевом пузыре часть конъюгатов расщепляется гидролазами, имеющимися в моче в небольших количествах, и вновь образуется 2-амино-1-нафтол – канцероген, который при повторяющихся контактах человека с нафтиламином вызывает раковое перерождение клеток мочевого пузыря.

Другой амин - ацетиламинофлуорен - вызывает рак печени. В ходе его метаболизма образуется канцероген ацетиламино-флуоренсульфат, нестабильное вёщество с высокой алкилирующей способностью.

Нитраты - соли азотной кислоты с радикалом. Они входят в состав удобрений, а также являются естественным компонентом пищевых продуктов растительного происхождения.

В больших количествах нитраты опасны для здоровья человека. Человек относительно легко переносит дозу в 150...200 мг нитратов в сутки, 500 мг считается предельно допустимой дозой, а 600 мг в сутки - доза, токсичная для взрослого человека. для грудных детей токсичной является доза 10 мг/сут.

Для увеличения урожайности растительной продукции агрохимическая технология часто нарушается - в почву вносят повышенное количество азотсодержащях удобрений. Это приводит к увеличению содержания нитратов в растительном сырье и продуктах. Если овощи выращены без дополнительного внесения азотных удобрений, содержание в них нитратов будет примерно следующим: салат - 2900 мг/кг, петрушка - 250 мг/кг, капуста - 100 мг/кг, картофель - 20 мг/кг. При избытке азота в почве наибольшее количество нитратов накапливается в шпинате (до 6900 мг/кг), свекле (до 5000 мг/кг), салате (до 4400 мг/кг), редисе (до 3500 мг/кг). Наименьшее количество нитратов содержится при таких условиях в томатах.

Их содержание возрастает ближе к корню. Например, в листьях белокочанной капусты нитратов на 60... 70% меньше, чем в кочерыжке. В листьях салата их на 40.. .50% меньше, чем в листовых черенках.

Однако повышенное содержание нитратов в растениях может быть обусловлено не только применением больших доз азотных удобрений, но и рядом других факторов, влияющих на метаболизм азотсодержащих соединений. Такими факторами являются соотношение различных питательных веществ в почве, освещенность, температура, влажность и др. Факторы, тормозящие процесс фотосинтеза, замедляют скорость восстановления нитратов и включения их в состав белков.

Причиной повышенного содержания нитратов в овощах, выращенных под пленкой или в теплицах при большой загущенности посева, является недостаток света. Поэтому растения с повышенной способностью аккумулировать нитраты, не следует выращивать в затемненных местах, например в садах.

Известно, что овощи, выращенные на открытом грунте в период большой продолжительности светового дня, имеют большую питательную ценность, чем те, которые были выращены в закрытом грунте или в конце лета, когда продолжительность светового дня меньше. Отсюда возникает сомнение в целесообразности выращивания некоторых овощей в зимний период.

Большая освещенность и наличие большого количества солнечного света способствуют ассимиляции азота из почвы, что в конечном итоге обусловливает снижение содержания нитратов в растениях. Также действует и повышение температуры и влажности воздуха, способствуя увеличению активности нитратредуктазы, что ведет к снижению содержания нитратов в плодах и овощах.

На концентрацию нитратов в растениях оказывают влияние и сроки уборки урожая. Так, увеличение продолжительности вегетации в весенний период положительно сказывается на снижение содержания нитратов в овощах.

Способность растений аккумулировать нитраты в значительной степени зависит от их вида и сорта, способа и условий их подкормки, состава почвы и других факторов.

Следует также отметить, что при транспортировке, хранении и переработке сырья и продуктов питания может происходить микробиологическое восстановление нитратов под действием ферментов нктратредуктаз. Поэтому особенно опасно хранение готовых овощных блюд, содержащих нитраты при повышенной температуре и в течение длительного времени . Это же относится к мясным продуктам, в которые добавляют нитрит натрия или калия.

Потенциальная токсичность нитратов, содержащихся в повышенной концентрации в пищевом сырье и продуктах питания, заключается в том, что они при определенных условиях могут окисляться до нитритов, которые обусловливают серьезное нарушение здоровья не только детей, но и взрослых.

В организме человека нитриты образуются в пищеварительном тракте (желудке и кишечнике) или уже непосредственно в полости рта. Поступающие с пищей нитраты всасываются в пищеварительном тракте, попадают в кровь и с ней в ткани. Через 4... 12ч большая их часть (80% у молодых и 50% у пожилых людей) выводится из организма через почки. Остальное их количество остается в организме.

Концентрация нитратов в слюне пропорциональна их количеству, потребляемому с пищей. Величина этой концентрации влияет на образование нитритов.

Установлено, что нитраты могут угнетать активность иммунной системы организма, снижать устойчивость организма к отрицательному воздействию факторов окружающей среды. При избытке нитратов чаще возникают простудные заболевания, а сами болезни приобретают затяжное течение.

В каждой стране, в том числе и в Российской Федерации, установлены предельно допустимые концентрации нитратов. Большое внимание уделяют нитратам и нитритам еще и потому, что они превращаются в организме в конечном итоге в нитрозосоединения, многие из которых являются канцерогенными. Так, из известных в настоящее время нитрозосоединений 80 нитрозоаминов и 23 нитрозоамида являются активными канцерогенами.

N - нитросоединения - вещества, у которых нитрозогруппа связана с атомом азота. Они образуются при взаимодействии нитритов с вторичными, третичными и четвертичными аминами.

Нитрозосоединения - твердые вещества или жидкости, обладающие высокой реакционной способностью. Они хорошо растворимы в органических растворителях и умеренно в воде, отличаются высокой летучестью, относительно стабильны и способны находиться длительное время в окружающей среде без существенных изменений.

Канцерогенный эффект нитрозосоединений зависит от дозы и времени их влияния на организм, низкие однократные дозы суммируются и затем вызывают злокачественные опухоли.

Для предотвращения образования в организме человека N- нитросоединений следует полностью исключить из пищевых продуктов амины и амиды, а также приводящие к их возникновению нитраты и нитриты. К сожалению, возможно лишь снижение содержания в продуктах питания и пищевом сырье нитратов и нитритов.

Нитрозирование протекает при рН 2.. .3, а в присутствии катализаторов и при более низком значении рН, которое, как правило, поддерживается в желудке человека. Такими катализаторами служат ноны галогенов и тиоционат (роданид). Последний содержится в слюне, причем у курящих людей в 3-4 раза большей концентрации, чем у некурящих.

В желудке нитраты образуют с биогенными аминами, содержащимися, например, в мясе, нитрозоамины и нитрозоамиды. У людей с пониженной кислотностью желудочного сока из нитратов образуется большое количество нитрозоаминов, вызывая более высокую частоту рака желудка.

Нитрозоамины образуются не только в желудочно-кишечном тракте, но и вне живого организма. Доказано их наличие в воздухе, в различном сырье и продуктах питания. Большинство нитрозоаминов оказывает специфическое действие на определенные органы. При высоких дозах эта специфичность уже не проявляется. Известно, что действие частых небольших доз более опасно, чем действие одноразовых больших доз.

Существует много типов нитрозосоединений и механизмы их действия на живой организм различны. По-видимому, они вызывают необратимые изменения ДНК. Как известно, ДНК - это крупные молекулы, состоящие из нуклеотидов, связанных в длинную цепь.

Проблема производства экологически чистых продуктов питания связана с реализацией инструментальных методов контроля вредных веществ, применяемых в условиях производства и имеющих достаточную точность и экспрессность. Существующие фотоколориметрические, хроматографические, спектрофотометрические и химические методы определения нитратов и нитритов не отвечают в полной мере требованиям и условиям производственных лабораторий. Методики имеют ряд недостатков: длительность, использование токсичных и дефицитных реактивов, дорогостоящей аппаратуры, определенный уровень требований к квалификации оператора для выполнения работ и т. д. По сравнению с перечисленными ионоселективньии метод определения нитрат- и нитрит-ионов имеет ряд достоинств, прежде всего связанных с малой продолжительностью, точностью и простотой определения, а также компактностью приборов.

 

       Загрязнение пищевых продуктов токсичными металлами.  Характеристика токсичного воздействия металлов на организм человека

Металлы являются одним из главных источников загрязнения окружающей среды. В результате выбросов металлургических заводов, сжигания топлива тяжелые металлы отравляют атмосферу, воду, почву и, как следствие, попадают в организм животных и человека. Характерная черта распределения тяжелых металлов в биосфере — весьма значительные колебания концентраций. Усиливающееся загрязнение тяжелыми металлами создает в ряде мест серьезную опасность для здоровья населения.

Наиболее часто в пищевых продуктах встречается свинец, который обладает сильно выраженными токсикологическими и кумулятивными свойствами. Повышенное содержание свинца в окружающей среде связано главным образом с техногенным загрязнением воздуха, почвы и воды. Источниками загрязнения являются энергетические установки, работающие на угле, жидком топливе, двигатели внутреннего сгорания, в которых используется топливо с добавлением антидетонатора — тетраэтилсвинца.

Повышенная загрязненность свинцом отмечается в промышленных районах и городах. Выбросы металлургических заводов, химических предприятий, отходящие газы автомобильного транспорта, попадая в почву, увеличивают содержание свинца в растениях в зонах, прилегающих к автотрассам, в десятки раз. Скармливание животным травы или сена из придорожных и пригородных зон приводит к накоплению свинца в организме животных. Часть свинца может выводиться из организма с молоком, и в этом случае молоко становится опасным для употребления в пищу, а часть — накапливаться в органах и тканях животного. При поступлении в большом количестве может возникнуть острое отравление, при незначительных дозах, но частом потреблении — хроническое (у человека при ежедневном поступление 2 мг отравление развивается через несколько недель), в результате чего повреждается мозг, развивается рак.

Мышьяк в чистом виде ядовит только в больших количествах. Соединения мышьяка (мышьяковистый ангидрид, арсенаты) чрезвычайно опасны и токсичны, обладают высокой степенью аккумуляции. Основную опасность представляет техногенное загрязнение окружающей среды соединениями мышьяка вокруг металлургических заводов, предприятий, перерабатывающих цветные металлы, сжигающих бурые угли. В зоне их действия создается высокая концентрация мышьяковистого ангидрида и других соединений мышьяка в воздухе, происходит их накопление в воде, почве, растениях с последующим перераспределением сначала в органы и ткани животных, потребляющих загрязненные корм, воду, а затем в молоко и мясо.

Вторым источником загрязнения продуктов животноводства мышьяком являются лечебные мышьяковистые препараты (осарсол, новарсенол, миарсенол, атоксил, аминорсен и др.), акарициды (арсенит натрия, кальция и др.), антигельминтики (арсенат олова, марганца, калия и др.). Применение указанных веществ в животноводстве длительное время или в высоких дозах может привести к их накоплению В получаемых от животных мясе, молоке, а при противочесотных обработках — в шерсти. Человек принимает ежедневно с пищей около 1,2-2,0 мг мышьяка, что близко к максимально допустимому количеству. При потреблении продуктов, содержащих повышенную концентрацию мышьяка, создается опасность интоксикации и других отрицательных последствий. Соединения мышьяка обладают высокой степенью материальной кумуляции, и поэтому их поступление с пищей в повышенных количествах может привести к острой или хронической интоксикации, развитию злокачественных новообразований. Известны массовые случаи рака кожи у людей, возникающие в результате использования одеждою, изготовленной из шерсти, содержащей соединения мышьяка после противочесоточной обработки овец мышьяковистыми препаратами. Карциномы, индуцированные мышьяком, возникают главным образом в коже, а также в легких и печени.

Соединения кадмия довольно широко распространены в окружающей среде. Наибольшие количества их встречаются в почве (в среднем 0,1 мг/т). В более высокой концентраций кадмий содержится в минеральных удобрениях (особенно в фосфорсодержащих) и некоторых фунгицидах (до 4,5 %). Значительным источником загрязнений являются арматура и пластмасса, окрашенные кадмиевыми соединениями и используемые в пищевой промышленности для машин и оборудования. Токсичность кадмия проявляется весьма сильно, в связи с чем этот металл рассматривается в числе приоритетных загрязнителей. Имеются данные об эмбриотропном и канцерогенном действии кадмия. Этот металл способен замещать цинк в энзиматических системах, необходимых для формирования костных тканей, что сопровождается тяжелыми заболеваниями. Кадмий обладает высоким коэффициентом биологической кумуляции (период биологической полужизни 19-40 лет), в связи с чем возникает реальная угроза неблагоприятного воздействия его на население даже при низких дозах.

Ртутные соединения относятся к наиболее опасным глобальным загрязнителям биосферы. Они содержатся в большом количестве в стоках химических заводов (главным образом предприятий, производящих гидроксид натрия, ацетальдегид), бумажных и целлюлозных производств. Их много в продуктах сжигания каменного угля, в результате сжигания которого в атмосферу ежегодно выбрасывается около 3000 т ртути. Соединения ртути являются действующей основой многих пестицидов, используемых для протравливания семян растений, некоторых лекарственных препаратов (каломель, сулема,, ртутные мази).

В почве ртутные соединения находятся преимущественно в виде менее токсичного сульфида ртути или могут вноситься в нее с протравленными семенами в виде очень ядовитых ртутьорганических соединений, используемых в растениеводстве как фунгициды (гранозан, агрозан, агронал, меркургексан, меркур-бензол и др.).

В природе существует цепочка передачи ртутных соединений: промышленные выбросы, смывы с полей → водоемы → зоопланктон, ракообразные, моллюски, рыбы, морские животные (кормовая мука из рыб, морских животных) → домашние животные → человек. Скармливание животным рыбы, рыбной муки, других кормов, содержащих соединения ртути, например зерна, обработанного ртутными пестицидами (гранозан, меркургексан и др.), сопровождается длительным (до 60 дней) выделением ртути с молоком, а также может вызвать ее накопление в большом количестве в органах и тканях животных, употребляемых в пищу. Органические соединения ртути — стойкие вещества, очень медленно разрушающиеся и выводящиеся организма. Они способны накапливаться в организме человека в опасных концентрациях, имея период полураспада примерно 70 дней. Особую опасность представляют метилртуть и алкильные соединения, обладающие высокой токсичностью (с преимущественным действием на центральную нервную систему, почечный эпителий, печень), эмбриотоксическим (мертворождаемость) и мутагенным (эмбриональные уродства) действием.

Олово. Очень часто дома строят вдоль автострад. Исследования показали, что в жилых помещениях, расположенных на расстоянии не более 500 м от автострады, содержится избыток олова. Каждый знает, что пыль от автомобильных шин канцерогенна. И действительно, олово создает условия для появления злокачественных заболеваний. Отсюда появилось выражение “раковые дома”.

Известно, что магний - наш защитник от рака. Но при отравлении оловом повышается содержание кальция в организме и уменьшается количество магния. Однако, увеличив дозу магния, можно уменьшить токсичность олова и облегчить его выделение из организма.

Двухвалентный магний уменьшает также гемолиз (распад эритроцитов), происходящий под влиянием накопления в организме олова, облегчает его выделение. Это часто используется в медицине.

Олово может стать причиной психических заболеваний. В крупных городах в узких улочках воздух заполнен выхлопными газами и пылью, и людям приходится дышать этим воздухом.

Городские дети, живущие в среде, отравленной выхлопными газами и оловом, отличаются повышенной возбудимостью, агрессивностью, отсутствием интереса к играм, чтению, учебе.

Олово вызывает нарушение функций мозга, причем больше всего страдают дети и жители городов, не имеющие возможности выезжать за город или живущие в трущобах, вблизи от автодорог: они беззащитны перед выхлопными газами. И ничего нет удивительного в том, что среди этой части населения царят агрессия, грубость, преступления.

Количество олова в консервах (в жестяной таре) зависит в первую очередь от химического состава продукта — количества и характера кислот (уксусная кислота особенно благоприятствует переходу олова в продукт), наличия красящих веществ, нитратов и других факторов.

Определенное влияние на переход в продукт олова оказывает присутствие кислорода, который, окисляя образовавшийся на поверхности олова водород, способствует дальнейшему переходу олова в консервы. Поэтому для предотвращения коррозии полуды рекомендуется применять вакуум-закаточные машины.

Коррозия жестяной тары и проникновение олова в консервы усиливаются из-за поглощения водорода красящими веществами и другими акцепторами водорода в частности плодов и овощей и соединения их с оловом. В связи с этим жестяную тару для таких консервов покрывают изнутри специальным лаком. Высокая темпера тура и длительное время стерилизации также способствует энергичному растворению полуды

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: