Тема 11. Нітрати, нітрити і нітрозосполуки

Питання, які розглядаються за темою:

• Шляхи надходження і поширення нітратів і і нітритів у довкіллі. Біологічна дія нітратів і нітритів на організм людини.

• Екотоксикокінетика та екотоксикодинаміка нітрозосполук.

1. Біологічна дія нітратів і нітритів на організм людини.

Нітратам і нітритам значна увага приділяється тому, що нітрати перетворюються в організмі в нитросполуки, багато з яких є канцерогенними. Так, з відомих на даний час нітросполук 80 нитрозоамінів і 23 нитрозоаміди є активними канцерогенами.

N-нитросполуки — це речовини, у яких нитрозогруппа (>1Ч— N=0) пов'язана з атомом азоту. Вони утворюються при взаємодії нітриту з вторинними, третинними і четвертинними амінами. До нітрозогруп можуть приєднуватися різні радикали: алкільний, арильный, аліциклічний і ін.

N-нитросполуки – тверді речовини або рідини, що володіють високою реакційною здатністю. Вони є добре розчинними в органічних розчинниках і помірно розчиняються у воді, відрізняються високою летючістю, відносно стабільні і здатні знаходитися тривалий час в навколишньому середовищі без істотних змін. Найбільш поширеними є N-нітрозодиметіламін (НДМА), N-нітрозодипропиламин (НДПА), N — нітрозодиэтиламин (НДЕА), N-нітрозопиперидин (Нпіп), N-нітрозопирролидин (Нпір).

Канцерогенний ефект нитросполук залежить від дози і часу їх впливу на організм. Низькі одноразові дози підсумовуються і потім викликають злоякісні пухлини. Для запобігання утворення в організмі людини N-нитрозосполук слід повністю виключити з харчових продуктів аміни і аміди, а також що приводять до їх виникнення — нітрати і нітрити. На жаль, реально можливо лише зниження в продуктах харчування і харчовій сировині лише нітратів і нітритів.

Нитрозування протікає при рН 2-3, а в присутності каталізаторів – і при більш низькому значенні рН, яке, як правило, підтримується у шлунку людини. Такими каталізаторами є іони галогенів і тиоционат (роданід). У шлунку нітрати з біогенними амінами, що містяться, наприклад, в м'ясі, утворюють нитрозоаміни і нитрозоаміди. У людей із зниженою кислотністю шлункового соку з нітратів утворюється велика кількість нитрозоамінів, викликаючи підвищення ризику виникнення раки шлунку.

Нитрозоаміни утворюються не тільки у шлунково-кишковому тракті, але і поза живим організмом. Доведена їх наявність у повітрі, в різній сировині і продуктах харчування.

З добовим раціоном чоловік отримує приблизно 1 мкг нитрозосполук, з питною водою — О,01 мкг, з вдихуваним повітрям — 0,3 мкг. Вміст нитрозосполук в окремих харчових продуктах представлений в таблиці .

Залежно від рівня забруднення навколишнього середовища вміст нитрозосполук в рослинницькій продукції може змінюватися. Проте половину всіх нитрозосполук людина отримує з солено-копченими м'ясними і рибними продуктами (табл. 15).

Таблиця 15. Вміст нитрозосполук в харчових продуктах

Продукти	Вміст, мкг/кг жание	Продукти	Вміст, мкг/кг жание
Свіжі	0	Боби соєві	(.
Варені	0	Масло рослинне	50
Редька чорна	1	Маргарин	14
Буряк:
Свіжий	1,5	Пиво разное	1,0...68
що зберігався	5,9	Провина разные	0...9
Шпинат зберігався	20	Молоко, сливки свіжі	0
Консерви овочеві разные	1,0...4,4	Молоко сухе	0,7
Соленья овочеві	5,0...63	Кисломолочні продукти	0
Фрукти:
Консервовані	2	Сир	0
Свіжі	0,8	Сирі разные	0...6.3
Яловичина і свинина	0	Сирки плавлені	0...4.4
Ковбаси:		Зерно, мука різна	0
Ліверна	8,8	Риба свіжоморожена	12...15
Варені	1,7...8,3	Риба смажена різна	1,5...42
Напівкопчені	9,7...18,9	Риба гарячого копчення	3,5...12,5
Копчені	13...74	Оселедець солоний	400
Сосиски	81	Риба солено-валеная	131
Бекон смажений	249	Риба сушена	18,5
Консерви баночні м'ясні:		Ікра чорна	10
свинина тушкована	2,5	Консерви баночні рибні разные:
яловичина тушкована	1...3	у томатному соусі	6...26
		у маслі	7...31

Рівень вмісту нитрозоамінів в харчовій продукції — один з найважливіших показників її безпеки. Встановлено, що із збільшенням тривалості зберігання вміст нитрозоамінів в продуктах харчування підвищується. Так, на 30 добу зберігання спостерігається перевищення гігієнічних норм вмісту нитрозоамінів в м'ясній варено-копченій продукції на 30-40%. Більшість нитрозоамінів має специфічну дію на певні органи.

Екотоксикокінетика та екотоксикодинаміка нітрозосполук.

 Залежно від типу нитрозосполук різними є механізми їх дії на живий організм. Нитрозосполуки викликають незворотні зміни ДНК. В більшості випадків нитрозосполуки викликають мутації. Звичайно, не всі мутації приводять до розвитку раку. Наприклад, доведено, що N-нітрозометилмочевина і N-нітрозоетилмочевина надають на ДНК таку дію, що призводить до аномалій і пороків розвитку живого організму (недорозвинення кінцівок, слабкий розвиток центральних органів).

Деякі речовини, які самі не є канцерогенами, викликають його у поєднанні з іншими речовинами. Ці речовини, що називаються промоторами, активізують раковий процес у клітинах, які були ініційовані канцерогенами, але знаходяться в латентній стадії. Синтетичні замінники цукру — сахарин і цикламат натрію — є такими промоторами.

Речовини-коканцерогени, підсилюють канцерогенну дію нитрозоамінов. При одночасному введенні в раціон для хом'яків диетилнитрозоамина і поліциклічних вуглеводнів спостерігалося інтенсивне утворення пухлин. При роздільному застосуванні цих же сполук в тій же концентрації утворення пухлин було повільним або не спостерігалося.

Безпечна добова доза низькомолекулярних нитрозоамінів для людини складає 10 мкг/днів або 5 мкг/кг харчового продукту. Рекомендована ГДК нитросполук у воді господарсько-харчового призначення — 0,03 мкг/л. Тимчасові гігієнічні нормативи встановлені також для N-нитрозопиперидина.

Встановлено, що реакція нитрозування у людському організмі пригнічується аскорбіновою кислотою. Подібною дією володіють також токоферол (вітамін Е), поліфеноли, танін і пектинові речовини.

 Постійне споживання вітаміну С може перешкодити утворенню канцерогенних нитрозоамінів і, навпаки, постійна низька його концентрація в організмі підвищує вірогідність захворювання раком. На підставі отриманих даних встановлено, що при співвідношенні вітаміну С до нітратів 2 : 1 і більше нитрозоаміни не утворюються. Крім того, наявність в організмі високого вмісту клітковини і пектинових речовин пригнічує всмоктування нитрозоамінів у товстій кишці.

Слід зазначити, що багато питань ендогенного утворення канцерогенних нитрозоамінів в травному тракті людини остаточно ще не з'ясовано. Не дивлячись на те, що поки що не можна з достатньою достовірністю оцінити небезпеку, пов’язану з утворенням нітрозоамінів і їх дією на організм людини, проте її не можна не враховувати і відповідно до цього необхідно прагнути до того, щоб звести можливість утворення нитрозоамінів до мінімуму. Одним з найважливіших заходів в цьому напрямі є зменшення вмісту нітратів і нітритів в продуктах харчування.