Основы токсикологии, фармакологии и гигиены. Методы токсиколого-гигиенических исследоваий

Токсиколого-гигиенические аспекты

Лекция 4

Во все времена пища человека содержала вещества, которые в определённых условиях и при достаточной концентрации представляли опасность для жизни или здоровья. Это могли быть естественные составляющие продуктов питания, например ядовитые вещества из рапса и других кормовых культур, вызываю­щие увеличение щитовидной железы, или цианогенные гликозиды из маниоки. Кроме того, опасные и вредные вещества могут образовываться как реакция рас­тений на внешние патогенные факторы (так называемые фитоалексины; напри­мер, соланин или хаконин в картофеле) или в результате микробиологического поражения продуктов питания (микотоксины и др.). Из-за высокой ядовитости большинства микотоксинов этот вид заражения представляет собой серьёзную проблему. Поскольку целенаправленное и квалифицированное примене­ние консервирующих веществ может препятствовать образованию микотокси­нов, консерванты вносят существенный вклад в безопасность нашего питания.

Ранее вспомогательные вещества и пищевые добавки (в том числе консер­ванты) применяли в продуктах питания без особой проверки. Достаточным до­казательством их безвредности считалось отсутствие непосредственных негатив­ных последствий для здоровья при употреблении пищевых продуктов с этими добавками. Таким способом человечество «тестировало» вещества, добавляемые в пищу (как, впрочем, и самоё пищу).

Со времён бесконтрольного использования «химикалий» в консервирова­нии пищевых продуктов берёт своё начало заметная ещё и сегодня (хотя уже уменьшающаяся) неприязнь многих людей к пищевым консервантам вообще. В XX веке (особенно с 50-х годов), в связи с развитием такой науки, как токсико­логия, положение принципиально изменилось. Вспомогательные вещества и пи­щевые добавки разрешаются к использованию в продуктах питания только в том случае, если их токсикологические испытания (проведённые в соответствии с современными научными требованиями) не дают оснований предполагать нали­чие какого-либо вреда от них. Законодательство о пищевых добавках исходит из принципа «запрета с разрешающей оговоркой». Изначально все пищевые добав­ки запрещены; применяться могут только те из них, для которых чётко оговари­ваются предельное количество и область применения. Сегодня токсичность вспо­могательных веществ и пищевых добавок изучена лучше, чем токсичность мно­гих продуктов питания и их компонентов. Это связано с тем, что к природным ядовитым составляющим пищевых продуктов общественность всегда проявляла несравнимо меньший интерес, чем к пищевым добавкам.

При токсикологической оценке вспомогательных веществ и пищевых доба­вок исходят из того, что между дозировкой и продолжительностью действия, с одной стороны, и наблюдаемыми последствиями, с другой, имеется причинно-следственная связь, которая может быть выражена математически (зависимость доза-действие), и что существует некоторая доза, ниже которой вещество не ока­зывает влияния на организм (допустимая доза, пороговое значение). Эта доза должна быть определена. Причём следует констатировать не факт проявления действия, а факт его отсутствия. Понятие «допустимая доза» не относится к канцерогенным и генотоксичным веществам, так как для такого ро­да веществ пороговое значение не может быть определено по причине их особенно широкого биологического действия.

Еще Парацельс в 1538 году в третьем из семи своих основополагающих определений следующим образом сформулировал тот принцип, что нужно принимать малые дозы веществ, чтобы они не оказывали острого ядовитого действия: «Всё содержит яд, / и всё есть яд, / и ничего нет без яда, / только доза делает / вещь чистым ядом. / Например, любая еда / и любое питьё, / принимаемые не в своей дозе, / становятся ядом, / что приводит к выводу: / это я сам позволяю / яду быть ядом».

Парацельс хотел этим сказать не только то, что любое вещество становится ядом начиная с определённой дозы, но и что существуют дозы, ниже которых отсутствует токсическое действие яда.

Требуемый объём исследований и методы их проведения определяются имею­щейся или предполагаемой потребностью в проверяемом веществе. В экспери­ментах с животными сегодня существует целый ряд экспресс-методов in vitro, в которых могут быть исследованы такие параметры, как генная токсичность и му­тагенность. «Раздражающее действие» и «проникновение через кожу» также изучаются в тестах in vitro (например, «хорионаллантоидный» тест). Подобным образом изучается и острая генная токсичность (например, Neutral Red uptake inhibition test). Однако все известные тесты in vitro, даже в совокупно­сти, не могут полностью заменить испытания на животных. Тестирование in vitro позволяет лишь уменьшить число таких испытаний. Кроме того, в каждом отдельном случае необходимо решать вопрос правомерности переноса результа­тов, полученных in vitro, сначала на животных, а потом и на человека.

Основные сведения для токсикологической оценки получают в эксперимен­тах in vivo. Предпочтительно использование мелких животных с коротким вре­менем жизни - мышей, крыс и других грызунов, собак, обезьян; в отдельных случаях используют иные виды животных. Всех их специально разводят и содер­жат в определённых условиях. Для решения некоторых фармакологических за­дач подопытных животных разводят методами генной инженерии, которые дают отличные модели для экспериментов.

На следующем этапе биохимическое поведение вещества и его обмен у че­ловека исследуются под врачебным контролем на добровольцах (как и при изу­чении лекарств). Вследствие этого риск перенесения на человека результатов, которые получены в экспериментах с животными, сильно уменьшается.

В настоящее время для оценки безопасности вспомогательных веществ и пи­щевых добавок в качестве главных рассматриваются следующие критерии:

— острая токсичность;

— метаболизм и токсикокинетика;

— генотоксичность/мутагенность;

— репродуктивная токсичность, включая тератогенность и влияние на способность к воспроизведению потомства;

- субхроническая токсичность;

- хроническая токсичность;

- канцерогенность.

Последовательность оценки токсикологической безопасности вспомогатель­ных веществ и пищевых добавок представлена схемой на рис. 1. Отдельные ис­следования часто проводят одновременно; например, опыты по хронической ток­сичности сочетают с проверкой на канцерогенность. В исследованиях по обмену веществ определяют, происходит ли накопление проверяемого вещества в орга­низме. Проверяют также, происходят ли биопревращения испытуемого вещест­ва (всасывание, распространение, метаболизм и удаление).

Рис. 1. Принципиальная схема оценки токсикологической безопасности вспомогательных веществ и пищевых добавок:

--отсутсгнис риска;

+-есть отрицательные результаты, которые могут иметь значение при использовании проверяемого вещества в продуктах питания

Применение современных методов токсиколого-гигиенических исследова­ний в институтах, специализирующихся в соответствующей области, даёт уве­ренность, что используются подходящие виды животных при надлежащем их со­держании и кормлении, а также правильно выбираются способ введения прове­ряемых веществ и их дозы. Соответствующие рекомендации имеются, например, в документах Организации экономического сотрудничества и развития - ОЭСР (Organization for Economic Co-operation and Development - OECD). Решающим является правильная интерпретация результатов.

Перед началом токсикологических исследований вещества требуется устано­вить его идентичность, т.е. проверяемое вещество должно быть химически и физи­чески идентично тому, которое в дальнейшем будет использоваться на практике. Поэтому сначала устанавливают точные характеристики проверяемого вещества. Наряду с обычными химическими показателями они должны включать содержа­ние основного вещества и допустимое содержание примесей. Для синтетического соединения или однокомпонентного природного вещества установление характе­ристик, как правило, проще, чем для многокомпонентных природных веществ. Для первых известен путь синтеза, есть указания на возможность наличия побоч­ных продуктов, которые обычно удаляют из испытуемого вещества с помощью очи­стки (перекристаллизации, перегонки и пр.). Поскольку сами вспомогательные вещества и добавки применяются в пищевых продуктах в малых количествах, то примеси к ним (содержание которых составляет миллиграммы или даже микро­граммы на 1 кг) попадают в пищевой продукт ещё более разбавленными.

Желательно, чтобы пищевые добавки не проявляли фармакологического дей­ствия. Это требование предъявляется и к консервантам. Это очень важно для этих веществ, так как, обладая антимикробной активностью, консер­ванты, в принципе, могут применяться против возбудителей болезней (напри­мер, дерматомикозов). Реально фармакологическая эффективность веществ, ис­пользуемых в качестве пищевых консервантов, мала и её можно не учитывать. Вещества, находящие практическое применение в медицине (например, некото­рые антибиотики), не используются в качестве пищевых добавок из-за опасно­сти привыкания к ним.

Дата добавления: 2014-01-15