Was sind Fremdstoffe und warum sind sie gefährlich? Xenobiotika in Lebensmitteln Biogefahren durch niedrige Dosen von Xenobiotika Artikel

Gegenstand der Xenobiologie, Probleme und Aufgaben, Verbindung zu anderen Wissenschaften

Xenobiotika werden als Alien bezeichnet, die bisher im Körper von organischen und anorganischen Verbindungen nicht gefunden wurden. Zu solchen Stoffen gehören zum Beispiel Medikamente, Pestizide, Industriegifte, Industrieabfälle, Lebensmittelzusatzstoffe, Kosmetika usw. Da Gewebe normalerweise Spuren vieler anorganischer Elemente enthalten, deren biologische Funktion unbekannt ist, können anorganische Substanzen nur dann als Fremdstoffe eingestuft werden, wenn sie für den Stoffwechsel nicht essentiell sind Prozesse.

Ein lebender Organismus ist ein offenes System. Unter den Stoffen, die aus der Umwelt in den Körper gelangen, werden ein natürlicher Stofffluss (Nährstoffe) und der Stofffluss natürlicher und synthetischer Herkunft, die nicht Teil des jeweiligen Organismus sind, unterschieden. Diese Ströme interagieren auf allen Ebenen des Körpers (molekular, zellulär, organisch). Ein Überschuss an toxischen Fremdstoffen (Xenobiotika) verlangsamt oder stoppt die Wachstums-, Entwicklungs- und Fortpflanzungsprozesse. Um die Homöostase im Körper aufrechtzuerhalten, gibt es Regulationsmechanismen.

Die Xenobiologie untersucht die Gesetzmäßigkeiten und Wege des Eintrags, der Ausscheidung, der Verteilung, der Umwandlung fremder chemischer Verbindungen in einen lebenden Organismus und die Mechanismen der dadurch verursachten biologischen Reaktionen.

Die Xenobiologie wird in engere Bereiche unterteilt - Xenobiophysik, Xenobiochemie, Xenophysiologie usw. Die Aufgaben der Xenobiophysik sind die Untersuchung der Prozesse der Wechselwirkung von exogenen Xenobiotika mit den Transportsystemen des Körpers, mit verschiedenen zellulären Strukturen, hauptsächlich mit dem Plasmalemma, und der Mechanismen der Fremdstoffaufnahme.

Gegenstand des Studiums der Xenobiochemie ist der Fremdstoffstoffwechsel im Körper. Diese Richtung der Xenobiologie umfasst eine Reihe von Bereichen der biologischen, organischen und analytischen Chemie, Pharmakologie, Toxikologie und anderer Wissenschaften. Die Aufgabe der statischen Xenobiochemie besteht darin, die Struktur der im Körper gebildeten Moleküle von xenobiotischen Metaboliten zu ermitteln, ihre Verteilung und Lokalisierung in Organismen und Geweben zu untersuchen. Die dynamische Xenobiochemie untersucht die Mechanismen der xenobiotischen Transformation im Körper, die Struktur und die katalytischen Eigenschaften der an diesen Transformationen beteiligten Enzyme.

Die Xenophysiologie untersucht die Lebensvorgänge und Funktionen lebender Organismen während ihrer gesamten Entwicklung unter der Einwirkung von Xenobiotika. Die Xenophytophysiologie untersucht die Merkmale der Aufnahme und Ausscheidung, die Besonderheiten der Prozesse der Biotransformation und Akkumulation von Xenobiotika in einem Pflanzenorganismus.

Die Xenobiologie ist mit der Biotechnologie verwandt, die die Prinzipien des Fremdstoffstoffwechsels, insbesondere der Enzymkatalyse, bei der Synthese organischer Substanzen nutzt. Die Verbindung der Xenobiologie mit der Medizin gewährleistet die Behandlungssicherheit durch die Untersuchung des Wirkmechanismus und Metabolismus neuer Medikamente.

Die zunehmende Relevanz der in der Xenobiologie betrachteten Probleme ergibt sich aus der rapiden Zunahme der Zahl synthetischer Verbindungen, die am Stoffkreislauf der Natur beteiligt sind. Unter den Xenobiotika gibt es eine Reihe nützlicher Substanzen, die für die Medizin, den Pflanzenbau, die Tierhaltung usw. benötigt werden. Daher ist eine der Aufgaben der Xenobiologie die Entwicklung von Techniken und Ansätzen zur Schaffung eines Systems zur Bestimmung der biologischen Aktivität von Xenobiotika.

Arten von Xenobiotika, ihre Einstufung nach Gefährlichkeit und Toxizität

Es gibt die folgenden Arten von Stoffen, die eine globale chemische Verschmutzung der Biosphäre verursachen:

gasförmige Stoffe;

Schwermetalle;

Düngemittel und Nährstoffe;

organische Verbindungen;

Radioaktive Stoffe (Radionuklide) sind Gegenstand des Studiums der Strahlenbiologie.

Viele der Fremdstoffe und Schadstoffe sind hochgiftige Substanzen.

Gifte im weitesten Sinne sind Chemikalien exogenen Ursprungs (synthetisch und natürlich), die nach dem Eindringen in den Körper strukturelle und funktionelle Veränderungen verursachen, begleitet von der Entwicklung charakteristischer pathologischer Zustände.

Giftige Stoffe (Gifte) werden je nach Herkunftsquelle und praktischer Anwendung in folgende Gruppen eingeteilt:

Industriegifte: organische Lösungsmittel (Dichlorethan, Tetrachlorkohlenstoff, Aceton usw.), als Brennstoff verwendete Substanzen (Methan, Propan, Butan), Farbstoffe (Anilin und seine Derivate), Freone, chemische Reagenzien, organische Synthesezwischenprodukte usw.;

Chemische Düngemittel und Pflanzenschutzmittel, einschließlich Pestizide;

Medikamente und Halberzeugnisse der pharmazeutischen Industrie;

Haushaltschemikalien zur Verwendung als Insektizide, Farbstoffe, Firnisse, Parfums und Mittel zur Körper- und Schönheitspflege, Lebensmittelzusatzstoffe, Antioxidantien;

Pflanzen- und Tiergifte;

Kriegsgifte.

Je nach überwiegender Schädigung der betroffenen Organe und Gewebe eines Menschen werden Gifte in folgende Kategorien eingeteilt: Herzgifte, Nervengifte, Lebergifte, Nierengifte, Blut(Häm)gifte, Magen-Darm-Gifte, Lungengifte, Gifte, die wirken das Immunsystem, Gifte, die die Haut angreifen.

Toxizität- ein Maß für die Unverträglichkeit eines Stoffes mit dem Leben, der Kehrwert des Absolutwerts der mittleren tödlichen Dosis oder Konzentration.

Die LC50- oder LD 5 o-Werte sind jeweils die Konzentration oder Dosis einer Substanz, die die Hälfte der Unterdrückung der aufgezeichneten Reaktion bewirkt (z. B. den Tod von 50% der Organismen).

Gefahr durch Fremdstoffe- Wahrscheinlichkeit gesundheitsschädlicher Auswirkungen reale Bedingungen ihre Herstellung und Verwendung.

Schadstoffe, mit denen ein Mensch in Kontakt kommt, werden nach dem Grad der Gefährlichkeit (Toxizität) in vier Klassen eingeteilt:

I. extrem gefährlich (extrem giftig);

II. hochgefährlich (sehr giftig);

III.mäßig gefährlich (mäßig giftig);

IV. Low-Hazard (low-toxic).

Kriterien für die Einstufung von Fremdstoffen nach dem Grad ihrer Toxizität:

Der Wert der Werte von LD 5 o oder LC50;

Eintrittswege (Inhalation, durch die Haut);

Expositionszeit;

Die Eigenschaft, in der Umwelt zerstört oder in lebenden Organismen umgewandelt zu werden (Biotransformation).

Neben Toxizität und Gefährlichkeit kann jede Wirkung eines Fremdstoffs auf ein Objekt durch einige Merkmale seiner biologischen Wirkung charakterisiert werden:

Nach Art der biologischen Wirkung auf das Ziel

In Bezug auf LD 5 o oder LC50;

Nach Art der Toxizität und Gefahr

Durch die Selektivität der Wirkung von Xenobiotika (Substanzen können für einige Organismen toxisch und für andere nicht toxisch sein);

Gemäß Konzentrationsgrenzen (Grenzwerten) von toxischen und/oder gefährlichen Wirkungen;

Durch die Art der pharmakologischen Wirkung (Hypnotika, Antipsychotika, Hormone usw.).

Ähnliche Informationen.

Zusammenfassung zum Thema:

FREMDE STOFFE – XENOBIOTEN

1. Das Konzept der "Xenobiotika", ihre Klassifizierung

Fremdstoffe, die mit der Nahrung in den menschlichen Körper gelangen und eine hohe Toxizität aufweisen, werden als Xenobiotika oder Schadstoffe bezeichnet.

„Unter Toxizität von Stoffen versteht man ihre Fähigkeit, einem lebenden Organismus zu schaden. Jede chemische Verbindung kann giftig sein. Laut Toxikologen sollten wir bei der vorgeschlagenen Methode ihrer Verwendung über die Unbedenklichkeit von Chemikalien sprechen. In diesem Fall spielt die entscheidende Rolle: Dosis (die Menge einer Substanz, die pro Tag in den Körper gelangt); Konsumdauer; Art des Empfangs; Eintrittswege von Chemikalien in den menschlichen Körper.

Bei der Bewertung der Sicherheit von Lebensmitteln sind die Grundregeln die maximal zulässige Konzentration (im Folgenden MPC), die zulässige Tagesdosis (im Folgenden ADI), die zulässige tägliche Aufnahme (im Folgenden ADI) von in Lebensmitteln enthaltenen Stoffen.

MPC eines Xenobiotikums in Lebensmitteln wird in Milligramm pro Kilogramm des Produkts (mg/kg) gemessen und zeigt an, dass seine höhere Konzentration für den menschlichen Körper gefährlich ist.

Xenobiotika DDI ist die maximale Dosis (in mg pro 1 kg menschliches Gewicht) eines Xenobiotikums, dessen tägliche orale Aufnahme lebenslang unbedenklich ist, d.h. das Leben und die Gesundheit gegenwärtiger und künftiger Generationen nicht beeinträchtigt.

ADI von Xenobiotika – die maximale Menge an Xenobiotika zum Verzehr durch eine bestimmte Person pro Tag (in mg pro Tag). Sie wird ermittelt, indem die zulässige Tagesdosis mit der Masse einer Person in Kilogramm multipliziert wird. Daher ist die DSP von Xenobiotika für jede spezifische Person individuell, und es ist offensichtlich, dass diese Zahl bei Kindern viel niedriger ist als bei Erwachsenen.

Am häufigsten bei moderne Wissenschaft Die Einstufung von Kontaminanten von Lebensmittelrohstoffen und Lebensmitteln wird auf folgende Gruppen reduziert:

1) chemische Elemente (Quecksilber, Blei, Cadmium usw.);

2) Radionuklide;

3) Pestizide;

4) Nitrate, Nitrite und Nitrosoverbindungen;

5) Stoffe, die in der Tierhaltung verwendet werden;

6) polyzyklische aromatische und chlorhaltige Kohlenwasserstoffe;

7) Dioxine und dioxinähnliche Stoffe;

8) Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen.

Die Hauptquellen der Kontamination von Lebensmittelrohstoffen und Lebensmitteln.

Atmosphärische Luft, Boden, Wasser mit menschlichen Ausscheidungen kontaminiert.

Kontamination pflanzlicher und tierischer Rohstoffe mit Pestiziden und Stoffen, die Produkte ihrer biochemischen Umwandlung sind.

Verstoß gegen technologische und sanitärhygienische Vorschriften für die Verwendung von Düngemitteln und Bewässerungswasser in der Landwirtschaft.

Verstoß gegen die Vorschriften für die Verwendung von Futtermittelzusatzstoffen, Wachstumsstimulanzien, Arzneimitteln in der Tierhaltung und Geflügelzucht.

Technologischer Produktionsprozess.

Die Verwendung nicht zugelassener Lebensmittel, biologisch aktiver und technologischer Zusatzstoffe.

Die Verwendung von zugelassenen Lebensmitteln, biologisch aktiven und technologischen Zusatzstoffen, jedoch in höheren Dosen.

Einführung neuer, schlecht getesteter Technologien auf der Grundlage chemischer oder mikrobiologischer Synthese.

Die Bildung toxischer Verbindungen in Lebensmitteln beim Kochen, Braten, Bestrahlen, Konservieren usw.

Nichteinhaltung der Hygiene- und Hygienevorschriften für die Herstellung von Produkten.

Lebensmittelausrüstung, Utensilien, Inventar, Behälter, Verpackungen, die schädliche Chemikalien und Elemente enthalten.

Nichtbeachtung der technologischen und sanitären und hygienischen Vorschriften für die Lagerung und den Transport von Lebensmittelrohstoffen und Lebensmittelprodukten.

2. Verschmutzung durch chemische Elemente

Die nachfolgend besprochenen chemischen Elemente sind in der Natur weit verbreitet, sie können z. B. aus Erde, atmosphärische Luft, Grund- und Oberflächengewässer, landwirtschaftliche Rohstoffe und über die Nahrung - in den menschlichen Körper. Sie reichern sich in pflanzlichen und tierischen Rohstoffen an, was zu ihrem hohen Gehalt in Lebensmitteln und Lebensmittelrohstoffen führt.

Die meisten Makro- und Mikroelemente sind für eine Person lebenswichtig, während für einige eine bestimmte Rolle im Körper festgelegt wurde, für andere muss diese Rolle noch bestimmt werden.

Zu beachten ist, dass chemische Elemente nur in bestimmten Dosen biochemische und physiologische Wirkungen zeigen. In großen Mengen wirken sie toxisch auf den Körper. So sind zum Beispiel die hohen toxischen Eigenschaften von Arsen bekannt, aber in geringen Mengen regt es die Prozesse der Blutbildung an.

Also die Mehrheit chemische Elemente in streng definierten Mengen sind für das normale Funktionieren des menschlichen Körpers notwendig, aber ihre übermäßige Aufnahme verursacht Vergiftungen.

Gemäß dem Beschluss der gemeinsamen Kommission der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (im Folgenden als FAO bezeichnet) und der Weltgesundheitsorganisation (im Folgenden als WHO bezeichnet) zum Lebensmittelkodex gehören zu den Bestandteilen, deren Inhalt kontrolliert wird internationaler Handel Lebensmittel sind acht chemische Elemente enthalten: Quecksilber, Cadmium, Blei, Arsen, Kupfer, Zink, Eisen, Strontium. Die Liste dieser Elemente wird derzeit ergänzt. In Russland definieren biomedizinische Anforderungen Sicherheitskriterien für die folgenden chemischen Elemente: Quecksilber, Cadmium, Blei, Arsen, Kupfer, Zink, Eisen und Zinn.

3. Toxikologische und hygienische Eigenschaften chemischer Elemente

Führen. Einer der häufigsten und gefährlichsten Giftstoffe. Es kommt in geringen Mengen in der Erdkruste vor. Gleichzeitig gelangen nur 4,5 105 Tonnen Blei pro Jahr in verarbeitetem und fein verteiltem Zustand in die Atmosphäre.

Der Gehalt an Blei im Leitungswasser beträgt nicht mehr als 0,03 mg/kg. Es sollte die aktive Anreicherung von Blei in Pflanzen und Fleisch von Nutztieren in der Nähe von Industriezentren und Hauptverkehrsstraßen beachtet werden. Ein Erwachsener erhält täglich mit Nahrung 0,1-0,5 mg Blei, mit Wasser etwa 0,02 mg. Sein Gesamtgehalt im Körper beträgt 120 mg. Aus dem Blut gelangt Blei in die Weichteile und Knochen, 90 % des aufgenommenen Bleis werden mit dem Kot, der Rest mit Urin und anderen biologischen Flüssigkeiten aus dem Körper ausgeschieden. Die biologische Halbwertszeit von Blei aus Weichteilen und Organen beträgt etwa 20 Tage, aus Knochen bis zu 20 Jahre.

Die Hauptziele der Bleiexposition sind das hämatopoetische, das Nervensystem, das Verdauungssystem und die Nieren. Es wurde eine negative Wirkung auf die sexuelle Funktion des Körpers festgestellt.

Maßnahmen zur Verhinderung der Bleiverunreinigung von Lebensmitteln sollten staatliche und ministerielle Kontrollen industrieller Bleiemissionen in die Atmosphäre, in Gewässer und in den Boden umfassen. Die Verwendung von Bleiverbindungen in Benzin, Stabilisatoren, PVC-Produkten, Farbstoffen und Verpackungsmaterialien muss reduziert oder ganz eliminiert werden. Von nicht geringer Bedeutung ist die hygienische Kontrolle über die Verwendung von Konservengeschirr sowie von glasierten Keramikgeschirr, deren minderwertige Herstellung zu einer Bleiverunreinigung von Lebensmittelprodukten führt.

Cadmium. In reiner Form kommt es in der Natur nicht vor. Erdkruste enthält ca. 0,05 mg/kg Cadmium, Meerwasser– 0,3 µg/kg.

Cadmium wird in großem Umfang bei der Herstellung von Kunststoffen und Halbleitern verwendet. In einigen Ländern werden Cadmiumsalze in der Veterinärmedizin verwendet. Auch Phosphatdünger und Gülle enthalten Cadmium.

All dies bestimmt die Hauptwege der Umweltverschmutzung und folglich Lebensmittelrohstoffe und Lebensmittelprodukte. In normalen geochemischen Regionen mit relativ sauberer Ökologie beträgt der Cadmiumgehalt in Pflanzenprodukten mcg/kg: Getreide - 28-95; Erbsen - 15-19; Bohnen - 5-12; Kartoffeln - 12-50; kohl - 2-26; Tomaten - 10-30; salat - 17-23; Früchte - 9-42; Pflanzenöl - 10-50; Zucker - 5-31; Pilze - 100-500. In Produkten tierischen Ursprungs im Durchschnitt mcg / kg: Milch - 2,4; Hüttenkäse - 6; Eier - 23-250.

Es wurde festgestellt, dass etwa 80% des Cadmiums mit der Nahrung in den menschlichen Körper gelangen, 20% - durch die Lunge aus der Atmosphäre und beim Rauchen.

Mit der Ernährung nimmt ein Erwachsener täglich bis zu 150 oder mehr Mikrogramm Cadmium pro 1 kg Körpergewicht auf. Eine Zigarette enthält 1,5-2,0 Mikrogramm Cadmium, daher ist der Gehalt im Blut und in den Nieren von Rauchern 1,5- bis 2,0-mal höher als der von Nichtrauchern.

92-94 % des mit der Nahrung aufgenommenen Cadmiums werden über Urin, Kot und Galle ausgeschieden. Der Rest findet sich in Organen und Geweben in ionischer Form oder im Komplex mit Proteinmolekülen. In Form dieser Verbindung ist Cadmium nicht toxisch, daher ist die Synthese solcher Moleküle eine Schutzreaktion des Körpers bei Zufuhr geringer Cadmiummengen. Ein gesunder menschlicher Körper enthält etwa 50 mg Cadmium. Cadmium ist wie Blei kein essentielles Element für Säugetiere.

In großen Dosen in den Körper gelangend, weist Cadmium starke toxische Eigenschaften auf. Das Hauptziel der biologischen Wirkung sind die Nieren. Die Fähigkeit von Cadmium in großen Dosen, den Metabolismus von Eisen und Calcium zu stören, ist bekannt. All dies führt zur Entstehung einer Vielzahl von Krankheiten: Bluthochdruck, Anämie, verminderte Immunität usw. Es wurden teratogene, mutagene und krebserzeugende Wirkungen von Cadmium festgestellt.

Der ADI für Cadmium beträgt 70 µg/Tag, der ADI 1 µg/kg. MPC von Cadmium in Wasser trinken– 0,01 mg/l. Die Konzentration von Cadmium im Abwasser, das in Gewässer gelangt, sollte 0,1 mg/l nicht überschreiten. Angesichts des DSP von Cadmium sollte sein Gehalt in 1 kg des täglichen Satzes von Produkten 30-35 mcg nicht überschreiten.

Wichtig bei der Vorbeugung einer Cadmiumvergiftung ist richtige Ernährung: das Vorherrschen von pflanzlichen Proteinen in der Ernährung, reich an schwefelhaltigen Aminosäuren, Ascorbinsäure, Eisen, Zink, Kupfer, Selen, Kalzium. Prophylaktische UV-Bestrahlung ist erforderlich. Es ist ratsam, cadmiumreiche Lebensmittel von der Ernährung auszuschließen. Milchproteine tragen zur Ansammlung von Cadmium im Körper und zur Manifestation seiner toxischen Eigenschaften bei.

Arsen. Enthalten in allen Objekten der Biosphäre: Meerwasser - etwa 5 mg / kg, Erdkruste - 2 mg / kg, Fische und Krebstiere - in den größten Mengen. Der Hintergrundgehalt von Arsen in Lebensmitteln aus normalen geochemischen Regionen beträgt durchschnittlich 0,5–1 mg/kg. Eine hohe Konzentration an Arsen sowie anderen chemischen Elementen wird in der Leber, Nahrungs-Hydrobionten, insbesondere marinen, festgestellt. Im menschlichen Körper befinden sich etwa 1,8 mg Arsen.

Die FAO/WHO hat eine ADI für Arsen von 0,05 mg/kg Körpergewicht festgelegt, was etwa 3 mg/Tag für einen Erwachsenen entspricht.

Arsen kann je nach Dosis akute und chronische Vergiftungen hervorrufen. Eine chronische Vergiftung tritt bei längerem Gebrauch von Trinkwasser mit 0,3-2,2 mg Arsen pro 1 Liter Wasser auf. Eine Einzeldosis Arsen in 30 mg ist für den Menschen tödlich. Die Verdickung des Stratum corneum der Haut der Handflächen und Fußsohlen gilt als spezifisches Symptom einer Intoxikation. Anorganische Arsenverbindungen sind giftiger als organische. Arsen ist nach Quecksilber das zweitgiftigste Element in Lebensmitteln. Arsenverbindungen werden im Verdauungstrakt gut resorbiert, 90 % des aufgenommenen Arsens werden mit dem Urin ausgeschieden. Der biologische MPC von Arsen im Urin beträgt 1 mg/l, und die Konzentration von 2-4 mg/l weist auf eine Vergiftung hin. Im Körper reichert es sich in Haaren, Nägeln, Haut an, was bei der biologischen Überwachung berücksichtigt wird. Die Notwendigkeit von Arsen für das Leben des menschlichen Körpers ist nicht nachgewiesen, mit Ausnahme seiner stimulierenden Wirkung auf den Prozess der Hämatopoese.

Die Kontamination von Lebensmitteln mit Arsen ist auf die Verwendung in der Landwirtschaft zurückzuführen. Arsen wird bei der Herstellung von Halbleitern, Glas und Farbstoffen verwendet. Die unkontrollierte Verwendung von Arsen und seinen Verbindungen führt zu einer Anreicherung in Lebensmittelrohstoffen und Lebensmittelprodukten, was das Risiko einer möglichen Vergiftung birgt und die Präventionsmöglichkeiten bestimmt.

Quecksilber. Eines der gefährlichsten und hochgiftigsten Elemente, das sich im Körper von Pflanzen, Tieren und Menschen anreichern kann. Aufgrund seiner physikalisch-chemischen Eigenschaften – Löslichkeit, Flüchtigkeit – sind Quecksilber und seine Verbindungen in der Natur weit verbreitet. In der Erdkruste beträgt sein Gehalt 0,5 mg / kg, Meerwasser - etwa 0,03 μg / kg. Im Körper eines Erwachsenen - etwa 13 mg, aber die Notwendigkeit für Lebensprozesse wurde nicht nachgewiesen.

Quecksilberkontamination von Lebensmitteln kann auftreten als Folge von:

der natürliche Verdunstungsprozess aus der Erdkruste in Höhe von 25-125.000 Tonnen jährlich;

die Verwendung von Quecksilber in der Volkswirtschaft - die Herstellung von Chlor und Laugen, Spiegel, Elektroindustrie, Medizin und Zahnmedizin, Landwirtschaft und Veterinärmedizin;

die Bildung von Methylquecksilber, Dimethylquecksilber und anderen hochgiftigen Verbindungen durch bestimmte Gruppen von Mikroorganismen, die in die Nahrungsketten gelangen.

Fischfleisch zeichnet sich durch die höchste Konzentration an Quecksilber und seinen Verbindungen aus, die sich aktiv im Körper aus Wasser und Futter anreichern, die andere quecksilberreiche Hydrobionten enthalten. Im Fleisch von räuberischen Süßwasserfischen beträgt der Quecksilbergehalt 107-509 µg/kg, nicht räuberisch - 79-200 µg/kg, Ozean - 300-600 µg/kg. Der Fischkörper ist in der Lage, Methylquecksilber zu synthetisieren, das sich in der Leber anreichert.

Beim Kochen von Fisch und Fleisch nimmt die Quecksilberkonzentration in ihnen ab, bei einer ähnlichen Verarbeitung von Pilzen bleibt sie unverändert.

Anorganische Quecksilberverbindungen werden hauptsächlich im Urin ausgeschieden, organische Verbindungen - mit Galle und Kot. Die Halbwertszeit anorganischer Verbindungen aus dem Körper beträgt 40 Tage, organische - 76.

Zink und insbesondere Selen haben bei Quecksilberbelastung eine schützende Wirkung auf den menschlichen Körper. Die Toxizität anorganischer Quecksilberverbindungen wird durch Ascorbinsäure und Kupfer mit ihrer erhöhten Aufnahme in den Körper verringert, organische Verbindungen - durch Proteine, Cystin, Tocopherole.

Ein sicherer Quecksilberspiegel im Blut beträgt 50-100 µg/l, Haare - 30-40 µg/g, Urin - 5-10 µg/Tag. Eine Person nimmt mit der täglichen Ernährung 0,045–0,060 mg Quecksilber auf, was in etwa der von der FAO/WHO empfohlenen Norm gemäß ADI – 0,05 mg – entspricht. Der MPC für Quecksilber in zum Kochen verwendetem Leitungswasser beträgt 0,005 mg/l, der internationale Standard ist 0,01 mg/l (WHO, 1974).

Kupfer ist im Gegensatz zu Quecksilber und Arsen aktiv an lebenswichtigen Prozessen beteiligt, da es Teil einer Reihe von Enzymsystemen ist. Der Tagesbedarf beträgt 4-5 mg. Kupfermangel führt zu Anämie, Wachstumsstörungen, einer Reihe anderer Krankheiten und in einigen Fällen zum Tod.

Bei längerer Exposition gegenüber hohen Kupferdosen brechen jedoch die Anpassungsmechanismen zusammen, was zu einer Vergiftung und einer spezifischen Krankheit führt. In dieser Hinsicht ist das Problem des Schutzes der Umwelt und der Nahrungsmittel vor Verschmutzung durch Kupfer und seine Verbindungen ein dringendes Problem. Die Hauptgefahr geht von Industrieemissionen, einer Überdosierung von Insektiziden, anderen giftigen Kupfersalzen, dem Konsum von Getränken, Lebensmitteln, die während des Produktionsprozesses mit Kupferteilen von Geräten oder Kupferbehältern in Kontakt kommen, aus.

Zink. Enthalten in der Erdkruste in einer Menge von 65 mg / kg, Meerwasser - 9-21 mcg / kg, der Körper eines Erwachsenen - 1,4-2,3 g / kg.

Zink ist Bestandteil von etwa 80 Enzymen und damit an zahlreichen Stoffwechselreaktionen beteiligt. Typische Symptome eines Zinkmangels sind Wachstumsverzögerung bei Kindern, sexueller Infantilismus bei Jugendlichen, Geschmacks- und Geruchsstörungen etc.

Der Tagesbedarf an Zink beträgt bei einem Erwachsenen 15 mg. In pflanzlichen Lebensmitteln enthaltenes Zink steht dem Körper weniger zur Verfügung. Zink aus tierischen Produkten wird zu 40 % aufgenommen. Der Zinkgehalt in Lebensmitteln beträgt mg / kg: Fleisch - 20-40, Fischprodukte - 15-30, Austern - 60-1000, Eier - 15-20, Obst und Gemüse - 5, Kartoffeln, Karotten - etwa 10 , Nüsse, Getreide - 25-30, Premiummehl - 5-8; Milch - 2-6 mg / l. In der täglichen Ernährung eines Erwachsenen beträgt der Zinkgehalt 13-25 mg. Zink und seine Verbindungen haben eine geringe Toxizität. Der Gehalt an Zink in Wasser in einer Konzentration von 40 mg/l ist für den Menschen unbedenklich.

Gleichzeitig sind Vergiftungsfälle bei Verletzung des Einsatzes von Pestiziden, unvorsichtiger therapeutischer Anwendung von Zinkpräparaten möglich. Anzeichen einer Vergiftung sind Übelkeit, Erbrechen, Bauchschmerzen, Durchfall. Es wird darauf hingewiesen, dass Zink in Gegenwart von begleitendem Arsen, Cadmium, Mangan und Blei in der Luft von Zinkunternehmen unter den Arbeitern "metallurgisches" Fieber verursacht.

Es sind Vergiftungsfälle mit Speisen oder Getränken bekannt, die in verzinktem Eisengeschirr aufbewahrt werden. In diesem Zusammenhang ist die Zubereitung und Aufbewahrung von Speisen in verzinkten Utensilien verboten. Die maximale Konzentrationsgrenze für Zink im Trinkwasser beträgt 5 mg/l, für Fischereibecken 0,01 mg/l.

Zinn. Die Notwendigkeit von Zinn für den menschlichen Körper ist nicht bewiesen. Gleichzeitig befinden sich im Körper eines Erwachsenen etwa 17 mg Zinn, was auf die Möglichkeit seiner Beteiligung an Stoffwechselprozessen hinweist.

Der Zinngehalt in der Erdkruste ist relativ gering. Wenn Zinn mit der Nahrung eindringt, wird etwa 1 % absorbiert. Zinn wird mit Urin und Galle aus dem Körper ausgeschieden.

Anorganische Zinnverbindungen sind wenig toxisch, organische sind toxischer. Die Hauptquellen für die Kontamination von Lebensmitteln mit Zinn sind Blechdosen, Kannen, Küchenkessel aus Eisen und Kupfer, andere Behälter und Geräte, die durch Verzinnung und Galvanisierung hergestellt werden. Die Aktivität des Übergangs von Zinn in das Lebensmittelprodukt erhöht sich bei einer Lagertemperatur über 20°C, einem hohen Gehalt an organischen Säuren, Nitraten und Oxidationsmitteln im Produkt, die die Löslichkeit von Zinn erhöhen.

Die Gefahr einer Zinnvergiftung steigt mit der ständigen Anwesenheit seines Begleiters - Blei. Die Wechselwirkung von Zinn mit einzelnen Lebensmittelinhaltsstoffen und die Bildung giftigerer organischer Verbindungen ist nicht ausgeschlossen. Eine erhöhte Zinnkonzentration in Produkten verleiht ihnen einen unangenehmen metallischen Geschmack und verändert die Farbe. Es gibt Hinweise darauf, dass die toxische Dosis von Zinn in einer Einzeldosis 5-7 mg/kg Körpergewicht beträgt. Eine Zinnvergiftung kann Anzeichen einer akuten Gastritis (Übelkeit, Erbrechen usw.) verursachen und die Aktivität von Verdauungsenzymen negativ beeinflussen.

Eine wirksame Maßnahme, um Kontaminationen von Lebensmitteln mit Zinn zu verhindern, besteht darin, die Innenfläche des Behälters und der Ausrüstung mit einem widerstandsfähigen, hygienisch unbedenklichen Lack oder Polymermaterial zu bedecken, um die Haltbarkeit von Konserven, insbesondere Produkten, einzuhalten Babynahrung, Verwendung für einige Glasbehälter für Konserven.

Eisen. Es rangiert an vierter Stelle unter den häufigsten Elementen in der Erdkruste (5 % der Masse der Erdkruste).

Dieses Element ist für das Leben von pflanzlichen und tierischen Organismen notwendig. Bei Pflanzen äußert sich Eisenmangel in der Gelbfärbung der Blätter und wird als Chlorose bezeichnet, beim Menschen verursacht er eine Eisenmangelanämie, da Eisen an der Bildung von Hämoglobin beteiligt ist. Eisen führt eine Reihe von anderen lebenswichtigen wichtige Funktionen: Sauerstofftransfer, Erythrozytenbildung etc.

Der Körper eines Erwachsenen enthält etwa 4,5 g Eisen. Der Eisengehalt in Lebensmitteln liegt zwischen 0,07 und 4 mg pro 100 g. Die Hauptquelle für Eisen in der Ernährung sind Leber, Nieren und Hülsenfrüchte. Der Eisenbedarf eines Erwachsenen liegt bei etwa 14 mg/Tag und steigt bei Frauen während der Schwangerschaft und Stillzeit an.

Eisen aus Fleischprodukten wird zu 30 % vom Körper aufgenommen, aus Pflanzen zu 10 %.

Trotz der aktiven Beteiligung von Eisen am Stoffwechsel kann dieses Element toxisch wirken, wenn es in großen Mengen in den Körper gelangt. So wurde bei Kindern nach einer versehentlichen Einnahme von 0,5 g Eisen oder 2,5 g Eisensulfat ein Schockzustand beobachtet. breit industrielle Anwendung Eisen erhöht seine Verteilung in der Umwelt die Wahrscheinlichkeit einer chronischen Vergiftung. Eine Kontamination von Lebensmitteln mit Eisen kann durch Rohstoffe, in Kontakt mit Metallgeräten und -behältern erfolgen, was die geeigneten vorbeugenden Maßnahmen bestimmt.

6. Polyzyklische aromatische und chlorhaltige Kohlenwasserstoffe, Dioxine und dioxinähnliche Verbindungen

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (im Folgenden PAK genannt) entstehen bei der Verbrennung von organischen Stoffen (Benzin, andere Kraftstoffe, Tabak), unter anderem beim Rauchen, Verbrennen von Lebensmitteln. Sie sind in der Luft enthalten (Staub, Rauch), dringen in den Boden, ins Wasser und von dort in Pflanzen und Tiere ein. PAKs sind stabile Verbindungen, daher können sie sich anreichern.

Entsprechend ihrer Wirkung auf den menschlichen Körper sind PAK krebserzeugend, da sie eine für viele krebserregende Stoffe charakteristische Aussparung in der Molekülstruktur aufweisen (Abb. 1).

Abb.1. Benzopyren

PAK gelangen über die Atemwege, das Verdauungssystem und die Haut in den menschlichen Körper.

Um das Eindringen von PAK in den Körper zu reduzieren, können Sie: das Verbrennen von Speisen vermeiden; durch Minimierung der Verarbeitung von Lebensmittelrohstoffen und Lebensmitteln mit Rauch; Anbau von Nahrungspflanzen abseits von Industriegebieten; Gründliches Waschen von Lebensmittelrohstoffen und Lebensmitteln. Darüber hinaus sind Raucher und Passivraucher einem hohen Risiko einer PAH-Aufnahme ausgesetzt.

Sie sind flüchtig, wasserlöslich, lipophil, daher sind sie überall zu finden und in Nahrungsketten eingebunden.

Einmal im menschlichen Körper, zerstören chlorhaltige Kohlenwasserstoffe die Leber und schädigen das Nervensystem.

Dioxine und dioxinähnliche Verbindungen. Dioxine – polychlorierte Dibenzodioxine (im Folgenden als PCDD bezeichnet) umfassen eine große Gruppe aromatischer tricyclischer Verbindungen, die 1 bis 8 Chloratome enthalten. Darüber hinaus gibt es zwei Gruppen verwandter chemischer Verbindungen – polychlorierte Dibenzofurane (im Folgenden PCDF) und polychlorierte Biphenyle (im Folgenden PCB), die gleichzeitig mit Dioxinen in der Umwelt, in Lebens- und Futtermitteln vorhanden sind.

Derzeit wurden 75 PCDDs, 135 PCDFs und mehr als 80 PCBs isoliert. Sie sind hochgiftige Verbindungen mit mutagenen, karzinogenen und teratogenen Eigenschaften.

Quellen von Dioxinen und dioxinähnlichen Verbindungen, die in die Umwelt gelangen, ihre Zirkulation, Wege in den menschlichen Körper und die Auswirkungen auf ihn sind in Abbildung 2 schematisch dargestellt.

7. Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen

Staphylokokken-Toxine. Staphylokokkenvergiftungen sind die typischsten bakteriellen Lebensmittelvergiftungen. „Sie sind in fast allen Ländern der Welt registriert und machen mehr als 30 % aller akuten Vergiftungen aus. bakterielle Natur mit installiertem Erreger. Lebensmittelvergiftungen werden hauptsächlich durch Toxine von Staphylococcus aureus verursacht.

Abb.2. Eintragsquellen von Dioxinen und dioxinähnlichen Verbindungen in die Umwelt, deren Verbreitung, Eintragswege und Auswirkungen auf den menschlichen Körper

Die Hauptfaktoren, die die Entwicklung von Staphylococcus aureus-Bakterien beeinflussen, sind Temperatur, das Vorhandensein von Säuren, Salzen, Zuckern, einigen anderen Chemikalien sowie anderen Bakterien.

Staphylococcus aureus-Bakterien können bei Temperaturen von 10 bis 45 ° C wachsen. Die optimale Temperatur beträgt 35-37 ° C. Staphylokokkenzellen sterben normalerweise bei 70-80 ° C ab, einige Arten tolerieren jedoch eine Erwärmung auf 100 ° C für 30 Minuten. Das von Staphylokokken-Bakterien ausgeschiedene Toxin ist hitzebeständig, zu seiner vollständigen Zerstörung sind zwei Stunden Kochen erforderlich.

Die meisten Stämme von Staphylococcus aureus entwickeln sich bei pH-Werten von 4,5 bis 9,3 (optimale Werte sind 7,0-7,5). Staphylokokken reagieren empfindlich auf die Anwesenheit bestimmte Typen Säuren in der Umwelt. Essig-, Zitronen-, Milch-, Weinsäure und Salzsäure sind schädlich für Staphylokokken.

Es wurde festgestellt, dass der Gehalt von 15-20% Natriumchlorid in der Brühe eine hemmende Wirkung auf Staphylococcus aureus hatte und eine Konzentration von 20-25% eine bakterizide Wirkung darauf hatte. Die Konzentration von 50-60% Saccharose hemmt das Wachstum von Bakterien und die Konzentration von 60-70% wirkt bakterizid.

Staphylocockin wird durch Chlor, Jod, verschiedene Antibiotika und Chemikalien wie Brom, o-Polyphenol und Hexachlorbenzol aktiviert. Diese Verbindungen sind jedoch nicht für die Lebensmittelverarbeitung geeignet. In Gegenwart einer Mischung aus Milchsäure und Darmbakterien wurde eine Unterdrückung des Wachstums von Staphylococcus aureus festgestellt.

Lebensmittelbedingte Staphylokokkenausbrüche werden normalerweise durch tierische Produkte wie Fleisch, Fisch und Geflügel verursacht.

Sie können aus dem Euter von Kühen mit Mastitis in die Milch gelangen. Andere Quellen sind die Haut von Tieren und Menschen, die an der Verarbeitung von Milch beteiligt sind.

Frischer Fisch und Geflügel sind in der Regel frei von Staphylokokken, können aber während der Handhabung wie Schlachtung oder Nachverarbeitung kontaminiert werden. Vakuumverpackungen hemmen das Wachstum von Staphylokokken-Bakterien in Fleischprodukten.

Symptome einer Staphylokokken-Intoxikation beim Menschen können 2-4 Stunden nach dem Verzehr eines kontaminierten Lebensmittels beobachtet werden. Die ersten Anzeichen können jedoch nach 0,5 und nach 7 Stunden auftreten: Zunächst wird Speichelfluss beobachtet, dann Übelkeit, Erbrechen und Durchfall.

Die Körpertemperatur steigt. Die Krankheit wird manchmal von Komplikationen begleitet: Dehydration, Schock, Vorhandensein von Blut oder Schleim im Stuhl und Erbrechen. Andere Symptome der Krankheit sind Kopfschmerzen, Krämpfe, Schwitzen und Schwäche. Der Grad der Manifestation dieser Anzeichen und Symptome sowie die Schwere der Erkrankung werden hauptsächlich durch die Menge des in den Körper gelangten Toxins und die Empfindlichkeit des Erkrankten bestimmt. Die Wiederherstellung erfolgt häufig innerhalb von 24 Stunden, kann jedoch mehrere Tage dauern.

Todesfälle durch Staphylokokken-Lebensmittelvergiftung sind selten.

Bei ersten Anzeichen einer Vergiftung sollten Sie sofort einen Arzt aufsuchen. Erste Hilfe besteht aus Magenspülung, Darmreinigung, Einnahme von Aktivkohle.

Um Vergiftungen vorzubeugen, ist es notwendig: Personen, die an pustulösen Hauterkrankungen leiden, mit akuten katarrhalischen Symptomen der oberen Atemwege nicht mit Lebensmitteln arbeiten zu lassen; stellen Sie die Einhaltung der Wärmebehandlungsregime von Produkten sicher, die den Tod von Staphylococcus-Toxin garantieren, und schaffen Sie Bedingungen für die Lagerung von Produkten in Kühlschränken bei einer Temperatur von 2-4 ° C.

Botulinumtoxin gilt als das stärkste Gift der Welt und ist Teil des Biowaffenarsenals.

Eine Lebensmittelvergiftung, die beim Verzehr von Lebensmitteln auftritt, die das Toxin des Bakteriums Clostridium botulinum enthalten, wird als Botulismus bezeichnet. Dies ist eine schwere Krankheit, oft tödlich.

Clostridium botulinum ist ein streng anaerobes Bakterium. Der Mikroorganismus bildet hitzebeständige Endosporen.

In der Natur sind Sporen verschiedener Arten von Clostridium botulinum weit verbreitet, die in verschiedenen Teilen der Welt regelmäßig aus dem Boden und seltener aus Wasser, dem Darm von Fischen und anderen Tieren isoliert werden.

Clostridium botulinum Typ A und B vermehren sich im Temperaturbereich von 10 bis 50 °C. Typ E kann sich vermehren und bei 3,3 °C ein Toxin produzieren. Eine vollständige Abtötung der Clostridium botulinum-Sporen wird bei 100 °C nach 5-6 Stunden erreicht 105 ° C - nach 2 Stunden, bei 120 ° C - nach 10 Minuten.

Die Entwicklung von Botulinumbakterien und deren Toxinbildung wird durch Kochsalz verzögert, bei einer Salzkonzentration von 6-10% kommt ihr Wachstum zum Stillstand.

Clostridium botulinum A und B vermehren sich in Lebensmitteln bei einem pH-Wert von 4,6 oder niedriger. Die Stabilität in einer sauren Umgebung wird verringert, wenn es Natriumchlorid oder andere Hemmstoffe enthält. Clostridium botulinum Typ E ist säureempfindlicher als andere Arten.

Es wurde festgestellt, dass Chlor Sporen von Clostridium botulinum inaktivieren kann. Clostridium botulinum-Sporen werden durch Bestrahlung inaktiviert.

Die Symptome von Botulismus äußern sich hauptsächlich in der Niederlage der Zentrale nervöses System. Die Hauptsymptome sind Doppeltsehen, hängende Augenlider, Würgen, Schwäche, Kopfschmerzen. Auch Schluckbeschwerden oder Stimmverlust können auftreten. Der Patient verspürt in der Regel keine großen Schmerzen, außer Kopfschmerzen, und bleibt bei vollem Bewusstsein, obwohl sein Gesicht aufgrund einer Lähmung der Gesichtsmuskeln an Ausdruckskraft verlieren kann. Dauer Inkubationszeit im Durchschnitt 12-36 Stunden, kann aber zwischen 2 Stunden und 14 Tagen variieren.

Zur Vorbeugung von Botulismus gehören die schnelle Verarbeitung von Rohstoffen und die rechtzeitige Entfernung von Eingeweiden (insbesondere bei Fischen); weit verbreitetes Kühlen und Gefrieren von Rohstoffen und Lebensmitteln; Einhaltung der Sterilisationsvorschriften für Konserven; Verbot des Verkaufs von Konserven mit Anzeichen von Bombenangriffen oder erhöhtes Niveau Ehe (mehr als 2%) - flatternde Dosenenden, Körperverformungen, Flecken usw. - ohne zusätzliche Laboranalyse; Gesundheitspropaganda in der Bevölkerung über die Gefahren der Heimkonservierung, insbesondere hermetisch verschlossener Pilz-, Fleisch- und Fischkonserven. Erste Hilfe ist ähnlich wie bei einer Staphylokokkenvergiftung.

Mykotoxine. Mykotoxine sind eine spezielle und ziemlich gefährliche Gruppe von Toxinen mikrobiologischen Ursprungs für den menschlichen Körper. Dies sind giftige Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen. Es gibt 250 Arten mikroskopisch kleiner Pilze, von denen bekannt ist, dass sie etwa 500 toxische Metaboliten produzieren. Zum Beispiel: Mutterkorntoxine, die „Anton-Feuer“ und „böse Windungen“ verursachen, Fusariumtoxine, die Verdauungsstörungen, Bewegungskoordination, Lähmungen und Tod bei Mensch und Tier verursachen.

Mykotoxine können stärker mit Erdnüssen, Mais, Getreide, Hülsenfrüchten, Baumwollsamen, Nüssen, einigen Früchten, Gemüse, Gewürzen, Futtermitteln, Säften, Pürees, Kompotten, Marmeladen belastet sein. Mit Mykotoxinen kontaminierte Lebensmittel verursachen eine Art von Lebensmittelvergiftung, die als Mykotoxikose bekannt ist.

Die Vorbeugung von Mykotoxikosen umfasst: regelmäßige gesundheitliche, veterinärmedizinische und agrochemische Kontrolle; sorgfältige Sortierung von Lebensmittelrohstoffen und Lebensmittelprodukten vor der Verwendung; die Verwendung chemischer Methoden zur Abtötung von Schimmelpilzen, die jedoch meistens unwirksam und teuer sind; sowie Mahlen von Getreide und Wärmebehandlung von Produkten.

Die Wege der Kontamination von Lebensmitteln mit Mykotoxinen sind in Abbildung 3 schematisch dargestellt.

8. Stoffwechsel von Fremdstoffen im menschlichen Körper

Alle Fremdstoffe, die in den menschlichen oder tierischen Körper gelangen, werden in verschiedenen Geweben verteilt, angereichert, metabolisiert und ausgeschieden. Diese Prozesse bedürfen einer gesonderten Betrachtung.

Zunächst gelangen Fremdstoffe in die aquatische Umgebung des Körpers. Schließlich besteht der menschliche Körper hauptsächlich aus Wasser, das sich wie folgt verteilt:

Abb. 3. Wege der Lebensmittelkontamination mit Mykotoxinen.

(V. A. Tutelyan, L. V. Kravchenko)

das Blutvolumen eines Erwachsenen beträgt etwa 3 Liter;

Volumen der umgebenden extrazellulären Flüssigkeit innere Organe, erreicht 15 l;

einschließlich der Wassermenge in den Zellen beträgt das Gesamtflüssigkeitsvolumen ungefähr 42 Liter.

Drogen und toxische Verbindungen verteilen sich unterschiedlich auf diese Bestandteile. Einige verbleiben im Blut, andere gelangen in die Zellzwischenräume oder in die Zellen. Es sollte beachtet werden, dass viele Medikamente und toxische Verbindungen schwache Säuren oder Basen sind, die ihre Verteilung zwischen den Zellmembranen stark beeinflussen können, sie werden die Membranen nicht durchdringen.

Einige Xenobiotika im Blut können durch Proteinbindung isoliert werden. Die Isolierung dieser Verbindungen mit Blutproteinen kann ihre Wirkung auf die Zellen begrenzen.

Die Umwandlung von Xenobiotika im menschlichen Körper ist ein Mechanismus zur Aufrechterhaltung der Konstanz der Zusammensetzung der inneren Umgebung des Körpers während der Exposition gegenüber Fremdverbindungen. Es ist üblich, zwei Phasen des Stoffwechsels zu unterscheiden.

Die erste Phase umfasst Hydrolyse-, Reduktions- und Oxidationsreaktionen des Substrats. Üblicherweise führen sie zur Einführung oder Bildung einer funktionellen Gruppe vom Typ -OH, -NH2, -SH, -COOH, was die Hydrophilie der Ausgangsverbindung leicht erhöht.

Diese Reaktionen treten unter aktiver Beteiligung von Enzymen des Cytochromsystems auf, die den oxidativen, reduktiven Metabolismus von Steroiden durchführen, Fettsäuren, Retinoide, Gallensäuren, biogene Amine, Leukotriene sowie exogene Verbindungen, einschließlich Arzneimittel, Umweltschadstoffe, chemische Karzinogene. Darüber hinaus fördert das Eindringen eines Fremdstoffs in den Körper die Freisetzung von Enzymen, die für den Stoffwechsel notwendig sind.

Die zweite Phase des Fremdstoffstoffwechsels umfasst Reaktionen der Glucuronidierung, Sulfatierung, Acetylierung, Methylierung, Konjugation mit Glutathion, Aminosäuren wie Glycin, Taurin, Glutaminsäure. Grundsätzlich führen die Reaktionen der zweiten Phase zu einer deutlichen Erhöhung der Hydrophilie der Fremdstoffe, was zu ihrer Ausscheidung aus dem Körper beiträgt. Reaktionen der zweiten Phase sind gewöhnlich viel schneller als Reaktionen der ersten Phase, so dass die Rate des xenobiotischen Metabolismus stark von der Geschwindigkeit abhängt, mit der die Reaktion der ersten Phase fortschreitet.

In der Leber, den Nieren, der Lunge, dem Darm, der Blase und anderen Organen laufen verschiedene biochemische Reaktionen des Fremdstoffstoffwechsels ab, die häufig zu Erkrankungen dieser Organe führen: Leberzirrhose und Leberkrebs, Blasenkrebs usw. Zum Beispiel: In der Leber finden viele enzymatische Prozesse zur Spaltung von Fremdstoffen statt, in den Nieren - die Ausscheidung niedermolekularer Stoffwechselprodukte. Der Metabolismus von Ethylalkohol verursacht Leberzirrhose und Quecksilber, Blei, Zink, Cadmium verursachen Nekrose der Nieren.

Zusammenfassung zum Thema:

FREMDE STOFFE – XENOBIOTEN

1. Das Konzept der "Xenobiotika", ihre Klassifizierung

Fremdstoffe, die mit der Nahrung in den menschlichen Körper gelangen und eine hohe Toxizität aufweisen, werden als Xenobiotika oder Schadstoffe bezeichnet.

"Unter Toxizität von Stoffen versteht man ihre Fähigkeit, einem lebenden Organismus zu schaden. Jede chemische Verbindung kann giftig sein. Laut Toxikologen sollten wir über die Unbedenklichkeit von Chemikalien mit der vorgeschlagenen Methode ihrer Verwendung sprechen. Die entscheidende Rolle spielt: Dosis (in den Körper gelangende Menge eines Stoffes in Tagen); Einnahmedauer; Art der Aufnahme; Eintrittswege von Chemikalien in den menschlichen Körper.

MPC eines Xenobiotikums in Lebensmitteln wird in Milligramm pro Kilogramm des Produkts (mg/kg) gemessen und zeigt an, dass seine höhere Konzentration für den menschlichen Körper gefährlich ist.

Die gebräuchlichste Klassifizierung von Kontaminanten in Lebensmittelrohstoffen und Lebensmittelprodukten in der modernen Wissenschaft wird auf die folgenden Gruppen reduziert:

1) chemische Elemente (Quecksilber, Blei, Cadmium usw.);

2) Radionuklide;

3) Pestizide;

4) Nitrate, Nitrite und Nitrosoverbindungen;

5) Stoffe, die in der Tierhaltung verwendet werden;

6) polyzyklische aromatische und chlorhaltige Kohlenwasserstoffe;

7) Dioxine und dioxinähnliche Stoffe;

8) Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen.

Die Hauptquellen der Kontamination von Lebensmittelrohstoffen und Lebensmitteln.

Atmosphärische Luft, Boden, Wasser mit menschlichen Ausscheidungen kontaminiert.

Kontamination pflanzlicher und tierischer Rohstoffe mit Pestiziden und Stoffen, die Produkte ihrer biochemischen Umwandlung sind.

Verstoß gegen technologische und sanitärhygienische Vorschriften für die Verwendung von Düngemitteln und Bewässerungswasser in der Landwirtschaft.

Verstoß gegen die Vorschriften für die Verwendung von Futtermittelzusatzstoffen, Wachstumsstimulanzien, Arzneimitteln in der Tierhaltung und Geflügelzucht.

Technologischer Produktionsprozess.

Die Verwendung nicht zugelassener Lebensmittel, biologisch aktiver und technologischer Zusatzstoffe.

Die Verwendung von zugelassenen Lebensmitteln, biologisch aktiven und technologischen Zusatzstoffen, jedoch in höheren Dosen.

Einführung neuer, schlecht getesteter Technologien auf der Grundlage chemischer oder mikrobiologischer Synthese.

Die Bildung toxischer Verbindungen in Lebensmitteln beim Kochen, Braten, Bestrahlen, Konservieren usw.

Nichteinhaltung der Hygiene- und Hygienevorschriften für die Herstellung von Produkten.

Lebensmittelausrüstung, Utensilien, Inventar, Behälter, Verpackungen, die schädliche Chemikalien und Elemente enthalten.

Nichtbeachtung der technologischen und sanitären und hygienischen Vorschriften für die Lagerung und den Transport von Lebensmittelrohstoffen und Lebensmittelprodukten.

2. Verschmutzung durch chemische Elemente

Die im Folgenden diskutierten chemischen Elemente sind in der Natur weit verbreitet, sie können beispielsweise aus dem Boden, der atmosphärischen Luft, dem Grund- und Oberflächenwasser, aus landwirtschaftlichen Rohstoffen und über die Nahrung in den menschlichen Körper in Lebensmittel gelangen. Sie reichern sich in pflanzlichen und tierischen Rohstoffen an, was zu ihrem hohen Gehalt in Lebensmitteln und Lebensmittelrohstoffen führt.

Die meisten Makro- und Mikroelemente sind für eine Person lebenswichtig, während für einige eine bestimmte Rolle im Körper festgelegt wurde, für andere muss diese Rolle noch bestimmt werden.

Daher sind die meisten chemischen Elemente in streng definierten Mengen für das normale Funktionieren des menschlichen Körpers notwendig, aber ihre übermäßige Aufnahme verursacht Vergiftungen.

Gemäß dem Beschluss der Gemeinsamen Kommission der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (im Folgenden als FAO bezeichnet) und der Weltgesundheitsorganisation (im Folgenden als WHO bezeichnet) zum Lebensmittelkodex sind acht chemische Elemente in der Liste enthalten von Bestandteilen, deren Gehalt im internationalen Lebensmittelhandel kontrolliert wird: Quecksilber, Cadmium, Blei, Arsen, Kupfer, Zink, Eisen, Strontium. Die Liste dieser Elemente wird derzeit ergänzt. In Russland definieren biomedizinische Anforderungen Sicherheitskriterien für die folgenden chemischen Elemente: Quecksilber, Cadmium, Blei, Arsen, Kupfer, Zink, Eisen und Zinn.

3. Toxikologische und hygienische Eigenschaften chemischer Elemente

Die Hauptziele der Bleiexposition sind das hämatopoetische, das Nervensystem, das Verdauungssystem und die Nieren. Es wurde eine negative Wirkung auf die sexuelle Funktion des Körpers festgestellt.

Cadmium. In reiner Form kommt es in der Natur nicht vor. Die Erdkruste enthält ca. 0,05 mg/kg Cadmium, Meerwasser - 0,3 µg/kg.

Es wurde festgestellt, dass etwa 80% des Cadmiums mit der Nahrung in den menschlichen Körper gelangen, 20% - durch die Lunge aus der Atmosphäre und beim Rauchen.

Der ADI für Cadmium beträgt 70 µg/Tag, der ADI 1 µg/kg. MPC für Cadmium in Trinkwasser beträgt 0,01 mg/l. Die Konzentration von Cadmium im Abwasser, das in Gewässer gelangt, sollte 0,1 mg/l nicht überschreiten. Angesichts des DSP von Cadmium sollte sein Gehalt in 1 kg des täglichen Satzes von Produkten 30-35 mcg nicht überschreiten.

Die richtige Ernährung ist wichtig bei der Vorbeugung einer Cadmiumvergiftung: das Überwiegen von pflanzlichen Proteinen in der Nahrung, ein reichhaltiger Gehalt an schwefelhaltigen Aminosäuren, Ascorbinsäure, Eisen, Zink, Kupfer, Selen und Kalzium. Prophylaktische UV-Bestrahlung ist erforderlich. Es ist ratsam, cadmiumreiche Lebensmittel von der Ernährung auszuschließen. Milchproteine tragen zur Ansammlung von Cadmium im Körper und zur Manifestation seiner toxischen Eigenschaften bei.

Der Mensch ist heterotroph, d.h. erhält Nährstoffe und Energie von außen in Form von organischen Verbindungen (siehe Tabelle 1).

Tabelle 1 Hauptkomponenten

Kohlenhydrate

Vitamine,

Elemente

Der Energiewert

1 g = 4,1 kcal

1 g Butter = 9,3 kcal (39,0 kJ)

1 g = 4,1 kcal

1 g Alkohol = 7,1 kcal

biologisch

Wert

50 % tierische Proteine, tk.
Sie haben
essentielle Aminosäuren

25% Pflanzenöle, Weil sie enthalten mehrfach ungesättigte Fettsäuren

Faser

Vitamine,

Elemente

Es gibt zwei Wege für die Produkte der Nahrungsverdauung, einschließlich Xenobiotika, in die innere Umgebung des Körpers einzudringen: Wasserlösliche Komponenten gelangen in das hepatische Pfortadersystem und in die Leber; fettlösliche Substanzen gelangen in die Lymphgefäße und dann über den thorakalen Lymphgang ins Blut.

Für die Xenobiologie ist das Konzept der antialimentären Ernährungsfaktoren wichtig. Dieser Begriff bezieht sich auf Stoffe natürlichen Ursprungs, die Bestandteil von Lebensmitteln sind. Diese beinhalten:

1) Verdauungsenzym-Inhibitoren (Kunitz-Sojabohnen-Trypsin-Inhibitor, Bauman-Birk-Sojabohnen-Inhibitor-Familie, Kartoffel-Chemotrypsin und Trypsin-I- und -II-Familien, Trypsin/α-Amylase-Inhibitor-Familie);

2) cyanogene Glykoside sind Glykoside einiger cyanogener Aldehyde und Ketone, die während der enzymatischen oder sauren Hydrolyse Blausäure freisetzen (Lymarin der weißen Bohne, Amygdalin der Steinfrucht);

3) biogene Amine (Serotonin in Obst und Gemüse, Tyramin und Histamin in fermentierten Lebensmitteln);

4) Alkaloide (Lysergsäurediethylamid – ein Halluzinogen aus Mutterkorn, Morphin aus dem Saft von Mohnköpfen, Koffein, Theobromin, Theophyllin aus Kaffeebohnen und Teeblättern, Solanine und Chaconine aus Kartoffeln);

5) Antivitamine (Leucin stört den Metabolismus von Tryptophan und Vitamin PP, Indolessigsäure - Niacin-Antivitamin, pflanzliche Ascorbatoxidase - Ascorbinsäure-Antivitamin, Fisch-Thiaminase - Thiamin-Antivitamin, Leinsamen-Linatin - Pyridoxin-Antagonist, Eiweiß Avidin - Biotin-Antivitamin usw. );

6) Faktoren, die die Aufnahme von Mineralien reduzieren (Oxalsäure, Phytin - Inositolhexaphosphorsäure aus Hülsenfrüchten und Getreide, Tannine);

7) Gifte der Peptidnatur (zehn giftige Cyclopeptide aus dem blassen Giftpilz, das giftigste ist α-Amanitin);

8) Lektine - Glykoproteine, die die Durchlässigkeit von Membranen verändern (toxisches Ricin (Lektin aus Rizinussamen), Choleratoxin);

9) Ethanol - eine Verletzung der normalen biochemischen Prozesse der Bildung und des Energieverbrauchs mit dem Übergang zur psychologischen und biologischen Abhängigkeit von exogenem Alkohol.

Die menschliche Nahrung enthält viele Chemikalien, von denen einige Xenobiotika sind. Xenobiotika können ein normaler Bestandteil von Lebensmitteln sein, Lebensmittel während der Zubereitung anreichern (z. B. Lebensmittelzusatzstoffe) und aus irgendeinem Grund gekochte Lebensmittel verunreinigen. Einige Lebensmittelzusatzstoffe werden Lebensmitteln absichtlich zugesetzt, um die Lebensmittelzubereitung zu optimieren. Chemikalien (indirekte Zusatzstoffe in Lebensmitteln) werden in den Technologien ihrer Herstellung, Lagerung, Konservierung usw. verwendet. Schadstoffe (Quecksilber, Arsen, Selen und Cadmium) stammen aus der Umwelt und sind das Ergebnis der Urbanisierung der Gesellschaft. Aus natürlichen Quellen können die Hauptbestandteile der Nahrung (Proteine, Fette, Kohlenhydrate) gewonnen werden; Substanzen, die die Funktion von Organen und Geweben verändern können (Allergie, Kropfbildung, Proteolysehemmer usw.); Stoffe, die Gifte für den Verbraucher von Lebensmitteln sind.

Lebensmittelzusatzstoffe sind natürliche oder synthetische, physiologisch aktive und inerte Chemikalien, die Lebensmitteln absichtlich oder versehentlich zugesetzt werden. Direkte Lebensmittelzusatzstoffe sind Stoffe, die einem Lebensmittel während seiner Zubereitung zugesetzt werden, um ihm bestimmte Eigenschaften zu verleihen. Zu solchen Lebensmittelzusatzstoffen gehören Antioxidantien, Konservierungsmittel, Vitamine, Mineralien, Aromen, Farbstoffe, Emulgatoren, Stabilisatoren, Säuerungsmittel usw.

Das Vorhandensein eines Lebensmittelzusatzstoffs muss nach Beschluss der Länder der Europäischen Union auf dem Etikett angegeben werden. Gleichzeitig kann es als Einzelstoff oder als Vertreter einer bestimmten Funktionsklasse in Kombination mit dem Code E bezeichnet werden. Gemäß dem vorgeschlagenen System zur digitalen Kodifizierung von Lebensmittelzusatzstoffen lautet ihre Einstufung wie folgt: E100–E182 - Farbstoffe; E200 und darüber hinaus - Konservierungsmittel; E300 und weitere - Antioxidantien (Antioxidantien); E400 und darüber hinaus - Konsistenzstabilisatoren; E500 und weitere - Säureregulatoren, Backpulver; E600 und darüber hinaus – Geschmacks- und Aromaverstärker; E700-800 - Reserveindizes; E900 und darüber hinaus - Überzugsmittel, Brotverbesserer; E1000 - Emulgatoren. Die Verwendung von Lebensmittelzusatzstoffen erfordert die Kenntnis der maximal zulässigen Konzentration von Fremdstoffen – MAC (mg/kg), der zulässigen Tagesdosis – ADI (mg/kg Körpergewicht) und der zulässigen täglichen Aufnahme – ADI (mg/Tag), berechnet als Produkt von ADI durch das durchschnittliche Körpergewicht - 60 kg.

Indirekte Lebensmittelzusatzstoffe umfassen Stoffe, die unbeabsichtigt in Lebensmittel aufgenommen werden (z. B. wenn Lebensmittel mit Verarbeitungsgeräten oder Verpackungsmaterial in Kontakt kommen). Von den Lebensmittelkontaminanten werden am häufigsten drei Gruppen berücksichtigt: 1) Aflatoxine; 2) Pestizide; 3) Dioxine und Blei.

Von besonderem Interesse ist der Einsatz chemischer Nahrungsbestandteile (Vitamine, Mineralstoffe) zur Behandlung bestimmter Erkrankungen in Dosen, die den Tagesbedarf übersteigen. Die klinische Anwendung von Eisen, Fluor, Jod ist ausreichend untersucht. Die Sicherheit der Verwendung von Vitaminen und Mineralstoffen als Lebensmittelzusatzstoffe oder Arzneimittelbestandteile hängt ab von: 1) der Zytotoxizität der Chemikalie; 2) seine chemische Form; 3) tägliche Gesamtaufnahme; 4) Dauer und Regelmäßigkeit des Konsums; 5) morphofunktioneller Zustand von Zielgeweben und menschlichen Organen. Fettlösliche Vitamine sind aufgrund ihrer erhöhten Anreicherung in der Lipidphase von Zellmembranen und ihrer geringen Eliminationsrate toxischer als wasserlösliche.

Niacin in hohen Dosen (Gramm) wird verwendet, um den Cholesterinspiegel im Blut zu senken. In fast allen Fällen der Verwendung von Nikotinsäure gibt es Nebenwirkungen(Hautrötung, Kopfrötung).

Kupfer ist das giftigste, aber das wichtigste Spurenelement. Kupfer ist in Spuren in fast allen Lebensmitteln enthalten, die keine Vergiftungen verursachen, mit Ausnahme der Wilson-Konovalov-Krankheit (Gelenkschädigung von Leber und Kernen des Hypothalamus). Menschen sind gegenüber Kupfer weniger empfindlich als Säugetiere (Schafe). Die Toxizität von Kupfer sollte mit seiner Wechselwirkung mit Eisen, Zink und Proteinen zusammenhängen.

Eisen in Form von Oxiden verleiht Lebensmitteln Farbe. In den USA sind Phosphate, Pyrophosphate, Gluconate, Laktate, Eisensulfate und reduziertes Eisen als Nahrungsergänzungsmittel erlaubt. Die Aufnahme von Nicht-Häm-Eisen in die Darmschleimhaut wird streng kontrolliert. Eine übermäßige Aufnahme von Eisen aus der Nahrung und die Wirkung von Substanzen, die seine Aufnahme beschleunigen, kann zu einer Ansammlung von Eisen im Körper führen. Die Speicherung und Akkumulation von Eisen im menschlichen Körper ist sehr individuell und wird nicht durch allgemeine Muster gestützt.

Zink in Form mehrerer Verbindungen wird in Nahrungsergänzungsmitteln verwendet. Die Verfütterung von mit Zink angereichertem Futter an Geflügel und Vieh kann zu einer Anreicherung dieses Metalls in Fleischprodukten führen. Es ist bekannt, dass die individuelle Unverträglichkeit von Zink beim Menschen sehr unterschiedlich ist. Die Verwendung mittlerer Konzentrationen von Zinksalzen in Lebensmitteln als Lebensmittelzusatzstoffe geht jedoch in der Regel nicht mit der Entwicklung einer Vergiftung einher.

Selen ist eines der giftigsten Elemente. Die Notwendigkeit von Selen ist bisher nicht wissenschaftlich belegt und die weit verbreitete Verwendung von Selen in Nahrungsergänzungsmitteln basiert auf intuitiven Prämissen. Geografische Provinzen mit unterschiedlichen Selengehalten in Umweltobjekten sollten bei der Verwendung von mit Selen angereicherten Nahrungsergänzungsmitteln berücksichtigt werden, um Komplikationen vorzubeugen. Selenmangel im Körper ist vielleicht einer der Hauptgründe dafür, dass gewöhnliche Luft zu unserem schrecklichen Feind wird. Bei Selenmangel zerstört der Sauerstoff in der Luft durch seine aktiven Formen die meisten Vitamine im Körper, stört die Aktivität des Immunsystems und des Systems zur Neutralisierung innerer Toxine im Körper. Das Immunsystem verliert bei Selenmangel seine Aggressivität gegenüber Krankheitserregern und Krebszellen, und die davon abhängige Schilddrüse, die die meisten Stoffwechselvorgänge reguliert, reduziert ihre funktionelle Aktivität, was das Wachstum und die Entwicklung des Körpers negativ beeinflusst.

Das Gesamtergebnis des Selenmangels im menschlichen Körper ist die Entstehung und Entwicklung von Dutzenden schwerer Krankheiten, beginnend mit erhöhter Zerbrechlichkeit der Kapillaren und Unbeweglichkeit der Spermien, vorzeitigem Haarausfall und Unfruchtbarkeit und endend mit Anämie, Diabetes, endemischem Kropf, Hepatitis, Herzinfarkt und Schlaganfall, eine Reihe onkologischer Erkrankungen.

Selen ist in Umweltobjekten weit verbreitet. In Neuseeland und einigen Regionen Chinas herrscht Selenmangel in der Umwelt, in einigen Regionen Chinas und im Bundesstaat North Dakota (USA) ein Selenüberschuss. Pflanzen können Selen anreichern. In ihnen geht es in die Zusammensetzung organischer Verbindungen über. Wenn die Pflanze stirbt, kehrt Selen in den Boden zurück und wird von anderen Pflanzen verwendet. Getreide kann aus mit Selen angereicherten Böden große Mengen an Selen anreichern. In solchen Regionen können Weidetiere zu Vergiftungen der Tiere führen, bei chronischen Vergiftungen kann es zu Sehstörungen und „Alkalikrankheit“ kommen. Bei übermäßiger Aufnahme von Selen treten Störungen des Verdauungstraktes und des hepatobiliären Systems auf. Chronische Vergiftungen von Einwohnern mit Selen werden in China beschrieben. Hauptsymptome: brüchiges Haar, fehlende Pigmentierung neuer Haare, brüchige Nägel mit Flecken, Längsstreifen der Haut. Bei der Hälfte der Betroffenen wurden neurologische Symptome festgestellt. Ähnliche Symptome werden auch bei Venezolanern beschrieben, die in mit Selen angereicherten Regionen leben.

Betrachten Sie einige Xenobiotika, die verwendet werden, um die organoleptischen Eigenschaften zu verbessern physikalische und chemische Eigenschaften Lebensmittel.

1. Sacharin 300-500 Mal süßer als Saccharose. Sammelt sich nicht
im Gewebe, wird nicht metabolisiert und unverändert aus dem Körper ausgeschieden. Hat keine mutagene Wirkung. In einigen Fällen trägt es zur Entwicklung von experimentellen Tumoren (Blasenkrebs) bei. In epidemiologischen Studien wurde das drohende Risiko, Tumore zu entwickeln, jedoch noch nicht bestätigt.

2. Cyclamat als Süßungsmittel verwendet. Sein Metabolismus hängt von der Darmflora ab. Nach der ersten Gabe wird Cyclamat in großen Mengen unverändert ausgeschieden. Bei wiederholter Gabe treten Metaboliten im Darm auf, die mit den negativen Wirkungen des Medikaments in Verbindung gebracht werden können: die Entwicklung von Blasenkrebs in einem Experiment an Ratten. Und obwohl dieser Effekt bei Hunden, Mäusen, Hamstern und Primaten nicht reproduziert werden konnte, wurde 1969 die Verwendung von Cyclamat in den Vereinigten Staaten verboten.

3. Aspartam als Zuckerersatz ist es weniger toxisch, da bei seiner Hydrolyse Phenylalanin und Asparaginsäure entstehen. Die Akkumulation von Phenylalanin kann den Zustand von Patienten mit felypyruvischer Oligophrenie (Phenylketonurie) verschlechtern.

Die am häufigsten verwendeten Süßstoffe sind: Sorbit, Acesulfam-Kalium (Sunet), Aspartam (Sanekta, Nutrasvit, Sladeks), Cyclaminsäure und ihre Salze (Sporarin, Cyclomate), Isomalt (Isomalt), Saccharin und ihre Salze, Sucralose (Trichlorgalactosucrose), Thaumatin, Glycyrrhizin, Neohesperidindihydrochalcon (Neohesperidin DS), Maltit und Maltitsirup, Lactit, Xylit.

4. Lebensmittelfarben umfassen natürliche und synthetische Stoffe. Zu den natürlichen gehören Karmin, Paprika, Safran und Kurkuma. Einige Nährstoffe verleihen Lebensmitteln Farbe (Carotine, Riboflavin, Chlorophylle) und sind Bestandteil von Säften, Ölen und Extrakten von Gemüse und Früchten. Synthetische Verbindungen werden in den Phasen ihrer Zubereitung in Lebensmittel eingebracht und sind staatlich zertifiziert. Einige der potenziellen Farbstoffe können an der Malignität von Zellen beteiligt sein (meistens sind sie keine Karzinogene, sondern Promotoren). Synthetische Lebensmittelfarbstoffe und einige Geschmacksstoffe (Methylsalicylat) können bei Kindern zu Hyperaktivität führen. Fälle von Hyperaktivität können zu lokalen Hirnschäden (Schlaganfall) führen. Allerdings bleibt das Problem der Färbung von Lebensmitteln, sowohl zum Zwecke ihrer Attraktivität als auch für biomedizinische Anwendungen, zum gegenwärtigen Zeitpunkt relevant. Das unerlaubte Einbringen von Zusatzstoffen, die das Aussehen und den Verkaufswert von Lebensmitteln verbessern, ist weit verbreitet und bedarf einer zwingenden Regulierung durch staatliche Aufsichtsbehörden.

5. Konservierungsmittel umfassen Antioxidantien und antimikrobielle Mittel. Antioxidantien hemmen die Entwicklung von Veränderungen in Farbe, Nährwert und Form von Lebensmitteln, indem sie die Lipidperoxidation von Lipiden der Lebensmittelmembran sowie freier Fettsäuren hemmen. Antimikrobielle Mittel hemmen das Wachstum von Mikroorganismen, Hefen, deren Stoffwechselprodukte eine Vergiftung oder die Entwicklung eines Infektionsprozesses verursachen, und verändern auch die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Lebensmitteln. Chemischen Konservierungsmitteln stehen Legegenüber niedrige Temperaturen oder unter Verwendung der Nahrungsmittelbestrahlungsmethode. Aufgrund der hohen Kosten und der Radiophobie der Menschen verlieren technische Mittel jedoch immer noch gegenüber chemischen.

5.1. Nahrungsergänzungsmittel mit Antioxidantien umfassen Ascorbinsäure, Ascorbinsäurepalmitinsäureester, Tocopherole, butyliertes Hydroxyanisol (BHA) und butyliertes Hydroxytoluol (BHT), Ethoxyquin, Gallussäurepropylester und t-Butylhydrochinon (TBHQ). Weit verbreitete antimikrobielle Mittel (Nitrite, Sulfite) haben auch antioxidative Eigenschaften. BHA und BHT gelten seit vielen Jahren als potenziell gefährliche Substanzen. Beide sind fettlösliche Antioxidantien und können die Aktivität bestimmter Leberenzyme im Blutplasma steigern. Antioxidantien bieten Schutz gegen bestimmte elektrophile Moleküle, die an DNA binden und mutagen sein und Tumorwachstum induzieren können. Die Einführung von BHA in großen Dosen (2 % der Nahrung) verursacht Zellhyperplasie, Papillome und Zellmalignität im Magen einiger Tiere. Gleichzeitig schützen BHA und BHT die Leberzellen vor der Wirkung eines Karzinogens, Diethylnitrosoharnstoff.

5.2. Antimikrobielle Mittel (Nitrite und Sulfite). Nitrite hemmen das Wachstum von Clostridium botulinum und verringern dadurch das Botulismusrisiko. Nitrite reagieren mit primären Aminen und Amiden zu den entsprechenden N-Nitroso-Derivaten. Viele, aber nicht alle N-Nitroso-Verbindungen sind Karzinogene. Vitamin C und andere Reduktionsmittel hemmen diese Nitritreaktionen, insbesondere im sauren Milieu des Magens. Einige Nitrosamine werden beim Kochen produziert, aber die meisten Nitrosamine werden im Magen produziert. Nicht krebserzeugende toxische Wirkungen von Nitriten treten bei ihrer hohen Konzentration auf. Menschen, die längere Zeit relativ große Mengen an Nitriten zu sich nehmen, entwickeln eine Methämoglobinämie.

Schwefeldioxid und seine Salze werden zur Verhinderung der Bräunung, zum Bleichen, als antimikrobielle Breitbandaktivität und als Antioxidantien verwendet. Sulfite sind sehr reaktiv und daher nur in geringem Umfang in Lebensmitteln erlaubt. Sulfite können bei empfindlichen Personen Asthma auslösen. Etwa 20 Todesfälle sind mit einer menschlichen Idiosynkrasie gegenüber Nitriten (besondere Empfindlichkeit gegenüber sulfithaltigen Getränken) verbunden. Ungefähr 1-2% der Patienten Bronchialasthma sind überempfindlich gegenüber Sulfiten. Die Pathogenese des Sulfit-induzierten Asthmas ist noch nicht geklärt. Die pathogenetische Rolle von IgE-vermittelten Reaktionen ist möglich.

Giftige Lebensmittelstoffe wurden erstmals in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts in der „Substances General Recognized as Safe“-Liste – GRAS-Substanzen – zusammengefasst. Es wird ständig aufgefüllt und spielt eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung der Lebensmittelsicherheit für Mensch und Tier.

Es ist seit langem zu beobachten, dass eine kalorienarme Ernährung das Leben vieler Organismen verlängert - vom Einzeller bis zum Primaten; Beispielsweise leben Ratten, die 30–50 % weniger Kalorien als gewöhnlich verbrauchen, nicht drei, sondern vier Jahre. Der Mechanismus des Phänomens ist noch nicht ganz klar, obwohl bekannt ist, dass es eine allgemeine Veränderung im Stoffwechsel gibt, bei der die Bildung freier Radikale reduziert wird (viele Wissenschaftler machen sie für das Altern verantwortlich). Außerdem nimmt die Konzentration von Glukose und Insulin im Blut ab, was auf die Beteiligung des neuroendokrinen Systems an diesen Prozessen hinweist. Möglicherweise wirkt moderates Fasten auch als milder Stress, der die verborgenen Reserven des Körpers mobilisiert.

Amerikanische Mikrobiologen haben mit Hefe gearbeitet, deren Lebensdauer von der Anzahl möglicher Teilungen bestimmt wird. Es stellte sich heraus, dass in einer Umgebung mit geringem Nährstoffgehalt die Anzahl der Generationen in ihnen um 30% zunimmt. Gleichzeitig erhöhen Mikroorganismen die Atmungsintensität deutlich, was ein entscheidender Punkt ist, da Hefen mit einem defekten Gen für ein an der Atmungskette beteiligtes Protein nicht langlebig werden.

Denken Sie daran, dass Hefe auf zwei Arten Energie erhält - Atmung und Fermentation. Wenn in der Umgebung genügend Glukose vorhanden ist, schweigen die Gene, die die Atmung steuern, und die Fermentation von Glukose zu Ethanol verläuft anaerob, dh ohne Beteiligung von Sauerstoff. Wenn Glukose knapp ist, schaltet sich die Atmung ein - ein viel effizienterer Prozess der Energiegewinnung.