Токсичные металлы

  Контаминанты пищевых продуктов химического происхождения           

                            Токсичные металлы.                           

По вопросу металлических загрязнений  существует несколько течек зрения.

Согласно одной их них, все металлы  периодической системы делят  на группы:

-металлы, как незаменимые факторы  питания (эссенциальные макро- и

микроэлементы);

-неэссенциальные или необязательные для жизнедеятельности металлы; токсичные

металлы.

Согласно другой точке зрения, все  металлы необходимы для жизнедеятельности,

но в определенных количествах. По воздействию на организм человека выработана

следующая классификация микроэлементов:

-микроэлементы, имеющие значение  в питании человека и животных (Co, Cr, Ce,

F, Fe, I, Mo, Mn, Ni, Se, Si, V, Zn);

-микроэлементы, имеющие токсикологическое  значение (As, Be, Cd, Co, Cr, F,

Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Pd, Se, Sn, Ti, V, Zn).

При этом следует лтметить, что 10 их перечисленных элементов отнесены в обе

группы.

Биологически эссенциальные металлы имеют пределы доз, определяющие их дефицит,

оптимальный уровень и уровень  токсического действия. Токсические  металлы на

этой же шкале в низких дозах  не оказывают  вредного действия и  не несут

биологических функций. Однако в высоких  дозах они оказывают токсическое

действие. Таким образом не всегда можно установить различие между жизненно

необходимыми и токсичными металлами. Все металлы могут проявить токсичность,

если они потребляются в избыточном количестве.  Кроме того, токсичность

металлов проявляется в их взаимодействии друг с другом. Тем не менее,

существуют металлы, которые проявляют  сильно выраженные токсикологические

свойства при самых низких концентрациях  и не выполняют кокой либо полезной

функции. К таким токсичным металлам относят ртуть, кадмий,

свинец, мышьяк.

Ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, стронций, цинк, железо Объединенная

комиссия ФАО и ВОЗ по пищевому кодексу (Codex Alimehtarius) включила в число

компонентов, содержание которых контролируется при международной торговле

продуктами питания. В России и СНГ подлежат контролю еще 7 элементов (сурьма,

никель, хром, алюминий, фтор, йод, олово), а при наличии показаний могут

контролироваться и некоторые  другие металлы.

В России гигиеническими требованиями определены критерии безопасности для

следующих токсических веществ: свинец, мышьяк, кадмий. Ртуть, медь, цинк,

железо, олово (для консервов в  сборной жестяной таре), хром (для  консервов в

хромированной таре).

     Свинец относится к наиболее известным ядам и среди современных

токсикантов играет весьма заметную роль. Свинец находится в микроколичествах

почти повсеместно. В почвах обычно содержится от 2 до 200 мг/кг свинца. Свинец,

как правило сопутствует другим металлам, чаще всего цинку, железу, кадмию и

серебру. В наше время в роли токсикантов окружающей среды выступают прежде

всего алкильные соединения свинца, такие как тетраэтилсвинец.

В радиусе нескольких километров от свинцеперерабатывающих предприятий

концентрация этого металла  в некоторых овощах и фруктах  варьируется в

пределах (мг/кг): в помидорах – 0,6...1,2, в огурцах – 0,7...1,1, в перце –

1,5...4.5, в картофеле – 0,7...1,5. При  обработке продуктов основным

источником поступления свинца является жестяная банка, которая используется

для упаковки от 10 до 15 % пищевых изделий.

Свинец токсически действует на 4 системы органов: кроветворную, нервную,

желудочно-кишечную и почечную. Экспертами ФАО и ВОЗ установлена величина ПДК

(допустимая суточная доза) свинца  для взрослого человека, которая  составляет

0,007 мг/кг массы тела, а ПДК  (предельно допустимая концентрация) в питьевой

воде – 0,05 мг/л.

     Мышьяк. Природный мышьяк находится в элементном состоянии, в виде

арсенидов и арсеносульфидов тяжелых металлов. Содержится во всех объектах

биосферы: в морской воде – около 5 мкг/кг, в земной коре – 2 мг/кг, рыбах и

ракообразных – в наибольших количествах.

Мышьяк в зависимости от дозы, может вызвать острое и хроническое  отравление.

Хроническая интоксикация возникает  при длительном употреблении питьевой воды

с 0,3...2.2 мг/л мышьяка. Разовая доза мышьяка в 30 мг смертельна для

человека. Допустимая суточная доза мышьяка  – 0,05 мг/кг массы тела, что для

взрослого человека составляет около 3 мг/сут.

     Кадмий. Кадмий представляет собой один из самых опасных токсикантов из

внешней среды. В природной среде  кадмий встречается в очень малых  количествах,

именно поэтому его отравляющее  действие было выявлено лишь недавно. В последние

30 – 40 лет он все больше  применяется в промышленности. Кадмий  опасен в любой

форме – принятая внутрь доза в 30 – 40 мг уже может оказаться смертельной.

Поглощенное количество кадмия выводится  из организма очень медленно (0,1 % в

сутки), легко может происходить  хроническое отравление. В организме  кадмий в

первую очередь накапливается  в почках. Кадмий почти невозможно изъять из

природной среды, поэтому он все  больше накапливается в ней и  попадает

различными путями в пищевые  цепи человека и животных. Больше всего  кадмия мы

получаем с растительной пищей.

Эксперты ФАО полагают, что взрослый человек с рационом получает 30...150 мкг

кадмия в сутки. Допустимая суточная доза кадмия составляет 1 мкг/кг массы

тела.

     Ртуть. Один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающий

способностью накапливаться  в  организме растений, животных и человека. В

пищевых продуктах ртуть может присутствовать в 3-х видах: атомарная ртуть,

окисленная ртуть и алкилртуть – соединения ртути с алкилирующими соединениями.

Токсичность ртути зависит от вида ее соединений, которые по разному

всасываются, метаболизируются  и выводятся из организма.  С токсикологической

точки зрения  ртуть наиболее опасна, когда она присоединена к углеродному

атому метиловой, этиловой или пропиловой группы – это алкильные соединения с

короткой цепью. Процесс метилирования ртути   является ключевым звеном ее

биокумуляции по пищевым цепям водных экосистем. Механизм токсического

действия ртути связывают с  ее взаимодействием с белками. Ртуть  изменяет

свойства белков или инактивирует ряд жизненно важных ферментов.

Неорганические соединения ртути  нарушают обмен аскорбиновой кислоты,

пиридоксина, кальция, меди, цинка, селена; органические – обмен белков,

цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца, селена.

Ртуть, проникнув в клетку, может  включиться в структуру ДНК, что  сказывается

на наследственности человека.

Фоновое содержание ртути в съедобных  частях сельскохозяйственных растений

составляет от 2 до 20 мкг/кг, редко до 50-200 мкг/кг. Среднее содержание в

овощах – 3-59, фруктах – 10-124, бобовых – 8-16, зерновых – 10-103 мкг/кг.

Фоновое содержание в продуктах  животноводства составляет, мкг/кг: мясо – 6-

20, печень – 20-35, молоко – 2-12, коровье масло – 2-5, яйца –  2-15.  Мясо

рыбы отличается наибольшей концентрацией  ртути и ее соединений, поскольку

аккумулирует ее из воды и корма, в который входят другие гидробионты, богатые

ртутью. Например, в мясе хишных пресноводных рыб уровень ртути составляет 107

–509, океанских – 300 – 600 мкг/кг. Допустимый уровень содержания ртути для

рыбы (в зависимости от вида) –  до 0,7 мкг/кг.

Допустимое недельное поступление  не должно превышать 0,3 мг на человека, в

том числе метилртути не более 0,2 мг, что эквивалентно 0,005 мг/кг и 0,003

мг/кг массы тела за неделю. В питьевой воде до 0,001 мг/л, а для других

прочих продуктов – около 0,05 мг.

     Медь. Медь присутствует почти во всех пищевых продуктах. Суточная

потребность взрослого человека в  меди  2,0 – 2,5 мг, то есть 35 – 40 мкг/ кг

массы тела, для детей – 80 мкг/ кг массы тела. Однако при нормальном содержании

в пище молибдена и цинка –  физиологических антагонистов меди – по оценке

экспертов ФАО, суточное потребление  меди может составлять не более 0,5 мкг/кг

массы тела. В организме человека присутствуют механизмы биотрансформации меди.

При длительном воздействии высоких  доз меди наступает «поломка»  механизмов

адаптации, переходящая в интоксикацию и специфическое заболевание.

     Цинк. Цинк присутствует во многих пищевых продуктах и напитках, особенно

в продуктах растительного происхождения. Суточная потребность в цинке  взрослого

человека составляет 15 мг. Содержание цинка  в пищевых продуктах  составляет,

мг/кг: мясо – 20-40, рыбопродукты – 15-30, устрицы – 60-1000, яйца – 15-20,

фрукты и овощи – 5, зерновые – 25-30, молоко – 2-6 мг/л. В суточном рационе

взрослого человека содержание цинка  составляет 13 – 25 мг. Цинк и его

соединения малотоксичны.  Однако избыток цинка вызывает токсическое действие на

организм. Токсические дозы солей  цинка действуют на желудочно-кишечный тракт.

ПДК цинка в питьевой воде – 5 мг/л, для водоемов рыбохозяйственного значения

– 0,01 мг/л.

     Олово. Пищевые продукты содержат этот элемент до 1 – 2 мг/кг.

Неорганические соединения олова  малотоксичны, органические – более токсичны,

находят применение в сельском хозяйстве  в качестве фунгицидов, в химической

промышленности. Основным источником загрязнения пищевых продуктов  оловом

являются консервные банки, фляги. Опасность отравления оловом увеличивается  при

постоянном присутствии его спутника – свинца. Не исключено взаимодействие олова

с отдельными веществами пищи и образование  более токсичных органических

соединений.

Высокая концентрация олова в пище может привести к острому отравлению.

Показано, что для человека токсичная  доза олова составляет 5 – 7 мг/кг массы

тела. Отравление оловом может вызвать  признаки острого гастрита, оно

отрицательно влияет на активность пищеварительных ферментов.