Метали та їх сполуки як забруднювачі їжі SpringerLink
Миш'як, кадмій, свинець та алюміній
Метали та їх сполуки як забруднювачі їжі
Миш'як, кадмій, свинець та алюміній
Резюме
Анотація
Метали та їх сполуки повсюдно розподіляються в навколишньому середовищі, таким чином потрапляючи в рослинні та тваринні продукти. Хоча фактичний рівень впливу в Європі не викликає занепокоєння щодо гострої токсичності, хронічну токсичність деяких металів та металоїдів не можна повністю виключити. Таким чином, у випадку з неорганічним миш’яком, підвищений ризик канцерогенності в різних органах не може бути виключений навіть за реальних умов дієтичного впливу. У випадку з кадмієм, нефротоксичність може становити особливу проблему для певних підгруп, таких як діти. Що стосується свинцю, то за останні два десятиліття рівні опромінення значно впали; проте нейротоксичність розвитку все ще може бути проблемою під час внутрішньоутробного розвитку та раннього дитинства. Також у випадку алюмінію поточний рівень дієтичного навантаження близький до допустимого щотижневого споживання (TWI), отриманого Європейським органом з безпеки харчових продуктів (EFSA). У сукупності для всіх чотирьох прикладів необхідне подальше зниження рівня експозиції.
фон
миш'як
Більша частина органічного миш’яку, що потрапляє з їжею, в Німеччині надходить з риби та рибних продуктів, в яких миш’як присутній переважно у вигляді арсенобетаїну або арсенохоліну. Крім того, за останні роки в риб’ячому жирі були також ідентифіковані арсеноліпіди. Бурі та червоні водорості, у яких виявлено більше 100 мг/кг миш’яку миш’яку TG, також мають значення.
кадмію
Кадмій - природний елемент земної кори, в якому він зустрічається у вигляді оксиду кадмію, хлориду кадмію, сульфату кадмію або сульфіту кадмію. Сполуки кадмію широко поширені як у навколишньому середовищі, так і на робочих місцях. Вони використовуються, наприклад, в припої, в пігментах, як стабілізатори в ПВХ та в батареях. Хоча за останні роки промислове використання значно зменшилось через токсичність, деякі сфери застосування зростають. Це включає використання в нікель-кадмієвих батареях та в гальванічній промисловості.
Для дорослих «нормальних споживачів» (середньодобова кількість споживання всіх можливих кадмієвмісних продуктів із середнім вмістом кадмію в продуктах) у Німеччині щотижневе споживання кадмію, пов’язане з дієтою, оцінювалось приблизно в 1,5 мкг/кг маси тіла, незалежно від статі. Високі споживачі (високе щоденне споживання всіх можливих кадмієвмісних продуктів із середнім вмістом кадмію в продуктах харчування) у Німеччині, незалежно від статі, споживають кадмію 2,3 мкг/кг маси тіла на тиждень. Споживання кадмію, пов’язане з дієтою, навіть вище (3 мкг/кг маси тіла на тиждень) серед споживачів з вегетаріанської групи в Німеччині [11]. EFSA (2012) призначений для дорослих та дітей у віковій групі від 3 до
Свинець широко поширений у навколишньому середовищі. Зокрема, використання тетраетилсвинцю як антидетонатора у паливі вже давно є важливим джерелом викидів. Скасування свинцевого палива значно знизило концентрацію свинцю в повітрі, продуктах харчування і згодом у крові загальної популяції. Для загальноєвропейського населення продукти харчування, особливо зернові та зернові продукти, картопля, листові овочі та питна вода, є основним джерелом впливу сьогодні. Типові концентрації свинцю в продуктах харчування становлять від 10 до 200 мкг/кг, при цьому рослинна їжа, як правило, містить менше свинцю, ніж їжа тваринного походження. Більш високі рівні містяться в субпродуктах, мідіях, грибах та спеціях, деякі з яких можуть бути значно вище 1 мг/кг [16]. Крім того, м’ясо дичини із відстрілу з допомогою свинцевих боєприпасів може містити високий рівень свинцю [17]. Можливі додаткові джерела впливу існують у свинцевих трубах для питного водопостачання в старих будівлях та при використанні керамічного посуду зі свинцевою глазур’ю, особливо для зберігання кислих продуктів, таких як фруктові соки [7].
Середнє споживання свинцю з їжею для дорослих у Європі за даними EFSA (2012) становить від 0,4 до 0,6 мкг/кг маси тіла на добу, 95-й процентиль - від 0,7 до 1,0 мкг/кг маси тіла на добу. Середні значення для дітей у деяких випадках значно вищі; для дітей у віці від 1 до 3 років середнє споживання свинцю, пов’язане з їжею, становить від 1,0 до 1,5 мкг/кг маси тіла в день і 95-й процентиль від споживання свинцю, пов’язаного з їжею за оцінками від 1,4 до 2,8 мкг/кг маси тіла на день [18].
Поглинання неорганічних сполук свинцю після прийому всередину залежить від ряду факторів, таких як вік, стан харчування, склад дієти, залізо та кальцій. Поглинання розчинних сполук свинцю виявляється вищим у дітей, ніж у дорослих. Після прийому свинець спочатку транспортується в кров і накопичується в печінці та нирках і, перш за все, в кістках. У дорослих більше 90% розсмоктаного свинцю знаходиться в кістках. У крові свинець в основному міститься в еритроцитах і має період напіввиведення близько 30 днів, тоді як у кістках він становить кілька років. Виведення відбувається переважно з сечею та фекаліями [16, 19].
Токсична дія свинцю впливає на різні системи органів, такі як система кровотворення, серцево-судинна система, нервова система, нирки та кістки. Гостре отруєння свинцем сьогодні рідкісне, воно може призвести до блювоти та кишкових кольок аж до ниркової недостатності. Хронічні ефекти свинцю, які є важливими для загальної популяції, включають токсичність нирок, серцево-судинні ефекти та нейротоксичність, оскільки вони можуть виникати навіть при низькій експозиції свинцю. Мозок дітей, що зростає та розвивається, особливо чутливий до свинцю, як у фазі до народження (до пологів), так і після народження (після пологів). Найбільш чутливими ознаками нейротоксичності розвитку є зниження коефіцієнта інтелекту та зниження ефективності навчання та пам'яті. В епідеміологічних дослідженнях у дітей до 10 років описано зниження коефіцієнтів інтелекту з рівнем свинцю в крові нижче 100 мкг/л; пов'язаний NOAEL (відсутність спостережуваного рівня несприятливого ефекту) ще не може бути отриманий [16, 19].
Неорганічні сполуки свинцю є канцерогенними в експериментах на тваринах; вони в основному призводять до утворення пухлин нирок. IARC класифікував ці сполуки у групі 2 А (“ймовірно канцерогенні для людини”) як канцерогенні. Однак, оскільки свинець безпосередньо не є генотоксичним, а канцерогенні дози в експериментах на тваринах набагато вищі, ніж вплив загальної популяції, вважається малоймовірним, що потрапляння свинцю через їжу представляє значний ризик раку [16].
На основі результатів щодо нейротоксичності розвитку у дітей, а також серцево-судинних ефектів та токсичності нирок у дорослих за допомогою базових розрахунків, EFSA має BMDL01 та BMDL10 0,5; 1,5 та 0,6 мкг свинцю/кг маси тіла та день. Тому попереднє значення PTWI 25 мкг/кг маси тіла, встановлене ВООЗ, більше не вважається належним. Розгляд "межі впливу" (MOE), взаємозв'язку між базовою дозою, при якій можна визначити невеликий, але вимірюваний негативний вплив, та експозицією людей, показав, що особливо у сприйнятливій групі немовлят та маленьких дітей середнє споживання свинцю, пов’язане з їжею, вже перевищує контрольне значення, отримане EFSA (значення BMDL01 0,5 мкг/кг маси тіла на добу). Для дорослих «нормальних споживачів» споживання свинцю, пов’язане з дієтою, знаходиться в межах референтного значення для нейротоксичності розвитку, а для дорослих «високих споживачів» референтне значення перевищено. Таким чином, за нинішніх умов опромінення є особлива причина для занепокоєння щодо нейротоксичних ефектів розвитку [16].
На європейському рівні встановлені максимальні рівні свинцю в окремих продуктах харчування (наприклад, 20 мкг/кг для молока, 50 мкг/кг для фруктового соку, 100 мкг/кг для м'яса, фруктів та овочів, 200 мкг/кг для зерна, 300 мкг/кг для листових овочів та 1500 мкг/кг для мідій) (VO (EG) 1881/2006, [20]), німецький Постанова про питну воду визначає граничне значення 10 мкг свинцю/л, яке було нижчим з 2013 року [21].
алюміній
Як третій найпоширеніший елемент у земній корі, алюміній зустрічається природним чином у навколишньому середовищі, а також повсюдно через антропогенну діяльність. Загальне населення піддається впливу алюмінію переважно через їжу. Неперероблені продукти зазвичай містять менше 5 мг алюмінію/кг. У хлібобулочних виробах, овочах, молочних продуктах, ковбасних виробах, субпродуктах, морепродуктах, збагачених цукром продуктах та борошняних виробах середній вміст становить від 5 до 10 мг/кг. Дуже високі середні концентрації визначали у чайному листі, травах, какао та какао-продуктах та спеціях. Подальший відповідний вплив виникає в результаті використання сполук алюмінію в якості харчових добавок та матеріалів, що містять алюміній, що контактують з харчовими продуктами при переробці, зберіганні та упаковці харчових продуктів. Зокрема, при обробці та зберіганні кислої або солоної їжі, а також при використанні алюмінієвих деко для виробництва кренделів, неправильне поводження може призвести до збільшення вмісту алюмінію в продуктах харчування [22,23,24].
EFSA (2008) дає діапазон 0,2–1,5 мг/кг маси тіла для середнього щотижневого споживання алюмінію з їжею дорослими в Європі; може бути досягнуто мг/кг маси тіла та тиждень [22]. Для дітей (вікової групи 1–15 років) у Європі EFSA дає щотижневе споживання алюмінію, пов’язане з їжею, 0,7–2,3 мг/кг маси тіла як 97,5. Перцентилі в [22]. Біодоступність після перорального прийому становить 0,1-0,3%, коливання в 10 разів очікується залежно від типу сполуки. Крім того, харчова матриця має великий вплив на біодоступність алюмінію після прийому всередину. У плазмі крові алюміній в основному зв’язується з трансферином і меншою мірою з цитратом. Накопичення відбувається переважно в кістках. У літературі доступна різноманітна інформація про біологічний період напіввиведення алюмінію. У людини описано періоди напіввиведення за кілька років після внутрішньовенного введення цитрату алюмінію. Розсмоктаний алюміній виводиться переважно з сечею [22].
На основі досліджень нейротоксичності розвитку на мишах EFSA визначив коефіцієнт невизначеності від 100 до NOAEL 10 мг/кг маси тіла на добу та коефіцієнт невизначеності 300 до LOAEL (Найнижчий спостережуваний рівень несприятливого впливу) 50 мг/кг маси тіла на добу було отримано значення TWI 1 мг/кг маси тіла на тиждень [22].
Виходячи з NOAEL 30 мг/кг маси тіла на добу, JECFA отримав значення PTWI 2 мг/кг маси тіла на тиждень у результаті дослідження щодо розвитку та нейротоксичності у щурів, беручи до уваги коефіцієнт невизначеності 100 [26].
Середнє щотижневе споживання алюмінію, пов’язане з їжею, за оцінками EFSA, може призвести до виснаження або навіть перевищення значення TWI. Для “високих споживачів” як з дорослої, так і з дитячої групи значення EFSA TWI може бути значно перевищено. Тому вказується зменшення експозиції алюмінію, пов’язаного з їжею.