2. Міри токсичності речовин

Кількісна характеристика токсичності речовин досить складна і вимагає багатобічного підходу. Судити про неї доводиться за результатами дії речовини на живий організм, для якого характерна індивідуальна реакція, індивідуальна варіабельність, оскільки в групі випробовуваних тварин завжди присутні більш менш сприйнятливі до дії токсину, що вивчається, індивідууми.

Існують дві основні характеристики токсичності – ЛД₅₀ і ЛД₁₀₀. ЛД – абревіатура летальної дози, тобто дози, що викликає при однократному введенні загибель 50 або 100% експериментальних тварин. Дозу зазвичай визначають в розмірності концентрації. Токсичними вважають усе ті речовини, для яких ЛД мала. Прийнята наступна класифікація речовин за ознакою гострої токсичності (ЛД₅₀ для щура при пероральному введенні, мг/кг):

Надзвичайно токсичні …………….<5

Високотоксичних…………………5 – 50

Помірно токсичні ………………..50 – 500

Малотоксичних…………………..500 – 5000

Практично нетоксичні ………….5000 – 15 000

Практично нешкідливі…………….<15000

Величина t_0,5 характеризує тягар напіввиведення токсину і продуктів його перетворення з організму. Для різних токсинів воно може скласти від декількох годин до декількох десятків років.

Крім ЛД₅₀, ЛД₁₀₀ і t_0,5 в токсикологічних експериментах на тваринах прийнято вказувати ще і час 100 або 50% загибелей об'єктів. Але для цього такі експерименти повинні проводитися протягом багатьох місяців і років, а при існуючому нетривалому контролі можна віднести до малотоксичних речовин – високотоксичні, але проявляючі свою негативну, згубну дію лише через тривалий час.

Крім цього, необхідно враховувати ще ряд чинників. Це і індівідуальность різних експериментальних тварин, і різний розподіл токсинів в органах і тканинах, і біотрансформація токсинів, яка утруднює їх визначення в організмі.

При хронічній інтоксикації вирішального значення набуває здатність речовини проявляти кумулятивні властивості, тобто накопичуватися в організмі і передаватися по харчових ланцюгах. Необхідно такоже враховувати комбіновану дію декількох чужорідних речовин при одночасному і послідовному потраплянні в організм і їх взаємодію з макро- і мікронутрієнтами харчових продуктів (оскільки людина може отримувати протягом всього життя разом з їжею цілий комплекс чужорідних речовин або у вигляді контамінантов-забрудників, або у вигляді добавок до харчових продуктів).

Комбінований ефект є результатом фізичних або хімічних взаємодій, індукції або інгібування ферментних систем, інших біологічних процесів Дія однієї речовини може бути підсилена або ослаблена під впливом інших речовин. Розрізняють два основні ефекти: антагонізм – ефект дії двох або декілька речовин, при якому одну речовину ослабляє дія іншої речовини (наприклад, дія ртуті і селену в організмі тварин і людини); синергізм – ефект дії, що перевищує суму ефектів дії кожного чинника (наприклад, комбінована дія хлоровмісних сполук, фосфорорганічних пестицидів, комбінована дія ксенобіотиків і деяких медикаментів).

У зв'язку з хронічною дією сторонніх речовин на організм людини і виникаючою небезпекою віддалених наслідків, найважливішого значення набувають канцерогенне (виникнення ракових пухлин), мутагенне (якісні і кількісні зміни в генетичному апараті клітки) і тератогенне (аномалії в розвитку плоду, викликані структурними, функціональними і біохімічними змінами в організмі матері і плоду) дії ксенобіотиків.

На основі токсикологічних критеріїв (з точки зору гігієни харчування) міжнародними організаціями ООН – ВОЗ, ФАО та ін., а також органами охорони здоров'я окремих держав прийняті наступні базові (основні) показники: ГДК, ДДД і ДДВ. (див. гл. 9).

ГДК (гранично-допустима концентрація) – гранично-допустимі кількості чужорідних речовин в атмосфері, воді, продуктах харчування з точки зору безпеки їх для здоров'я людини. ГДК в продуктах харчування – встановлена законом гранично-допустима з точки зору здоров'я людини кількість шкідливої (чужорідною) речовини. ГДК – це такі концентрації, які при щоденній дії протягом скільки завгодно довгого часу не можуть викликати захворювань або відхилення в стані здоров’я, які виявляють сучасними методами дослідження, в житті сьогодення і наступних поколінь.

ДДД (допустима добова доза) – щоденне надходження речовини, яка не чинить (робить) негативного впливу на здоров’я людини протягом всього життя.

ДДВ (допустиме добове вживання) – величина, яку розраховують множенням ДДД на середню величину маси тіла (60 кг).

3 Шкідливі природні компоненти харчових продуктів

Наслідком різкого порушення одного з принципів раціонального харчування, а саме, порушення співвідношення вмісту поживних речовин в раціоні, можуть бути захворювання, пов'язані з надлишковим надходженням в організм певних нутрієнтів. Так, надлишок в раціоні вуглеводів і, в першу чергу, сахарози (цукру) спричиняє виникнення цукрового діабету, ожиріння, деяких форм серцево-судинної патології, а надлишкове споживання жирів, особливо з залишками насичених жирних кислот, призводить до розвитку атеросклеротичного ураження судин, ожиріння. Несприятливо впливає на здоров'я людини не тільки надлишок (або недостача) тих чи інших макро- та мікроелементів їжі, але і їх незбалансованість. Так, причиною такого захворювання як пелагра у населення, що вживає у їжі великі кількості кукурудзи та сорго (як джерело білка), є незбалансованість амінокислот лейцину та ізолейцину. Токсичний ефект також можуть викликати деякі жирні кислоти, наприклад ерукова, характерна для рапсової та гірчичної олій.

Іншу групу природних харчових компонентів складають антиаліментарні (нехарчові) речовини, які самі не мають токсичної дії, але певним чином послаблюють засвоєння окремих поживних речовин.

Так, з деяких злаків, бобових та овочів (рис, пшениця, соя, квасоля), а також продуктів тваринного походження (білки яєць) виділена велика група інгібіторів протеїназ – ферментів, що розщеплюють білки в травному тракті. Ці білки-інгібітори утворюють стійкі комплекси з основними ферментами шлунково-кишкового тракту, що призводить до зниження їх активності, а отже – до неповного засвоєння білків харчового раціону. Теплова обробка дозволяє понижувати активність протеїну з деяких продуктів, наприклад яєць.

Антивітаміни – речовини, які здатні повністю або частково блокувати біологічну дію вітамінів. Так, до складу багатьох овочів, фруктів та ягід входить фермент аскорбатоксидаза – фермент, який руйнує аскорбінову кислоту (вітамін С). Інший приклад антивітамінів – тіаміназа, фермент, який розкладає тіамін (вітамін В₁). Тіаміназа міститься у сирій рибі.

І нарешті, до антиаліментарних речовин відносяться речовини, яким характерна демінералізуюча дія, що виражається у пригніченні засвоєння кальцію, заліза, цинку та низки інших мінеральних елементів, утворюючи з ними важкорозчинні сполуки. Типовим прикладом таких речовин є щавлева кислота та фітин. Щавлева кислота у значних кількостях міститься в щавлі, ревені; шпинаті, а фітин виявлений в злаках та бобових рослинах.

Для деяких харчових продуктів характерна наявність у їх складі природних токсичних компонентів, які є небезпечними для здоров'я людини лише в певних умовах. Так, гіркий мигдаль, ядра кісточок абрикосів, персиків, вишень та інших плодів містять токсичні компоненти – ціаногенні глікозиди. Небезпечною є позеленіла картопля, так як у цьому випадку в ній накопичується органічна речовина, (сапонін – діосгенін), що має токсичні властивості.

Діосгенін Амігдалин

Копчені та перегріті продукти, і особливо жири, накопичують поліциклічні ароматичні вуглеводні, нітрозосполуки, які мають канцерогенну дію.

До. незвичайних компонентів з нових джерел сировини можна віднести штучні речовини, які отримані шляхом мікробіологічного і хімічного синтезу або генетичних змін.

Необхідно також відмітити деякі харчові компоненти, для яких характерна фармакологічна активність. Одним з таких компонентів є етиловий спирт, який, з одного боку, є біологічно активною речовиною (джерелом енергії), а з іншого – небезпечною для організму людини речовиною, так як його фармакологічна (а саме наркотична) дія виражена значно сильніше. До токсикантів також відносять деякі стимулятори нервової діяльності (кофеїн, теобромін, теофілін)

Кофеїн Теобромін

які є специфічними компонентами чаю, кави, деяких прохолоджуючих тонізуючих напоїв (Coca-Cola та ін.). Значну небезпеку можуть становити продукти, насичені біологічно активними компонентами – біогенними амінами (тирамін, серотонін, норадреналін тощо), які містяться як в продуктах тваринного (сири, печінка, солена риба), так і рослинного (томати,

Тирамін Серотонін Норадреналін

банани, апельсини, ананаси) походження. Надходження з їжею згаданих речовин в деяких випадках перевищує допустимі дози. Так, наприклад, горнятко міцної кави містить 100 – 150 мг кофеїну, а в 100 г бананів міститься до 3 мг серотоніну.

До цієї групи ефектів несприятливого впливу природних компонентів їжі на організм людини відносяться також випадки спадкового порушення синтезу деяких ферментів травного тракту, що призводить до порушення обміну тих чи інших нутрієнтів (білків, вуглеводів тощо). Як приклад, можна навести широко розповсюджений синдром несприйняття молока, а точніше молочного цукру – лактози пов'язане з відсутністю (або зниженою активністю) у слизовій кишківника

Лактоза

ферменту, що розщеплює лактозу. Інше захворювання – глютенова ентерпатія - пов'язане з нестачею одного з ферментів, який розщеплює глютен (білок), що виражається у несприйнятті організмом пшеничного білка. В основі несприйняття низки харчових продуктів можуть лежати інші механізми, пов'язані зі спадковим дефектом синтезу внутріклітинних ферментів.