Химические и биологические загрязнители пищи

Химические загрязнители пищи это продукты техногенной деятельности человека: радиоактивные изотопы, ионы тяжелых металлов, органические продукты химической промышленности, сельскохозяйственные яды, пищевые добавки и т.п. Они попадают в организм человека с пищей, приготовленной из продуктов, выращенных в экологически грязных регионах; с консервами, изготовленными с нарушением технологии; с мясом и молоком животных. Большинство химических загрязнителей способны накапливаться в тканях организма человека и нарушать обмен веществ.

Ионы тяжелых металлов: ртуть, свинец, медь, олово, цинк, железо – активно взаимодействуют с атомами азота нуклеиновых кислот и серы в составе белков. Изменяя структуру этих соединений, ионы металлов вмешиваются во все этапы синтеза макромолекулярных соединений. При отравлении свинцом сначала отмечается повышенная активность, бессонница, позднее – утомляемость, депрессии, расстройства функции нервной системы, поражение головного мозга. У детей накопление свинца в тканях коррелирует с ухудшением умственных способностей.

Нитраты, попадающие в организм с растительной пищей и водой,   в кишечнике восстанавливаются до нитритов, которые окисляют гемоглобин (Fе²⁺) в метгемоглобин (Fе³⁺). При отравлении нитритами появляются одышка, головокружение, цианоз, метгемоглобинемия. Кроме того, нитриты, взаимодействуя с аминами, содержащимися в продуктах, образуют нитрозамины – большую группу веществ, обладающих сильным канцерогенным и мутагенным эффектом.

 

CH₃                  CH₃

NO₂^- +           NH           N—N=O

CH₃              CH₃

Фенолы, содержащиеся в стоках металлургических предприятий, в питьевой воде в присутствии хлора и на свету способны превращаться в диоксины. Это липофильные соединения, легко встраивающиеся в клеточные мембраны и поражающие иммунокомпетентные клетки. Обладают мутагенным и тератогенным эффектом.

             О 

Cl                            Cl

 

Cl                           Cl

             О

 

Биологические загрязнители пищи включают в себя токсичные вещества, продуцируемые бактериями, низшими грибами, одноклеточными водорослями. В эту группу загрязнителей можно включить и биологически активные соединения, продуцируемые высшими растениями: амины, алколоиды, гликозиды.                  

Рассмотрим несколько примеров.

Микотоксины продуцируются микроскопическими грибами – «плесенью». Известно более 100 отравляющих веществ, многие из которых обладают кумулятивным действием с эмбриотоксическим, мутагенным и канцерогенным эффектом. К наиболее опасным из них относятся:

афлатоксин – попадает в организм с кукурузой и арахисом, пораженных грибком Aspergillus. Сильнейший гепатогенный яд, с выраженным канцерогенным эфектом.При отравлении очаги некроза могут развиваться в миокарде, почках, селезёнке.

Трихотеценовые микотоксины (ТТМТ) – попадают в организм с мукой, изготовленной из зерна, перезимовавшего под снегом. ТТМТ ингибирует синтез белка и нуклеиновых кислот, блокирует перенос электронов в дыхательной цепи, повреждают лизосомы эпителиальных клеток и стволовых клеток кроветворных органов, что приводит к снижению иммунореактивности и анемии.

Альготоксины – продуцируются водорослями. Отравление происходит при купании или поедании рыбы из «цветущих» водоемов. В качестве примеров можно привести:

анатоксин - вызывает блокирование нервно-мышечной передачи, что приводит к параличу дыхательной и скелетной мускулатуры;

микроцистин – вызывает кровоизлияния в легких и печени, обширные тромбозы.      

Витамины

 

.    Витамины это низкомолекулярные органические соединения, поступающие в организм с пищей и обеспечивающие нормальное протекание биохимических и физиологических процессов. От других пищевых компонентов витамины отличают: а) содержание в пище в небольших количествах, б) они не включаются в структуру тканей, в) они не используются в качестве источника энергии.

По своей химической природе витамины представляют очень разнородную группу веществ и классифицируются по своей растворимости. К жирорастворимым витаминам относятся витамины А, D, Е, К. Они всасываются из кишечника вместе с липидами пищи и при стеаторрее возникает недостаток всего комплекса жирорастворимых (но не водорастворимых) витаминов. К водорастворимым витаминам относятся витамины группы В (тиамин, рибофлавин, пантотеновая кислота, никотинамид, пиридоксин, фолиевая кислота, кобаламин), витамин С и Н. Для каждого витамина кроме буквенного обозначения существует химическое и физиологическое название. Физиологическое название состоит из приставки анти- и названия заболевания, развитие которого предупреждает данный витамин. Например, витамин В_1: химическое название - тиамин, физиологическое - антиневритный витамин.

Биологическая роль витаминов. Витамины, попадая в организм, превращаются в активную форму, которая и принимает непосредственное участие в регуляции биохимических процессов. Для водорастворимых витаминов такой активной формой являются коферменты. С большинством из них вы уже знакомы. Для некоторых жирорастворимых витаминов тоже установлены активные формы. Например, витамин Д превращается в организме в гормон кальцитриол, участвующий в регуляции фосфорно-кальциевого обмена. Таким образом, витамины в организме могут служить предшественниками коферментов и гормонов.

Некоторые витамины могут синтезироваться непосредственно в клетках организма человека. Соединения, из которых в клетках организма человека могут образовываться витамины, называются провитаминами. Так, витамин А образуется в клетках слизистой кишечника из b-каротина, витамин D₃ синтезируется в клетках кожи из 7-дегидрохолестерола, витамин РР - в клетках печени из аминокислоты триптофан. Однако эти синтезы носят ограниченный характер и лимитируются либо поступлением провитаминов с пищей, либо, как в случае с витамином D - количеством солнечных дней в году.  

Для обеспечения нормального протекания биохимических процессов в организме человека должен поддерживаться определенный уровень концентрации витаминов. При изменении этого уровня развиваются заболевания с характерными симптомами.

Гипервитаминозы - нарушения обмена веществ, вызванные избытком витаминов в организме. Характерны, в основном, для жирорастворимых витаминов, способных накапливаться в клетках печени. Чаще всего встречаются гипервитаминозы А и D. Гипервитаминоз А характеризуется общими симптомами отравления: сильные головные боли, тошнота, слабость, нарушение зрения и функций почек. Гипервитаминоз D сопровождается деминерализацией костей, кальцинацией мягких тканей, образованием камней в почках. Токсичны и некоторые витамины группы В. Так, витамин В₁ угнетает фермент гистаминазу, участвующий в катаболизме гистамина, что приводит к острой аллергической реакции. Возможны аллергические реакции и на витамины РР, В₆, фолиевую кислоту. Гипервитаминозы трудно получить алиментарным путем. Они, как правило, являются следствием передозировки витамин-содержащих препаратов.

Гиповитаминозы и авитаминозы - нарушения обмена веществ, обусловленные недостатком или полным отсутствием витаминов в организме. По происхождению гиповитаминозы можно разделить на две группы.

Первичные (алиментарные, экзогенные) гиповитаминозы связаны с недостаточным поступлением витаминов с пищей. Среди основных причин развития алиментарных гиповитаминозов можно назвать:

1. Сезонные колебания содержания витаминов в пищевых продуктах;

2. Неправильное хранение и кулинарная обработка продуктов

3. Однообразность рациона.

4. нарушение синтеза витаминов микрофлорой кишечника при дисбактериозе;

К группе первичных гиповитаминозов можно причислить и относительные гиповитаминозы - повышение потребности в витаминах под влиянием некоторых факторов внешней среды (повышенная и пониженная температура), повышенное физическое и нервно-психическое напряжение, кислородное голодание, работа с вредными веществами.

Вторичные (эндогенные) гиповитаминозы связаны с изменением метаболических путей витаминов в организме человека. Причины:

1. нарушение процессов всасывания витаминов при заболеваниях желудочно-кишечного тракта;

2. болезни печени и поджелудочной железы, приводящие к нарушению всасывания пищевых жиров и вместе с ними - жирорастворимых витаминов;

3. повышенная потребность в витаминах при некоторых физиологических и патологических состояниях (беременность, тиреотоксикоз);

4. дефекты белков, участвующих во всасывании, транспорте или превращении витаминов в активные формы в организме человека. Подобные нарушения приводят к развитию витамин-резистентных состояний (врожденных, в случае генетических дефектов, или приобретенных в случае поражения соответствующих органов и тканей).

5.Еще одна причина - прием лекарственных препаратов - антивитаминов.

Антивитамины - это вещества, вызывающие снижение или полную потерю биологической активности витамина. Они применяются в качестве лекарственных препаратов, например, при лечении инфекционных заболеваний, так как подавляют рост и размножение микроорганизмов, которые тоже нуждаются в витаминах. Однако при введении в организм животного антивитамины способны вызывать классическую картину гипо- или авитаминоза. Поэтому при использовании их в качестве лекарственных препаратов, следует одновременно вести компенсаторную витаминотерапию. По механизму действия антивитамины делят на две группы:

1. Структурные аналоги витаминов. Они вытесняют витамины из состава соответствующих коферментов;

2. Антивитамины, вызывающие химическую модификацию витаминов.

Примерами лекарственных препаратов - структурных аналогов витаминов могут служить: акрихин - антивитамин В₂ - применяется при лечении малярии, красной волчанки; изониазид - антивитамин РР - противотуберкулезный препарат; метотрексат – антивитамин фолиевой кислты используется в онкологии. Для лечения тромбозов применяют препараты - производные дикумарола - антивитамина К.