Медецинская экология

степень накопления тех или  иных загрязнений в звеньях «пищевой цепи» может отличаться весьма существенно  в зависимости от вида загрязнений  и характера звена цепи. Известно, например, что в грибах концентрация радиоактивных веществ может  быть в 1000— 10000 раз выше, чем в  почве. 
 
Таким образом, в пище, поступающей в организм человека, могут содержаться очень большие концентрации веществ, получивших название «чужеродных веществ» (табл. 1). 
 
^ Вредное действие на организм могут оказать: 
 
1) продукты, содержащие пищевые добавки (красители, консерванты, антиокислители и др.) — неапробированные, неразрешенные или используемые в повышенных дозах; 
 
2) продукты или отдельные пищевые вещества (белки, аминокислоты и др.), полученные по новой технологии, в том числе путем химического или микробиологического синтеза, неапробированные или изготовленные с нарушением установленной технологии или из некондиционного сырья; 
 
3) остаточные количества пестицидов, которые могут содержаться в продуктах растениеводства или животноводства, полученных с использованием кормов или воды, загрязненных высокими концентрациями пестицидов или в связи с обработкой ядохимикатами животных; 
 
4) продукты растениеводства, полученные с использованием неапробированных, неразрешенных или нерационально применяемых удобрений или оросительных вод (минеральные удобрения и другие агрохимикаты, твердые и жидкие отходы промышленности и животноводства, коммунальные и другие сточные воды, осадки из очистных сооружений и др.); 
 
5) продукты животноводства и птицеводства, полученные с использованием неапробированных, неразрешенных или неправильно примененных кормовых добавок и консервантов (минеральные и непротеиновые азотистые добавки, стимуляторы роста — антибиотики, гормональные препараты и др.). К этой группе следует отнести загрязнение продуктов, связанное с ветеринарно-профилактическими и терапевтическими мероприятиями (применение антибиотиков, антигельминтных и других медикаментов); 
 
6) токсиканты, мигрировавшие в продукты из «пищевого оборудования», посуды, инвентаря, тары, упаковок, упаковочных пленок при использовании неапробированных или неразрешенных пластмасс, полимерных, резиновых или других материалов; 
 
7) токсические вещества, образующиеся в пищевых продуктах (их называют примесями эндогенного происхождения) вследствие тепловой обработки, копчения, обжаривания, облучения ионизирующей радиацией, ферментной и других методов технологической кулинарной обработки (например, образование бенз(а)пирена и нитрозаминов при копчении и др.); 
 
8) пищевые продукты, содержащие токсические вещества, мигрировавшие из загрязненной окружающей среды: атмосферного воздуха, почвы, водоемов. Из этих веществ наибольшее значение имеют тяжелые металлы и другие химические элементы; персистентные хлорорганические соединения, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), нитрозамины и другие канцерогены, радионуклиды. В эту последнюю группу входит наибольшее количество чужеродных химических веществ.

Ю.П.Пивоваров «Гигиена и  основы экологии человека» (раздел 3.4. Экологические проблемы питания человека); Учебник для студентов медицинских учебных заведений,  
 
М.: Издательский центр «Академия», 2004-528с. 
 
1. Понятие о «чужеродных веществах» в пищевой цепи 
 
Чужеродные химические вещества (ЧХВ) включают соединения, которые по своему характеру и количеству не присущи натуральному продукту, но могут быть добавлены с целью совершенствования технологии, сохранения или улучшения качества продукта и его пищевых свойств. Они могут образоваться в продукте и в результате технологической обработки (нагревания, обжаривания, облучения и др.), и хранения, а также попасть в него или пищу вследствие загрязнения. Последний путь поступления в продукты питания «чужеродных веществ» чаще всего рассматривается в плане проблем, возникающих вследствие нарушения экологии нашей планеты, и фигурирует под общим названием «экологические проблемы питания человека». 
 
По данным зарубежных исследователей, из общего количества чужеродных химических веществ, проникающих из окружающей среды в организм людей, в зависимости от местных условий, 30— 80 % и более поступает с пищей. 
 
Спектр возможного неблагоприятного воздействия чужеродных химических веществ, поступающих в организм с пищей, очень широк. Они могут: влиять на пищеварение и усвоение пищевых веществ; понижать защитные силы организма; сенсибилизировать организм; оказывать общетоксическое действие; вызывать гонадотоксический, эмбрио-токсический, тератогенный и канцерогенный эффекты; ускорять процессы старения; нарушать функцию воспроизводства. 
 
Для эффективной профилактики «химических болезней» алиментарного происхождения необходимо знать происхождение и основные пути поступления в продукты питания важнейших групп чужеродных химических веществ. 
 
Одним из возможных путей поступления чужеродных химических веществ в продукты питания является включение их в так называемую «пищевую цепь» (рис.1). 
 
«Пищевые цепи» представляют собой одну из основных форм взаимосвязи между различными организмами, каждый из которых пожирается другим видом. В этом случае происходит непрерывный ряд превращений веществ в последовательных звеньях «жертва — хищник».  
 
Наиболее простыми могут считаться цепи, при которых в растительные продукты — грибы, пряные растения (петрушку, укроп, сельдерей и т.д.), овощи и фрукты, зерновые культуры поступают загрязнители из почвы, в результате полива растений (из воды), при обработке растений пестицидами с целью борьбы с вредителями. 
 
Основные варианты таких «пищевых цепей» представлены на рисунке (Рис.1.) 
 
Они фиксируются и, в ряде случаев, накапливаются в продуктах, затем вместе с пищей поступают в организм человека, приобретая возможность оказывать на него положительное или, чаще, неблагоприятное воздействие. 
 
Более сложными являются «цепи», при которых имеется несколько звеньев. Например, трава—травоядные животные — человек или зерно —птицы и животные —человек. Наиболее сложные «пищевые цепи», как правило, связаны с водной средой. Растворенные в воде вещества извлекаются фитопланктоном, последний затем поглощается зоопланктоном (простейшими, рачками), он, в свою очередь, — «мирными» и затем хищными рыбами, поступая с ними в итоге в организм человека. Но цепь может быть продолжена за счет поедания рыбы птицами и всеядными животными (свиньями, медведями), лишь затем поступая в организм человека. 
 
Рис.1. Варианты поступления «чужеродных веществ» в организм человека 
 
Особенностью «пищевых цепей» является то, что в каждом последующем ее звене происходит кумуляция (накопление) загрязнителей в значительно большем количестве, чем в предыдущем звене. Так, по данным В.Эйхлера, применительно к препаратам ДДТ водоросли, при извлечении из воды, могут увеличивать (накапливать) концентрацию препарата в 3000 раз; в организме ракообразных эта концентрация увеличивается еще в 30 раз; в организме рыбы — в 10— 15 раз; а в жировой ткани чаек, питающихся этой рыбой, — в 400 раз. Конечно,

наиболее распространенным ксенобиотикам наряду с токсичными металлами, нитрозаминами, ароматическими углеводородами, пестицидами и т.д. 
Микотоксины - это вторичные метаболиты микроскопических (плесневых) грибов, обладающих высокой токсичностью. Многие из них способны оказывать мутагенное, тератогенное и канцерогенное действие. В настоящее время обнаружено более 10 000 штаммов, принадлежащих к 350 видам микроскопических грибов, которые продуцируют около 300 токсинов, вызывающих алиментарные микоток-сикозы человека и животных. Наиболее токсичными микотоксинами являются афлатоксины (В1, В2, М1, G1, G2), дезоксиниваленол, зеара-ленон, патулин, охратоксин А, эрготоксин, эрготамин, эргометрин и др. Наиболее распространенными микотоксинами являются фузари-отоксины. В России в ареалах этого микотоксина его частота выявления в пшенице достигает 60-100%. 
Среди микотоксинов канцерогенным действием обладают афлатоксины, которые продуцируются некоторыми штаммами грибов. Эти грибы встречаются повсеместно, и поэтому масштабы загрязнения ими 
пищевых продуктов и кормов для животных весьма значительны. Распространенность и уровень афлатоксиновой контаминации зависят от температуры, влажности, условий выращивания, уборки и хранения сельскохозяйственных продуктов. Хотя афлатоксины выявляются в различных продуктах, преимущественно и в более высоких концентрациях афлатоксины находятся в арахисе и плодах других масличных культур, кукурузе и семенах хлопчатника, древесных орехах. Кроме того, афлаток-синами заражаются корма для животных, и в тканях животных, яйцах, рыбе, домашней птице, молоке, молочных продуктах найдены остаточные количества афлатоксинов. При интегральной оценке канцерогенной опасности эксперты МАИР пришли к заключению, что природная смесь афлатоксинов безусловно канцерогенна для человека (Худолей В., 1999). 
Питание людей отличается разнообразием пищевых рационов и их химического состава, что не позволяет нормировать допустимое содержание химических веществ в каждом пищевом продукте. 
Поэтому особенностью нормирования вредных веществ в пищевых продуктах является то, что ПДК устанавливается с учетом допустимой суточной дозы (ДСД) или допустимого суточного поступления (ДСП). Необходимость в таком подходе обусловлена тем, что набор пищевых продуктов в суточном рационе человека весьма разнообразен и установление ПДК для каждого вредного вещества, а в дальнейшем изучение суммарного эффекта их действия значительно удлиняют сроки установления нормативов и ведут к неоправданным материальным затратам. Величину ПДК определяют расчетным путем, исходя из значения ДСП и количества продукта в суточном рационе. 
Под допустимой суточной дозой (ДСД) понимают максимальное количество вещества в миллиграммах на килограмм массы тела, ежедневное пероральное поступление которого на протяжении всей жизни человека не оказывает неблагоприятного влияния на его жизнедеятельность, здоровье, а также на здоровье будущих поколений. 
Для определения допустимого суточного поступления (ДСП) необходимо величину ДСД умножить на массу тела человека, чтобы получить количество вещества (мг), которое может поступить в организм человека в течение суток в составе пищевого рациона. 
При нормировании вредных веществ в пищевых продуктах используются специфические показатели вредности: 
■ органолептический, обеспечивающий сохранение органолепти-ческих свойств продукта; 
■ общегигиенический, ограждающий пищевой продукт от снижения биологической ценности, способствующий его сохранности и улучшению технологических свойств в процессе обработки; 
■ технологический, определяющий присутствие веществ в обрабатываемом пищевом продукте в соответствии с технологическим регламентом его получения; 
■ токсикологический. 
Нормирование вредных веществ в пищевых продуктах включает семь этапов исследования. 
1. Первый этап (подготовительный) заключается в предварительной токсико-гигиенической оценки регламентируемого вредного вещества. Для этого знакомятся с характеристикой вещества насвинца возможно накопление таких канцерогенных веществ, как кадмий, бенз(а)пирен, нитросоедине-ния, ртуть, полихлорированные бифенилы, мышьяк. Кадмий может присутствовать в морепродуктах, зернах, овощах и мясе. Ионы этого металла на порядок более токсичны, чем свинец. 
Высокие уровни бенз(а)пирена на поверхности мяса и рыбы могут быть следствием обжаривания или обжигания. Эти методы приготовления пищи могут привести к образованию высокомутагенных и канцерогенных продуктов пиролиза аминокислот. 
Особенностью нитросоединений является возможность их образования из предшественников в объектах окружающей среды (вода, атмосфера, почва), в продуктах питания, а также в организме животных и человека. Интенсивное применение в сельском хозяйстве азотных удобрений и пестицидов, содержащих до 1 г/кг различных нитросо-единений, привело к значительному накоплению предшественников нитрозаминов (нитратов, нитритов) в почве, воде и растениях. 
Нитрозамины содержатся в рыбных и мясных продуктах, молоке, а также в табачном дыме. Они могут образовываться и выделяться в воздух при копчении и консервировании продуктов питания, содержащих нитраты и нитриты; при жарке, сушке и солении. N-нитрозами-ны обнаружены в пшенице, кукурузе, свекле, картофеле, пастбищных и дикорастущих травах. Доказан эндогенный синтез нитрозаминов у животных и человека, в частности в кислой среде желудочного сока из нитратов и вторичных аминов или амидов. В эксперименте на животных установлена возможность трансплацентарного действия этих соединений и установлено их токсическое воздействие на плод (Невзорова А., 1993). 
Международное агентство по изучению рака не включило ни одно нитросоединение (даже оказавшиеся концерогенными в опытах на животных) в 1-ю группу веществ, опасных для человека из-за отсутствия эпидемиологических данных 
Ртуть опасна из-за ее высокой токсичности и способности к кумуляции в организме. В природе существуют 2 типа круговорота ртути - глобальный и локальный. Глобальный связан с обменом элементарной ртути между атмосферой и Мировым океаном.Локальный же обусловлен процессами метилирования неорганической ртути, поступающей из антропогенных источников. Этот процесс в донных отложениях водоемов является ключевым звеном движения ртути по пищевым цепям водных экосистем, конечным этапом которого является организм человека. Наиболее опасными морепродуктами являются хищные рыбы (тунец и др.), в тканях которых может накапливаться до 1 мг/кг ртути. Важнейшим источником ртути в пищевых цепях наземных экосистем являются пестициды (типа гранозана). 
Влияние средств химизации сельского хозяйства на состояние среды обитания человека чрезвычайно велико. Государственная политика в области контроля за производством и использованием пестицидов 
осуществляется на основе Федерального закона "О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами". Сведения о нормативах содержаться в документе "Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды" (ГН 1.1.546-96). Федеральным центром Госсанэпиднадзора Минздравсоцразвития России организован социально-гигиенический мониторинг загрязнения окружающей среды пестицидами, в том числе действует компьютерная программа "Пестотест". Этот мониторинг включает в себя: 
■ определение пестицидов во всех компонентах окружающей среды; 
■ определение остаточных количеств пестицидов в продуктах питания; 
■ расчет пестицидных нагрузок; 
■ определение продуктов, препаратов, а также территорий повышенного риска; 
■ создание региональных регистров; 
■ проведение комплексных региональных исследований по влиянию пестицидов на здоровье населения и другие мероприятия. 
По данным Государственной санитарно-эпидемиологической службы, из продуктов питания наиболее загрязнены пестицидами мясо и мясопродукты, мед и продукция пчеловодства. Количество образцов продуктов питания, содержащих пестициды, составляет более 6%, что свидетельствует о достаточно широкой их распространенности в продуктах питания. 
Микотоксины относятся квеществ может оказывать прямое негативное влияние на здоровье населения. Особенно это относится к небольшим городам с заводами, в которых население вынуждено использовать загрязненные почвы для производства продуктов питания. 
Нерациональное питание, отличающееся несбалансированностью пищевых веществ в рационе, дефицитом содержания макро- и микроэлементов, усугубляет негативное влияние других факторов окружающей среды и должно учитываться как фактор риска. Так, например, в таких экологически неблагополучных городах, как Кемерово, Норильск, Екатеринбург, Оренбург, население обеспечено каротином и витамином А только на 30-85% (Спиричев В. и соавт., 1995). Низкая обеспеченность каротиноидами является неблагополучным фактором, существенно повышающим риск развития онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний. В большинстве регионов России отмечается недостаточное обеспечение кальцием, фосфором, йодом и другими нутриентами. 
Многие ученые справедливо полагают, что более 90% болезней человека прямо или косвенно обусловлены характером его питания. 
С нарушением питания прямо связаны следующие заболевания: 
■ сердечно-сосудистые (атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь); 
■ желудочно-кишечного тракта (язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, печени, кишечника, в том числе и онкологические); 
■ мочеполовой системы (мочекаменная болезнь); 
■ обмена веществ (сахарный диабет, гипер-, гипо-, авитаминозы, ожирение); 
■ зубов и полости рта (кариес зубов и т.д.). 
Нарушение питания косвенно ведет к ослаблению иммунной системы организма, а это значит, что: 
■ люди чаще болеют простудными и онкологическими заболеваниями; 
■ наступает преждевременное старение организма; 
■ снижается продолжительность жизни. 
По данным Института питания РАМН, важнейшими последствиями нарушения пищевого статуса населения России являются: 
■ снижение у 14% детей до двухлетнего возраста антропометрических показателей; 
■ наличие у 55% взрослых старше 30 лет избыточной массы и ожирения; 
■ прогрессирующее увеличение численности населения со сниженной массой тела, даже у юношей призывного возраста (18- 19 лет); 
■ недостаток витамина С у 70-100% населения; 
■ недостаток витаминов группы В (В1, В2, В6 и фолата) у 40-80% населения; 
■ недостаток бета-каротина у 40-60% населения; 
■ недостаток селена у 85-100% населения; недостаток йода, цинка и других микроэлементов. 
Таким образом, питание представляет собой серьезную социально-гигиеническую проблему, заключающуюся в предупреждении возникновения многочисленных алиментарных заболеваний, для изучения которых удобно пользоваться следующей классификацией (табл. 14). 
Таблица 14 
Классификация болезней неправильного питания (Лакшин А.М., Катаева В.А., 2004) 
Окончание табл. 14 
Большинство металлов, включая тяжелые, являются эссенциаль-ными факторами для организма человека. Однако в определенных концентрациях ряд из них представляет опасность для здоровья человека. Известно, что из 12 наиболее распространенных и потенциально опасных для человека тяжелых металлов (ртуть, свинец, кадмий, сурьма, олово, медь, ванадий, хром, молибден, марганец, кобальт и никель) первые четыре могут быть безоговорочно отнесены к токсичным элементам (ксенобиотикам). 
Бóльшая часть многих токсических веществ поступает в организм человека с пищевыми продуктами. Так, например, до 40-70% всего суточного поступления свинца попадает именно этим путем. В отечественных видах пищевых продуктов наиболее высокие уровни содержания свинца определяются в консервах в жестяной таре, рыбе свежей и мороженой, пшеничных отрубях, желатине, моллюсках и ракообразных. Наиболее высокое содержание свинца в корнеплодах, выращенных на землях вблизи промышленных районов, вдоль дорог. В организме человека ионы свинца взаимодействуют с сульфгидрильными группами белков, в первую очередь ферментов, образуя устойчивые соединения и блокируя различные ферментные системы. Свинец способен к кумуляции (в костной ткани). 
В продуктах питания кроме К чужеродным химическим веществам (ЧХВ) относятся остаточные количества пестицидов, радиоактивные вещества, соли тяжелых металлов, микотоксины, алкалоиды, нитрозамины, гормоны (эстрогены, добавляемые в корм животных для их роста), бета-блокаторы, применяемые для снятия стрессов у животных, антибиотики - для лечения и профилактики инфекционных болезней животных и многие другие. Они оказывают на организм неблагоприятное воздействие. 
Питательные и антипитательные вещества являются естественными компонентами пищевого продукта, ЧХВ - его загрязнителями, представляющими серьезную экологическую проблему современности. Они поступают в продукты питания вследствие нарушений агротехники выращивания сельскохозяйственных растений, использования несоответствующей тары и упаковочных материалов, новых технологий выращивания убойного скота, пищевых добавок, не прошедших апробацию или применяемых в повышенных дозах, новых технологий получения продуктов или отдельных пищевых веществ с помощью химического или микробиологического синтеза, генной инженерии и т.д. 
Наибольшее количество ЧХВ поступает в пищевые продукты из загрязненной окружающей среды - воздуха, воды и почвы. Из всех ксенобиотиков, поступающих в организм человека, 70% попадает с пищей, 20% - с воздухом и 10% - с водой. 
Это связано с тем, что продукты питания загрязняются ЧХВ одновременно из атмосферного воздуха, воды и особенно из почвы. 
Спектр возможного патогенного воздействия ЧХВ, поступающих в организм с пищей, очень широк. Они могут: 
■ неблагоприятно влиять на пищеварение и усвоение пищевых веществ; 
■ понижать защитно-иммунные силы организма; 
■ сенсибилизировать организм; 
■ оказывать общетоксическое действие; 
■ вызывать гонадотоксический, эмбриотоксический, тератогенный и канцерогенный эффекты; 
■ ускорять процессы старения; 
■ нарушать функцию воспроизводства. 
Поэтому качество и безопасность продуктов питания в России обеспечивается в соответствии с Федеральным законом "О качестве и безопасности пищевых продуктов" (2000). Этот Закон включает 30 статей, в которых содержится весь комплекс правовых норм, устанавливающих требование к пищевым продуктам, используемому для их изготовления сырью, контактирующими с ними материалами и изделиями, а также организации и проведению мероприятий, направленных на обеспечение надежного качества пищевых продуктов и безопасности на всех этапах их производства, закупки, поставки, хранения, транспортировки и реализации населению. 
Основные положения Закона базируются на следующих принципах. 
1. Обязательное соблюдение требований к качеству и безопасности пищевых продуктов на всех этапах их производства, хранения, транспортировки, реализации и использования. 
2. Ответственность изготовителей (поставщиков, продавцов) за качество и безопасность пищевых продуктов на всех этапах их производства и оборота, а также за гарантии качества и безопасности, подтверждаемые системой производственного (технологического) контроля. 
3. Ответственность государства за регулирование процессов обеспечения качества и безопасности пищевых продуктов посредством государственного нормирования, лицензирования деятельности, связанной с производством и оборотом пищевых продуктов, оценки и подтверждения соответствия и государственной регистрации пищевых продуктов, государственного надзора и контроля, а также мониторинг качества и безопасности пищевых продуктов и здоровья населения. 
4. Информирование населения о качестве и безопасности пищевых продуктов, об эффективности мер государственного регулирования в этой сфере. 
5. Исключение (путем запрещения) из свободного обращения некачественных и опасных пищевых продуктов, а также продовольственного сырья, материалов и изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, не соответствующих установленным требованиям; их обязательная утилизация и уничтожение. 
Необходимость оценки качества пищевых продуктов и содержания в них загрязняющих веществ обуславливается тем, что повышенное содержание в продуктах питания загрязняющих