Мутагенные и канцерогенные вещества кратко

Обновлено: 05.07.2024

В настоящее время в связи с интенсивным загрязнением окружающей среды человек постоянно подвергается действию разнообразных мутагенов. Они могут индуцировать мутации в соматических и половых клетках. Мутагены играют важную роль в происхождении новообразований. Исследования показывают связь многих распространенных заболеваний с неблагоприятными факторами среды и аллергенами. Аллергены - вещества, которые могут у некоторых людей провоцировать гиперреакцию иммунной системы. Снижение иммунитета может приводить к развитию онкологических заболеваний.

Объект исследования.

Мутагены, канцерогены, аллергены.

Предмет исследования.

Воздействие мутагенов, канцерогенов, аллергенов на организм человека.

Цель исследования.

Изучениевоздействия мутагенов, канцерогенов, аллергенов на организм человека.

Задачи исследования:

- изучить литературу по данной теме;

- рассмотреть классификацию мутагенов, канцерогенов, аллергенов;

- проанализировать воздействие данных агентов на организм.

Методы исследования:

- подбор материала из различных источников информации;

- анализ, сравнение и обобщение материала по исследуемой теме;

- создание презентации и продукта исследования.

Гипотеза.

Мутагены, канцерогены, аллергены отрицательно влияют на организм человека.

Классификация канцерогенов.

Канцерогены – вещества, способные при воздействии на организм вызывать развитие злокачественных и доброкачественных новообразований. Канцерогены опасны при любых концентрациях, их действие может проявляться спустя много лет.

Канцерогенные вещества, в зависимости от их способности взаимодействовать с ДНК, подразделяют на две группы:

Генотоксические соединения, способные вызывать мутации в геноме клетки (полициклические ароматические углеводороды, ароматические амины, нитрозосоединения и др.);

Эпигенетические канцерогенные вещества; они не дают положительных результатов в тестах на мутагенность, но их введение вызывает развитие опухолей (хлорорганические соединения, иммунодепрессанты и др.).

По происхождению канцерогены могут быть:

Экзогенные – включают в себя продукты курения табака, выхлопы двигателей внутреннего сгорания, дым промышленных предприятий и отопительных систем, микотоксины в пищевых продуктах и др.

Эндогенные – холестерин, желчные кислоты, пероксиды липидов. Также к этой категории относятся некоторые гормоны. В частности, избыток эстрогенов у женщин способен приводить к появлению рака молочных желез, матки и яичников, а слишком высокое содержание андрогенов (например, у спортсменов, использующих тестостерон для увеличения мышечной массы) приводит к раку яичек. Их накоплению в организме могут способствовать некоторые заболевания, а также хронические состояния гипоксии.

По характеру действия канцерогены разделяются на три группы:

Местного действия – полициклические ароматические углеводороды, которые часто вызывают рост опухоли в местах частого соприкосновения с кожей. Также местно воздействуют некоторые физические канцерогены, например, большие дозы ультрафиолетового излучения. Кстати, солнечный свет, являющийся основным источником ультрафиолета для человека, наиболее опасен в весеннее время года. После зимы в коже сокращается содержание меланина, защищающего кожу от слишком сильного облучения, поэтому интенсивный загар может привести к появлению опухолей.

Органотропные (поражают определенные органы); например, асбест является опасным канцерогеном, вызывающим у людей и животных злокачественную опухоль плевры – мезотелиому.

Множественного действия (вызывают опухоли в разных органах): сюда относится широких спектр канцерогенов производственного и бытового происхождения.

Также классификация канцерогенов может быть произведена в соответствии с природой токсичного вещества:

Химического происхождения (ароматические углеводороды);

Физического происхождения (ионизирующее излучение);

Биологического происхождения (вирус гепатита В).

Некоторые пестициды также способны провоцировать появление опухолей.

Пестициды по канцерогенности подразделяются на:

Явноканцерогенные – вызывающие рак у людей и опухолеобразование у животных (бензол, винилхлорид);

Канцерогенные – вызывающие опухолеобразование у животных (не установлено действие на людей);

Cлабоканцерогенные – слабые канцерогены в опытах с животными.

Относительно немногие химические вещества были идентифицированы в качестве канцерогенов благодаря установленной связи их воздействия с возникновением ракового заболевания у человека. Однако канцерогенная активность обычно определяется на основании способности какого-либо вещества вызывать опухоли у лабораторных животных в результате воздействия на протяжении жизни. Исследования такого рода могут длиться в течение 2-3 лет, требуют дефицитных ресурсов и высококвалифицированных специалистов. Это обстоятельство привело к поиску альтернативных путей выявления химических веществ, обладающих канцерогенными свойствами, в результате чего был разработан ряд сравнительно недорогих тестов, во многих из которых вместо цельного организма млекопитающих используются другие биологические системы. Поскольку на проведение тестов уходит значительно меньше времени, чем на классические долгосрочные исследования на грызунах, их стали называть краткосрочными тестами.

1.3 Классификация аллергенов.

Аллергены могут быть природного происхождения (животные, растения, микроорганизмы) или антропогенного (химические вещества).

Аллергены растительного происхождения: пыльца, зерновая пыль, мука, грибковые споры, древесная пыль, натуральный латекс, эфирные масла, ферменты.

Аллергены животного происхождения: млекопитающие, рептилии (особенно перхоть, шерсть, перья, моча), насекомые и паукообразные (например, пылевые клещи).

Для того чтобы вызвать иммунный ответ, аллергены должны обладать определенными свойствами. Они должны быть признаны иммунной системой в качестве инородных тел, как белки или гликопротеины молекулярной массой более 5000 дальтонов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В результате работы над проектом была изучена классификация канцерогенов, мутагенов, аллергенов, их свойства. Также были изучены вредные и опасные воздействия на организм под влиянием данных генов.

Были изучены методы борьбы с мутациями, аллергией и вредными последствиями влияния канцерогенов (злокачественные опухоли и т.д.).

Таким образом поставленная цель достигнута, задачи выполнены.

Практическая значимость исследования – иллюстративный раздаточный материал, который может быть использован на занятиях по биологии и при подготовке к экзамену.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

Мутагены, канцерогены, аллергены

по учебной дисциплине

Выполнила обучающаяся Барковская Елизавета Владимировна

Проверил преподаватель Орехова Ирина Игоревна

ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА.. 3

ВВЕДЕНИЕ. 4

ГЛАВА I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МУТАГЕНОВ, КАНЦЕРОГЕНОВ, АЛЛЕРГЕНОВ

1.1 Классификация мутагенов. 6

1.2 Классификация канцерогенов. 7

1.3 Классификация аллергенов. 9

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

Мутагены, канцерогены, аллергены

по учебной дисциплине

Выполнила обучающаяся Барковская Елизавета Владимировна

Проверил преподаватель Орехова Ирина Игоревна

ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА.. 3

ВВЕДЕНИЕ. 4

ГЛАВА I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МУТАГЕНОВ, КАНЦЕРОГЕНОВ, АЛЛЕРГЕНОВ

1.1 Классификация мутагенов. 6

1.2 Классификация канцерогенов. 7

1.3 Классификация аллергенов. 9

ГЛАВА II. ВОЗДЕЙСТВИЕ МУТАГЕНОВ, КАНЦЕРОГЕНОВ, АЛЛЕРГЕНОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

2.1 Воздействие мутагенов на организм. 11

2.2 Воздействие канцерогенов на организм. 17

2.3 Воздействие аллергенов на организм. 20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 21

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 22

ПРИЛОЖЕНИЯ.. 23

ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность темы исследования.

Объект исследования.

Мутагены, канцерогены, аллергены.

Предмет исследования.

Воздействие мутагенов, канцерогенов, аллергенов на организм человека.

Цель исследования.

Изучениевоздействия мутагенов, канцерогенов, аллергенов на организм человека.

Задачи исследования:

- изучить литературу по данной теме;

- рассмотреть классификацию мутагенов, канцерогенов, аллергенов;

- проанализировать воздействие данных агентов на организм.

Методы исследования:

- подбор материала из различных источников информации;

- анализ, сравнение и обобщение материала по исследуемой теме;

- создание презентации и продукта исследования.

Гипотеза.

Мутагены, канцерогены, аллергены отрицательно влияют на организм человека.

Классификация канцерогенов.

По происхождению канцерогены могут быть:

По характеру действия канцерогены разделяются на три группы:

Также классификация канцерогенов может быть произведена в соответствии с природой токсичного вещества:

Химического происхождения (ароматические углеводороды);

Физического происхождения (ионизирующее излучение);

Биологического происхождения (вирус гепатита В).

Некоторые пестициды также способны провоцировать появление опухолей.

Пестициды по канцерогенности подразделяются на:

Явноканцерогенные – вызывающие рак у людей и опухолеобразование у животных (бензол, винилхлорид);

Канцерогенные – вызывающие опухолеобразование у животных (не установлено действие на людей);

Cлабоканцерогенные – слабые канцерогены в опытах с животными.

1.3 Классификация аллергенов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Таким образом поставленная цель достигнута, задачи выполнены.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

Мутагены, канцерогены, аллергены

по учебной дисциплине

Выполнила обучающаяся Барковская Елизавета Владимировна

Проверил преподаватель Орехова Ирина Игоревна

ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА.. 3

ВВЕДЕНИЕ. 4

ГЛАВА I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МУТАГЕНОВ, КАНЦЕРОГЕНОВ, АЛЛЕРГЕНОВ

1.1 Классификация мутагенов. 6

1.2 Классификация канцерогенов. 7

1.3 Классификация аллергенов. 9

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Канцерогены, мутагены и проба Эймса на мутагенность

• Агенты, вызывающие развитие рака могут повреждать ДНК
• Мутации по ряду генов вызывают аномальный рост клеток
• Эймсом разработан тест на канцерогенную активность химических соединений
• Раковая опухоль обычно развивается из соматических клеток

Агенты, вызывающие развитие рака, такие как химические вещества или рентгеновские лучи, называются канцерогены. Многие канцерогены оказывают эффект, действуя в качестве мутагенов. Канцерогены попадают в организм и поражают клетки в органах-мишенях, вызывая мутации критических генов. Впоследствии такие мутантные гены влияют на свойства клеток и их потомков, обусловливая аномальный рост.

Вначале взаимосвязь между канцерогенезом и мутагенезом не была столь очевидной. Исследования этой проблемы получили мощный импульс с момента опубликования работы Брюса Эймса в 1975 г. Этот автор показал, что чем более сильным мутагеном является химический агент, тем более вероятно, что он будет действовать как мощный канцероген.

На рисунке ниже представлена упрощенная схема экспериментов Эймса, в которых он оценивал мутагенные свойства большого числа различных канцерогенов.

Рисунок ниже иллюстрирует, что в подавляющем большинстве случаев клетки, атакуемые канцерогенами, расположены в соме, т. е. находятся вне репродуктивных органов, продуцирующих половые клетки, которые переносятся из поколения в поколение.

Поэтому мутировавший ген, образовавшийся при воздействии мутагена, может передаться другим клеткам соматической ткани-мишени, однако он не будет передан потомству особи, поскольку не находится в ее половых клетках. Такие мутации называются соматическими, в отличие от герминативных, которые передаются наследственным путем от родительского организма к потомству.

Таким образом, многие виды рака развиваются вследствие соматических мутаций, затрагивающих клетки, расположенные в разных тканях организма. Однако, как мы позже увидим, мутантные гены, присутствующие в половых клетках, могут приводить к врожденной предрасположенности к заболеванию раком.

Мутагены можно выявлять по способности химического соединения превращать дефектный гистидиновый ген Salmonella в нормальный ген дикого типа.
Здесь не показаны результаты экспериментов при добавлении экстракта печени крысы.
Эти эксперименты моделируют биохимические реакции, протекающие в печени, которые способны усиливать мутагенные свойства соединения. Канцерогены обычно воздействуют на соматические клетки;
таким образом, рак ограничивается поражением индивидуума, а не передается потомству.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Мутагены — это физические или химические агенты, которые провоцируют формирование необратимых структур, таким образом повышая частоту мутаций. Последние иногда приводят к канцерогенезу, поэтому значительное количество мутагенов также являются канцерогенами.

Враг №1: ультрафиолет. Мутаген физической природы, который особенно часто встречается в районе экватора и в областях озоновых дыр — ультрафиолетовый свет в диапазоне 260–280 нм. Основания ДНК поглощают ультрафиолет в этом диапазоне, что может приводить к разрыву связи между двумя цепями ДНК. Свободные нуклеотиды попарно сшиваются с соседними, как показано на картинке.

Если эта ошибка остается неисправленной, синтез белка и репликация ДНК усложняется во много раз — это и есть мутагенез. Солнечный свет нужен для выработки витамина D. Однако образование пиримидиновых димеров является одной из основных причин меланомы. Помимо этого, ультрафиолетовое излучение вредно для глаз. Вывод: длительное пребывание на солнце вредно. Солнечные ожоги опасны. Пренебрегать кремами с UV-фильтрами и находиться под прямыми солнечными лучами — легкомысленно, а ходить в солярий запрещено категорически. Прочее взаимодействие с солнцем (пробежка по пляжу на рассвете, например) нужно и полезно.

Доказано, что в построении защиты от УФ-излучения помогают жирорастворимые нутриенты. Это такие микроэлементы, как каротиноиды, флавоноиды, токоферолы и омега-3 ненасыщенные жирные кислоты. Усвоение нутриентов, содержащих эти вещества, имеет генетическую обусловленость. С одной стороны, это очень удобно, с другой — если у вас низкая усваиваемость витамина А или нарушения липидного обмена, но вы любите путешествовать в районе экватора, то лучше подстраховаться заранее.

Враг №2: активные формы кислорода Самый распространенный мутаген. Хитрость заключается в том, что эти активные формы генерируются в ходе самых обычных химических реакций, которые протекают в человеческом теле. Тут может возникнуть недоумение, ведь кислород — это газ, который содержится в атмосфере нашей планеты, с ним ассоциируется дыхание полной грудью, свежесть и еще какие-то приятные ощущения из рекламы стиральных порошков.

Разгадка кроется в названии. Кислород окисляет вещества, которые встречает на своем пути. Вспомните перекись водорода, которую выливают на разбитую коленку — примерно то же самое происходит в клеточных масштабах при выделении активных форм кислорода. Активные формы кислорода разрушают мембраны, из которых построены живые клетки, выдергивают отдельные основания из цепи ДНК и вносят разрывы. Страшно не только то, что они делают, но и то, как изощренно это происходит. Поскольку выделение АФК осуществляется постоянно, при поломке нейтрализующего их механизма клетки постоянно подвергаются бомбардировке мутагенами и гибнут в муках.

Доказано: от окисления и активных радикалов спасают антиоксиданты. Это вещества, которые содержатся в свежих ягодах и фруктах, зеленом чае, орехах и красном вине. Они переводят радикалы в неактивную форму. Иными словами, антиоксиданты — это такие альтруисты. Они выходят на улицу, видят, как хулиганы разрушают стены, и принимают удар на себя. Антиоксиданты обладают множеством чудесных свойств, одно из которых — защита от старения. Согласно некоторым гипотезам, старение ассоциировано с выделением АФК. Отдельно выделяется легион — витамин Е — собирательное название для нескольких жирорастворимых веществ, обладающих антиоксидантной активностью. При поступлении в пищеварительную систему ингредиенты витамина Е проходят отбор в печени, и уже в круг обмена веществ вступает в основном альфа-токоферол.

Важно учитывать собственную генетическую предрасположенность к усвоению витаминов, так как антиоксиданты при чрезмерном потреблении вредны: они могут препятствовать усвоению других микроэлементов.

Доказано: полезные пищевые привычки помогут избежать этого врага. Будьте аккуратны и не ешьте просроченные продукты. Старайтесь тщательно мыть продукты и готовить еду непосредственно перед употреблением. Впрочем, люди с непереносимостью глютена, лактозы или кофеина в отношении афлатоксина чувствуют себя немного спокойнее: больше половины продуктов из группы риска уже исключены из их меню. Такая особенность пищевого поведения, как привычка переедать, может быть вдвойне вредна в данной ситуации.

Враг №4: бензол. Бензол — химическое соединение, без которого невозможно представить современную жизнь. Это токсин и канцероген, который входит в состав нефти и бензина, а также широко применяется в производстве лекарств, пластмасс, резины и красителей. Если поместить человека в замкнутое пространство и постепенно закачивать туда бензол, то сначала он почувствует эйфорию. Затем появятся сонливость, тошнота, головная боль, мышечные подергивания. Если оставить испытуемого в этой камере на длительное время, то он умрет, если же его выпустить, то можно будет наблюдать целый комплекс расстройств, вызванных отравлением бензолом. Однако нам интересно не это. Бензол часто встречается в некачественной косметической продукции и пластмассовых изделиях, то есть не исключено систематическое отравление бензолом в небольших количествах, что может провоцировать возникновение различных видов гемато-онкологических заболеваний.

Доказано: витамины группы В — Ниацин, фолат и кобаламин — необходимы для репарации ДНК. Дефицит этих витаминов в первую очередь заметен при отравлении бензолом. Зачастую люди получают витамины этой группы с мясом животных. Подробнее узнать о том, на какие процессы влияют витамины группы В и как диагностировать их недостаток, можно по ссылке.

Берегите себя. Враги в лице мутагенов могут быть повсюду. Когда речь заходит о здоровом образе жизни, тем, кто пытается изменить все своими силами, приходится балансировать между массой советов и здравым смыслом. Граница зыбкая и устоять на ней больше шансов у того,, кто знает себя и не наносит себе вред.

В статье приводится подробный обзор литературных источников последних лет по современному состоянию методологии изучения мутагенности и канцерогенности генно- модифицированных продуктов. По мнению многих исследователей, оптимальными методами оценки мутагенности на сегодня являются анализ хромосомных аберраций в клетках костного мозга и учет доминантных леталей в половых клетках самцов млекопитающих.

1. Атаханова Д.О. Гигиеническая характеристика качества и степени загрязнения пищевых продуктов, потребляемых населением Каракалпакстана // Медицинский журнал Узбекистана. – 2016. – № 1. – С. 67-71.

2. Берзиня Н. Возействие повышенной дозы аскорбиновой кислоты на редокс-статус цыплят // Журнал Комбикорма. – 2012. – № 3. – С. 71-73.

4. Бурлакова Е.Б. Биоантиоксиданты: вчера, сегодня, завтра // Биологическая кинетика. – 2005. – Т. 2. – С. 10-45.

5. Ванчугова H.H., Привалова Л.И., Комиссарова О.В., Гребенников С.А. Влияние некоторых канцерогенных веществ на клетки костного мозга у мышей // Экспериментальная онкология. – Москва, 1985. – Т. 7. – № 4. – С. 65-66.

6. Ермакова И.В. Заключение к отчету о кормлении крыс ГМ-картофелем Russe Burbank, устойчивым к колорадскому жуку // Аграрная Россия. – 2005. – № 4. – С. 62-64.

7. Журков B.C. Методология интегральной оценки мутагенности загрязнений водных объектов // Мутагены и канцерогены в окружающей среде. Новые подходы к оценке риска для здоровья. – СПб. – 1998. – С. 126-130.

12. Прудников Т.Н., Ильчишин Н.В., Гаманченко А.И. Проблемы контроля пищевой безопасности генетически модифицированных продуктов питания // Известия вузов. Пищевая технология. – 2006. – № 2/3. – С. 110-112.

13. Рогов И.А., Дунченко Н.И. Позняковский В.М. Безопасность продовольственного сырья и пищевых продуктов // Современные проблемы науки и образования. – 2009. – № 1. – С. 42-48.

15. Смирнов Е.В., Викторова Г.К., Метелкина Н.М. Пищевые ароматизаторы и красители. – М.: Пищевая промышленность. – 1996. – С. 39-54.

16. Гигиенические критерии состояния окружающей среды. Принципы оценки безопасности пищевых добавок и контаминантов в продуктах питания // Всемирная организация здравоохранения, Женева, 1991. – 160 с.

17. Шарипова Н.В., Худайбергенов А.С., Элинская О.Л. Требования к определению безопасности пищевых продуктов, содержащих генетически модифицированные источники (ГМИ) // СанПиН №0185-05 РУз. – Ташкент, 2005. – 27 с.

18. Элинская О.Л. Порядок и методология предрегистрационной токсиколого-гигиенической экспертизы пищевых добавок // Методическое руководство № 012-3/0244. – Ташкент, 2014. – 80 с.

19. Элинская О.Л. Гигиенические аспекты применения пищевых добавок // Справочно-методическое пособие. – Ташкент, 2011. – 192 с.

23. Domingo J.L. Toxicity studies of genetically modified plants: review of the published literature // Critical review in food science and nutrition. – 2007. – № 47. – P. 721-733.

Бурный рост народонаселения планеты и ограниченность площадей для сельскохозяйственного производства вынуждают для обеспечения населения продовольствием, заниматься поиском новых источников получения продуктов питания, например, генетически модифицированных (ГМ) продуктов [3, 6, 10].

На современном этапе изучение мутагенности и канцерогенности ГМ- продуктов, в том числе пищевых добавок является актуальным в связи с определением действительной биологической ценности новых продуктов питания и обеспечением надзора за безопасностью пищевых продуктов.

Известно, что мутагенность это способность химических и природных веществ вызывать наследственные или мутационные изменения, а канцерогенность это свойство факторов окружающей среды повышать вероятность возникновения злокачественных опухолей [21].

При изучении мутагенной активности веществ определяют минимально действующую дозу (МДД) мутагена, за которую принимается минимальная доза вещества, вызывающая достоверное повышение уровня мутаций у лабораторных животных по сравнению с контролем [11, 19].

Необходимость применения пищевых добавок продиктована несколькими причинами: первая – наиболее рациональное использование, выращенных и произведенных сельскохозяйственных продуктов. Это связано с тем, что в процессе приготовления теряется ценная часть произведенного сельскохозяйственного сырья; вторая – невозможность использования ранее доступного сырья; третья – создание новых видов продуктов из нетрадиционного сырья [1, 12, 13].

Многими авторами отмечается, что возможно несколько принципиально различных путей попадания потенциальных мутагенов в продукт питания: аккумулирование из внешней среды в процессе жизнедеятельности растений и животных, загрязнение микотоксинами пищевого сырья при хранении, образование мутагенов в процессе тепловой обработки пищевого сырья, наличие в пище мутагенов естественного происхождения и в виде веществ, используемых в качестве консервантов, ароматизаторов, красителей, подсластителей, загустителей [6, 9, 10, 12, 14, 15].

В то же время, все большее распространение получает идея о том, что ряд пищевых добавок может одновременно с технологическими функциями выполнять и роль хемопревенторов, т.е. увеличивать устойчивость человека к разнообразным воздействиям веществ, в том числе мутагенным. К ним относятся антиоксиданты. Сегодня имеется достаточно большое количество сведений, что пропилгаллат (Е 310), бутилгидроксианизол (Е 320), бутилгидрокситолуол (Е 321), этоксихин (Е 324) обладают антимутагенными свойствами [3, 4].

Достаточно сведений получено об антимутагенности аскорбиновой кислоты, эффективно снижающей генотоксическое действие лекарства циклофосфамида и инсектицида диметоата, пестицидов эндосульфана, фосфомедона, манкозеба, дийодгидроксихинолина (антиамебный препарат) и бенз(а)пирена [2].

Известно, что при проведении токсикологических исследований пищевых добавок определяют допустимое суточное потребление (ДСП), в миллиграммах на 1 кг массы тела в сутки, т.е. количество пищевой добавки, которое можно употреблять в пищу ежедневно в течение всей жизни, без риска для здоровья [14]. ДСП включает в себя не только количество добавляемого вещества, но и естественное содержание этого вещества в суточном наборе продуктов питания. ДСП для всех веществ определяет и утверждает JECFA, начиная с 1955 года.

Другая изучаемая токсикологическая величина это предельно-допустимая концентрация (ПДК), т.е., предельно-допустимое, с точки зрения безопасности для здоровья человека, количество пищевой добавки в продукте питания, выражаемое в миллиграммах на 1 кг продукта [11], и регламентируется нормативно-правовыми актами (ГОСТ) страны.

В последние годы появилось большое количество генетически модифицированных организмов (ГМО), которые используют в качестве продуктов питания – картофель, кукуруза, помидоры, рыба и другие или включаются как ГМ-компоненты – крахмал, соевая мука, томатная паста и другие [23].

Токсикологическая безопасность пищевых добавок

Определение безопасных доз пищевых добавок в пищевых продуктах имеет ряд особенностей, и делятся на следующие этапы [7, 11, 13]:

I этап – проведение субхронического (подострого) эксперимента. В течение 90 дней лабораторным животным вскармливают пищевую добавку с обычной лабораторной пищей. Если крысы или мыши отказываются употреблять пищу с пищевой добавкой, то перед началом экспериментов, животных приучают в небольших дозах употреблять ее.

При этом общее воздействие на организм (функциональные проявления) пищевой добавки не должны снижать темпы набора веса животными или приводить к похудению, влиять на поведенческие реакции животного. Морфологические проявления неопухолевого характера, т.е. воздействия на органы и ткани, в первую очередь желудочно-кишечного тракта, или неопластические проявления (образование опухолей). Вещества, способствующие образованию опухолей, являются канцерогенными и запрещаются к использованию в качестве пищевых добавок. Изучают также влияние пищевой добавки на репродуктивную функцию, при этом норма – если за время проведения эксперимента лабораторное животное должна как минимум дважды приносить потомство.

На этом этапе изучения токсичности пищевой добавки обращают внимание и на то, что, если пищевая добавка или продукты ее метаболизма не будут выводиться из организма в течение 24 часов, то это приведет к кумулятивному эффекту. Через определенное время, количество безопасной первоначальной добавки будет таковым, что она станет ядовитой

Таким образом, в ходе субхронического эксперимента определяется характер токсического действия, но в отличие от количественных расчетов вредных доз, уже на первом этапе некоторые исследуемые вещества могут быть запрещены для использования в качестве пищевой добавки.

II этап – хронический (острый) эксперимент. Если на стадии субхронического эксперимента даже очень большие дозы вещества не давали токсического действия, то этот этап не нужен и вещество может быть разрешено к использованию. На этом этапе определяется максимально недействующая доза (ДСП) – доза, которая не дает токсического эффекта на протяжении 104 недель. Во время этого эксперимента продолжаются и субхронические исследования по изучению влияния на репродуктивную функцию и развитие потомства. Этот опыт продолжают на 6 поколениях животных.

III этап – на основании утвержденной структуры питания, а также естественного содержания вещества в данной категории продукта каждая страна определяет ориентировочную дозу в продукте питания. Структура питания изменяется от страны к стране, естественное содержание вещества в продукте также изменяется. Поэтому ориентировочная доза пищевой добавки в одном и том же продукте разных стран различна.

Методы определения мутагенности и канцерогенности пищевых продуктов

Согласно современным представлениям, гигиеническая оценка мутагенного действия факторов окружающей среды должна базироваться на этапности проведения исследований, использования для регламентации только данных опытов на млекопитающих, анализе зависимости мутагенного эффекта от дозы.

Журков В.С. [7] предложил следующую этапную схему оценки мутагенной активности факторов среды:

I этап. Выявление мутагенов: анализ литературных данных. На этом этапе анализируются литературные данные последних лет. При отсутствии, или противоречивых, сомнительных результатах ставятся эксперименты с использованием быстрых, недорогих и информативных тестов (тест Эймса, микроядерный тест – анализ частоты полихроматофильных эритроцитов с микроядрами в костном мозге в острых опытах на млекопитающих, учет хромосомных аберраций в культуре лимфоцитов человека in vitro). Результат I этапа: вещество не мутаген, регламентация без учета мутагенности.

II этап. Исследование веществ, у которых обнаружен мутагенный эффект. Производят метафазный учет хромосомных аберраций и анализ доминантных летальных мутаций у самцов мышей или крыс. Вещества, вызывающие цитогенетический эффект только в высоких дозах, рассматриваются как сомнительные мутагены. В зависимости от степени мутагенной опасности вещества запрещают или регламентируют их использование. Результат II этапа: установление МДД и расчет допустимой дозы мутагена для обоснования гигиенического норматива.

Поскольку прямые методы, позволяющие установить способность химического вещества вызывать наследуемые мутации у человека, в настоящее время отсутствуют, информация о возможности возникновения мутаций в половых клетках человека может быть получена следующими несколькими путями:

– установлением факта повреждения ДНК, включающего ее изменения, стимулирование репарации ДНК, тесты на выявление генных мутаций, в том числе и на микроорганизмах;

– обнаружением точковых или генных мутаций на целом организме;

– определением хромосомных мутаций, включая цитогенетические тесты на млекопитающих, метод доминантных леталей на млекопитающих и тест наследуемой транслокации на грызунах [5, 10, 16].

Все методы исследования, использующиеся на II этапе делятся на экспресс и количественные методы.

Экспресс методы выявляющие мутагенность: тест Эймса, микроядерный тест в остром опыте на мышах (тест на цитогенетическую активность), анализ хромосомных аберраций в лимфоцитах человека [8].

Количественная оценка мутагенной активности в опытах на млекопитающих: анализ хромосомных аберраций в клетках костного мозга, учет доминантных летальных мутаций у самцов [18].

Мы сочли целесообразным привести краткую характеристику основных методов изучения генетической активности химических веществ.

Тест Эймса (тест оценки мутагенной активности загрязнителей среды на Salmonella typhimurium) – позволяет оценить мутагенность по количеству ревертантов (мутант, у которого в результате обратной, супрессорной или компенсаторной мутации полностью или частично восстанавливаются признаки исходного (дикого) организма) среди клеток штамма Salmonella typhimurium при инкубации их с веществом в присутствии тканевых гомогенатов грызунов или человека, выполняющих функцию активатора. Этот метод предназначен для выявления способности химических веществ или их метаболитов индуцировать генные мутации у индикаторных штаммов Salmonella typhimurium. По-видимому, мутации у бактерий могут быть чувствительным показателем для проверки повреждения ДНК, хотя использование этих результатов в целях гигиенической регламентации затруднено из-за различий в концентрации и распределении химических веществ, отличий в физиологии и метаболизме [8, 18].

Определение цитогенетической активности на клетках костного мозга мышей. Цитогенетическая активность – способность вещества вызывать структурные и численные хромосомные нарушения в соматических и зародышевых клетках. В основе метода лежит регистрация видимых структурных нарушений хромосом в клетках на стадии метафазы. Клетки костного мозга характеризуются высоким уровнем митотической активности, спонтанная частота клеток с хромосомными повреждениями, включая гены (ахроматические пробелы), составляет 1-2,5 % [8, 18].

Однако, высокая степень клеточной пролиферации в костном мозге не позволяет оценить истинную цитогенетическую активность веществ при длительном воздействии. Поэтому длительность эксперимента для учета хромосомных аберраций в клетках костного мозга составляет 10-15 суток, Костный мозг фиксируют в конце митотического цикла, через 20-24 часа после воздействия. Каждую дозу проверяют не менее чем на 6 животных. От каждой мыши исследуют не менее 100 метафаз [7, 11].

Определение цитогенетической активности в культуре лимфоцитов периферической крови человека. Этот метод используют для выявления и количественной оценки потенциальной цитогенетической активности фармакологических средств в клетках периферической крови больных, подвергающихся лечению исследуемым лекарственным препаратом. Для оценки действия химических веществ на хромосомы обычно используют коротко живущую in vitro культуру лимфоцитов человека, куда добавляют вещество в виде раствора или суспензии в питательной среде. В случае обнаружения мутагенного эффекта дозу снижают. Структурная перестройка хромосом, происходящая вследствие неправильной репарации хромосомных разрывов, может привести к делециям, дупликациям и транслокациям. Наблюдается также аберрация числа хромосом вследствие их не-расхождения [11, 18].

Метод учета доминантных летальных мутаций в зародышевых клетках мышей и крыс. Доминантные летальные мутации – генетические изменения, индуцированные в родительских зародышевых клетках и приводящие к гибели первого поколения потомков на эмбриональных стадиях развития. В процессе эксперимента происходит выявление влияния исследуемого вещества на генетические структуры зародышевых клеток. Мутагенный эффект проявляется в виде повышенной эмбриональной смертности. Если яйцеклетка оплодотворена сперматозоидом, несущим доминантную леталь, то смерть развивающегося эмбриона может произойти как до, так и после имплантации. Обычная схема проведения эксперимента включает обработку исследуемого вещества самцов с последующим спариванием их с интактными самками. Для анализа доминантных летальных мутаций у самцов мышей эксперименты продолжаются 5 недель, а у самцов крыс 7 недель. В опытах изучают 4-5 доз и определяют МДД мутагена. Метод основан на предположении, что в яйцеклетках или сперме происходит одиночная мутация, летальная для эмбриона и гетерозиготная в поражаемом локусе. Недостаток метода – большое количество мутагенов дает отрицательный ответ в этом месте. Кроме этого, химические вещества, прерывающие сперматогенез, могут дать ошибочные положительные результаты [17, 18].

Заключение

Большое количество новых пищевых добавок, а также использование в пищевой промышленности ГМ продуктов ставят задачу тщательно исследовать как новые пищевые добавки, так и продукты полученные по новым технологиям.. В то время, как существует несколько хорошо зарекомендованных методов определения мутагенности и канцерогенности веществ, по мнению исследователей, оптимальными методами оценки мутагенности на сегодня являются анализ хромосомных аберраций в клетках костного мозга и учет доминантных леталей в половых клетках самцов млекопитающих.

Читайте также: