Токсикология нитратов и нитритов

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 25 из 46Следующая ⇒

Часть нитритов и нитратов, поступивших в пищеварительный канал, метаболизируется микрофлорой желудка и кишок, а остальное количество легко всасывается. В зависимости от микрофлоры кишок, рН среды и характера пищи могут образовываться различные азотсодержащие соединения, способные всасываться, что происходит главным образом в желудке. В течение 8 часов выделяется с мочой
42-90% введенных нитратов. Наивысшее содержание метгемоглобина в крови обнаруживается через 2-3 часа после приема воды с нитратами. Концентрация нитратов в моче и слюне пропорциональна количеству нитратов, введенных в организм. Одним из путей образования нитритов в организме человека является восстановление нитратов в слюне под воздействием микрофлоры полости рта. В слюне человека обычно содержится нитритов 1-10 мг/ л. После потребления 100 мг нитратов концентрация нитритов в слюне нарастает примерно на
15-20 мг/л.

Нитриты, поступая из кишок в кровь, взаимодействуют с гемоглобином, окисляя двухвалентное железо, в результате чего образуется нитрозогемоглобин, трансформирующийся в метгемоглобин и частично в сульфге-моглобин. В патогенезе острой нитритной интоксикации основную роль играет трансформация гемоглобина в метгемоглобин, неспособный осуществлять обратимое связывание кислорода. Вследствие уменьшения кислородной емкости крови развивается клиническая картина гипоксии.

Пороговой дозой нитрит-иона, вызывающей достоверное повышение концентрации метгемоглобина в крови людей, является примерно 0,05мг/кг массы тела. Среднее содержание метгемоглобина в крови нормальной популяции людей — 2%, при 8-10% может отмечаться бессимптомный цианоз, при 30% и более — симптомы острой интоксикации (одышка, тахикардия, цианоз, слабость, головная боль), а при 50% и более возникает опасность для жизни. Токсичность нитритов зависит как от дозы, так и от способности организма с помощью метгемоглобинредуктазы восстанавливать метгемоглобин в гемоглобин. Чем меньше возраст грудных детей, тем тяжелее протекает нитритная интоксикация, так как у них частично или полностью отсутствует в эритроцитах метгемоглобинредуктаза. Кроме того, эмбриональный гемоглобин быстрее окисляется нитритами. Скорость окисления гемоглобина, вплоть до периода половой зрелости, постепенно уменьшается, а затем резко снижается.

Для крыс ЛД50 нитритов составляет 85 мг/кг массы тела, т. е. нитриты относятся к умеренно токсичным химическим веществам. Эпидемиологические наблюдения, сделанные при случайных отравлениях нитритами, когда нитрит натрия ошибочно применяли вместо поваренной соли, позволили сделать вывод, что острое отравление отмечается при одноразовой дозе 200-300 мг, а летальная доза для человека составляет 300-2500 мг, причем для детей и лиц старческого возраста она ниже.

Однократное введение 100-150 мг нитритов вызывает у человека покраснение кожи лица, снижение артериального давления, учащение пульса, ощущение шума в голове. При введении 300 мг отмечается обильное потение, синюшность кожи, одышка, головокружение, а иногда — преходящее расстройство зрения.

Наблюдались и тяжелые, иногда групповые, интоксикации различными колбасными изделиями, содержавшими, вследствие ошибочного применения, большие концентрации нитритов — от 200 до 6570 мг/кг продукта. Описаны и случаи нитритной метгемоглобинемии при употреблении рыбы, обработанной нитритом натрия, один из которых закончился летально, при этомдействующая доза составила 33 мг/кг массы тела.

В последние годы широко изучается хроническое действие нитритов, хотя они, как и нитраты, относятся к слабо кумулятивным токсикантам. При экспериментальных исследованиях в течение 2 лет поили крыс водой, содержащей 0, 100, 1000, 2000 и 3000 мг/л нитритов, или 0, 5, 50, 100 и 150 мг/кг массы тела соответственно. В этом эксперименте не наблюдалось существенных различий от контроля в приросте массы тела, развитии, смертности и содержании гемоглобина. У крыс, получавших воду со 100 мг/л нитритов, уровень метгемоглобина увеличивался лишь в первые 2 месяца наблюдения. У животных, которым вводили другие дозы, содержание повысилось соответственно до 5, 12 и 22%. У этих же животных обнаруживались дистрофические изменения в ткани печени, селезенке и сердечной мышцы. Сообщается, что введение животным нитрита натрия по 100 мг/кг массы тела в день в течение всей жизни и в трех последующих поколениях обусловливало небольшую задержку роста (10-20%) и сокращение средней продолжительности жизни (с 740 до 640 дней).

Обобщив все экспериментальные данные, Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам пришел к выводу, что подпороговая доза нитритов ниже 100 мг/кг массы тела в день. На этом основании с учетом коэффициента запаса 100 была принята величина допустимого суточного потребления, равная 0,4 мг/кг массы тела (за исключением детей грудного возраста), которая впоследствии была снижена до 0,2 мг/кг массы тела для нитрита натрия, или
0,15 мг/кг в расчете на нитрит-ион. Предельно допустимая концентрация нитритов в питьевой воде составляет 1 мг/л, или 0,034-0,05 мг/кг массы тела.

Некоторые исследователи подчеркивают, что при хроническом воздействии нитритов у крыс снижается содержание в органах ретинола, аскорбиновой кислоты, токоферолов, тиамина и пиридоксина. У исследователей нет единого мнения о возможности отдаленных эффектов при хронической нитритной интоксикации, так как исследовалось действие преимущественно больших доз. Так, у крыс, получавших воду с 1000 мг/л и более нитритов, наблюдали эмбриотоксическое действие и нарушение репродуктивной функции. Нитриты оказывали мутагенное действие на бактерии (Е. coli, S. typhimurium), дрожжи, аспергиллы. В экспериментах на млекопитающих этот эффект не изучался.

Также дискутируется и вопрос об онкогенном действии нитритов. Имеется точка зрения, что нитриты могут вызывать развитие опухолей; другие же авторы свидетельствуют, что в экспериментах на животных, получавших высокие дозы нитрита, не было выявлено онкогенного действия этого соединения. Имеется и третья точка зрения: нитриты, уменьшая содержание витаминов в органах, снижают устойчивость организма к действию онкогенных факторов.

Нитраты не являются метгемоглобинообразователями и сами по себе не обладают выраженной токсичностью. Они быстро выделяются из организма с мочой, стимулируя диурез. По данным ФАО/ВОЗ, ЛД50нитратов для крыс при пероральном введении составляет
3236 мг/кг массы тела, хотя по данным других исследователей она выше или ниже этой величины. Вариабельность данных объясняется как различиями в условиях экспериментов, так и составом микрофлоры кишечника. Тем не менее, нитраты следует относить к малотоксичным соединениям. Имеются также сообщения, что чувствительность крыс-самок в 1,5 раза выше, чем у самцов. Организм человека в 10-30 раз чувствительнее к нитратам, чем организм лабораторных животных. При определенных условиях, зависящих большей частью от микрофлоры, в пищевых продуктах или желудочно-кишечном тракте (особенно при диспепсиях у детей) часть нитратов может восстанавливаться до более токсичных нитритов, что служит главной причиной острой интоксикации — нитратно-нитритной метгемоглобинемии. Нитрозирующие свойства хорошо выражены у 50% штаммов кишечной палочки, выделяемых из желудочно-кишечного тракта человека. Низкая кислотность желудочного сока у детей раннего грудного возраста или у взрослых, страдающих гипоацидным гастритом, может способствовать накоплению нитратредуцируюшей микрофлоры. У грудных детей с неспецифической диареей рН желудочного сока составляет 5,6 при нормальных показателях 2,7.

Данные различных исследователей о токсичности нитратов неоднозначны. Кумулятивные свойства нитратов выражены гораздо слабее, чем нитритов. В этой связи представляют интерес данные, полученные при выяснении возможности хронической интоксикации.

Так, например, при двухлетнем наблюдении за крысами, получавшими нитрат натрия в количестве 1% от общего объема корма, или 500 мг/кг массы тела в расчете на нитрат-ион, не было выявлено признаков интоксикации. У животных, получавших нитратов в количестве 2500 мг/ кг массы тела, наблюдалось отставание в росте. Считая дозу 500 мг/кг массы тела подпороговой и коэффициент запаса 100, эксперты ФАО/ВОЗ приняли допустимую суточную дозу для нитратов 5 мг/кг массы тела в расчете на нитрат-ион.

Отечественными учеными также проведены углубленные исследования длительного поступления нитратов в организм экспериментальных животных. По результатам этих исследований, пороговая доза нитратов в хроническом эксперименте при поступлении с пищей близка к 10 мг/кг массы тела. При этой дозе наблюдалось небольшое повышение уровня метгемоглобина в крови и фазовые изменения в активности некоторых ферментов. В аналогичных опытах, но при поступлении нитратов с питьевой водой их пороговая доза была ниже — от 2,8 до 5 мг/кг массы тела по данным разных авторов. В хронических экспериментах отмечались сдвиги условно-рефлекторной деятельности, изменения электроэнцефало- и электрокардиограмм, а также ультраструктуры гепатоцитов. Исследованиями была доказана возможность хронической нитратно-нитритной интоксикации, выявлены органы-мишени, а также обнаружена большая биологическая активность нитратов воды в сравнении с нитратами пищи.

Была изучена также возможность отдаленных эффектов при длительном воздействии нитратов на организм. Исследования эмбриотоксического действия нитратов показали, что в дозе 140 мг/кг массы тела крысы наиболее чувствительны к аммиачной селитре с 6 по
15 день беременности, а к натриевой селитре в дозе 85 мг/кг массы тела — в течение всего срока беременности. Оба изученных препарата нитратов вызывают аномалии развития плодов: гематомы, нарушение развития костной системы. Было выявлено эмбриотоксическое действие нитратов и нитритов не только на крысах, но и на других модельных животных при затравке их в течение всего срока беременности. Был сделан вывод, что эмбрионы более чувствительны к этим токсикантам, чем вынашивающие их самки. С помощью радиобиохимических исследований установлено, что мишенью действия больших доз нитратов являются ядра гепатоцитов (печеночных клеток) и нуклеиновый обмен.

В литературе, начиная с 1945 года, начали появляться сообщения о детской нитратно-нитритной метгемоглобинемии, связанной с употреблением воды, содержащей большие количества нитратов. Клиническая картина характеризовалась симптомами гипоксии разной степени тяжести: одышкой, тахикардией, цианозом, в тяжелых случаях — потерей сознания, судорогами, смертью. Метгемоглобинемия сопровождается парезом гладкой мускулатуры и снижением артериального давления. У большинства заболевших детей отмечалась диспепсия, которая и спровоцировала восстановление нитратов в нитриты за счет измененной микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Случаи чисто алиментарных острых интоксикаций нитратами описываются в литературе значительно реже. Они были обусловлены, главным образом, употреблением растительных продуктов, загрязненных нитратами в результате неправильного применения минеральных азотсодержащих удобрений, или употреблением колбасных изделий, содержащих нитраты и нитриты в качестве пищевых добавок в значительных количествах.

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?