2.7. Эколого-гигиенические проблемы питания населения
Питание является одним из наиболее активных и важных факторов внешней среды, которое оказывает разнообразное влияние на организм человека, обеспечивает его рост, развитие, сохранение трудоспособности и оптимальной продолжительности жизни.
Питание является одним из основных факторов, определяющих здоровье человека.
Все это обеспечивается ежедневным приемом пищи с определенным набором продуктов питания.
В соответствии с особенностями биологического действия пищи на организм выделяют 4 вида питания людей в современных условиях: превентивное, лечебно-профилактическое, лечебное и рациональное:
1. Превентивное питание – это профилактическое питание здоровых людей, относящихся к группам риска, основанное на неспецифическом действии питания, препятствующее развитию и прогрессированию неинфекционных (неспецифических) заболеваний – атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни, сахарного диабета, заболеваний органов пищеварения и т. д.
2. Лечебно-профилактическое – это питание здоровых людей, работающих в неблагоприятных производственных условиях, основанное на защитном действии пищи, способном повысить устойчивость организма к факторам химической, физической и биологической природы. В этом питании используются специальные рационы, витаминные препараты, а также молоко, кисломолочные продукты и пектин.
3. Лечебное питание, или диетическое, – это питание больного человека, основанное на фармакологическом действии пищи, способном восстанавливать нарушенный болезнью гомеостаз.
Принципы лечебного питания:
– воздействие на весь организм, а не только на больной орган. В лечебном питании возможно снижение поступления отдельных нутриентов, например уменьшение потребления белка при некоторых заболеваниях почек. Однако эти ограничения должны иметь предел в виде минимальной физиологической потребности в незаменимых аминокислотах;
– изменение характера питания в зависимости от этапа болезни. Некоторые лечебные столы отличаются низкой калорийностью и низким содержанием важнейших нутриентов, поэтому нельзя длительное время вести пациента на таких диетах;
– щадящее (химическое, механическое или термическое), разгрузочное или тренирующее воздействие на больной организм. Этот принцип основан на патогенезе конкретного заболевания.
4. Рациональное питание – это питание здорового человека, основанное на специфической способности пищи предупреждать возникновение алиментарных заболеваний. Оно является физиологически полноценным питанием с учетом пола, возраста, характера трудовой деятельности, особенностей климатического района проживания и должно обеспечивать гомеостаз.
Итак, человек получает готовую энергию и органические вещества в результате потребления смешанной (животной и растительной) пищи в виде определенного набора натуральных пищевых продуктов, хотя в последние годы появились и синтетические, искусственные.
Продукты питания – это сложный комплекс разнообразных химических веществ, в числе которых находятся питательные, антипитательные и чужеродные вещества (ксенобиотики).
Питательными являются – пищевые (белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные соли, вода) и вкусовые (органические кислоты, кетоны, эфиры, красители, дубильные вещества и т. д.) вещества. Те вещества, ради которых и употребляются продукты питания. Пищевые вещества обеспечивают биологические потребности организма в веществах и энергии, а вкусовые обеспечивают определенные органолептические свойства продукта питания.
К антипитательным веществам относятся: аминокислоты, антиминеральные вещества, антивитамины и т. д. Являясь естественным компонентом пищи, они снижают ее биологическую значимость за счет нарушения усвоения соответствующих пищевых веществ (например, антивитамин аскорбиназа разрушает аскорбиновую кислоту).
К чужеродным химическим веществам (ЧХВ) относятся остаточные количества пестицидов, радиоактивные вещества, соли тяжелых металлов, микотоксины, алкалоиды, нитрозамины, гормоны (эстрогены, добавляемые в корм животных для их роста), бетаблокаторы, применяемые для снятия стрессов у животных, антибиотики – для лечения и профилактики инфекционных болезней животных и многие другие. Они оказывают на организм неблагоприятное воздействие.
Питательные и антипитательные вещества являются естественными компонентами пищевого продукта, ЧХВ – его загрязнителями, представляющими серьезную экологическую проблему современности. Они поступают в продукты питания вследствие нарушений агротехники выращивания сельскохозяйственных растений, использования несоответствующей тары и упаковочных материалов, новых технологий выращивания убойного скота, пищевых добавок, не прошедших апробацию или применяемых в повышенных дозах, новых технологий получения продуктов или отдельных пищевых веществ с помощью химического или микробиологического синтеза, генной инженерии и т. д.
Наибольшее количество ЧХВ поступает в пищевые продукты из загрязненной окружающей среды: воздуха, воды и почвы. Из всех ксенобиотиков поступающих в организм человека, 70 % попадает с пищей, 20 % – с воздухом и 10 % – с водой.
Это связано с тем, что продукты питания загрязняются ЧХВ одновременно из атмосферного воздуха, воды и особенно из почвы.
Спектр возможного патогенного воздействия ЧХВ, поступающих в организм с пищей, очень широк. Они могут:
– неблагоприятно влиять на пищеварение и усвоение пищевых веществ;
– понижать защитно-иммунные силы организма;
– сенсибилизировать организм;
– оказывать общетоксическое действие;
– вызывать гонадотоксический, эмбриотоксический, тератогенный и канцерогенный эффекты;
– ускорять процессы старения;
– нарушать функцию воспроизводства.
Поэтому качество и безопасность продуктов питания в России обеспечивается в соответствии с Федеральным законом «О качестве и безопасности пищевых продуктов» (2000). Этот Закон включает 30 статей, в которых содержится весь комплекс правовых норм, устанавливающих требования к пищевым продуктам, используемому для их изготовления сырью, контактирующими с ними материалами и изделиями, а также организации и проведению мероприятий, направленных на обеспечение надежного качества пищевых продуктов и безопасности на всех этапах их производства, закупки, поставки, хранения, транспортировки и реализации населению.
Основные положения Закона базируются на следующих принципах:
– обязательное соблюдение требований к качеству и безопасности пищевых продуктов на всех этапах их производства, хранения, транспортировки, реализации и использования;
– ответственность изготовителей (поставщиков, продавцов) за качество и безопасность пищевых продуктов на всех этапах их производства и оборота, а также за гарантии качества и безопасности, подтверждаемые системой производственного (технологического) контроля;
– ответственность государства за регулирование процессов обеспечения качества и безопасности пищевых продуктов посредством государственного нормирования, лицензирования деятельности, связанной с производством и оборотом пищевых продуктов, оценки и подтверждения соответствия и государственной регистрации пищевых продуктов, государственного надзора и контроля, а также мониторинг качества и безопасности пищевых продуктов и здоровья населения;
– информирование населения о качестве и безопасности пищевых продуктов, об эффективности мер государственного регулирования в этой сфере;
– исключение (путем запрещения) из свободного обращения некачественных и опасных пищевых продуктов, а также продовольственного сырья, материалов и изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, не соответствующих установленным требованиям; их обязательная утилизация и уничтожение.
Необходимость оценки качества пищевых продуктов и содержания в них загрязняющих веществ обуславливается тем, что повышенное содержание в продуктах питания загрязняющих веществ может оказывать прямое негативное влияние на здоровье населения. Особенно это относится к небольшим промышленным городам, в которых население вынуждено использовать загрязненные почвы для производства продуктов питания.
Нерациональное питание, отличающееся несбалансированностью пищевых веществ в рационе, дефицитом содержания макро– и микроэлементов, усугубляет негативное влияние других факторов окружающей среды и должно учитываться как мешающий фактор. Так, например, в таких экологически неблагополучных городах, как Кемерово, Норильск, Екатеринбург, Оренбург, население обеспечено каротином и витамином А только на 30–85 % (Спиричев В. Б. [и др.], 1995). Низкая обеспеченность каротиноидами является неблагополучным фактором, существенно повышающим риск развития онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний. В большинстве регионов России отмечается недостаточное обеспечение кальцием, фосфором, йодом и другими нутриентами.
Многие ученые справедливо полагают, что более 90 % болезней человека прямо или косвенно обусловлены характером его питания.
С нарушением питания прямо связаны следующие заболевания:
– сердечно-сосудистые (атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь);
– желудочно-кишечного тракта (язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, печени, кишечника, в том числе и онкологические);
– мочеполовой системы (мочекаменная болезнь);
– обмена веществ (сахарный диабет, гипер-, гипо-, авитаминозы, ожирение);
– зубов и полости рта (кариес зубов и т. д.).
Нарушения питания косвенно ведут к ослаблению иммунной системы организма, а это значит:
– люди чаще болеют простудными и онкологическими заболеваниями;
– наступает преждевременное старение организма;
– снижается продолжительность жизни.
По данным Института питания РАМН, важнейшими последствиями нарушения пищевого статуса населения России являются:
– снижение у 14 % детей до двухлетнего возраста антропометрических показателей;
– наличие у 55 % взрослых старше 30 лет избыточной массы и ожирения;
– прогрессирующее увеличение численности населения со сниженной массой тела, даже у юношей призывного возраста (18–19 лет);
– недостаток витамина С у 70—100 % населения;
– недостаток витаминов группы В (В1, В2, В6 и фолата) у 40–80 % населения;
– недостаток бета-каротина у 40–60 % населения;
– недостаток селена у 85—100 % населения;
– недостаток йода, цинка и других микроэлементов.
Таким образом, питание представляет собой серьезную социально-гигиеническую проблему, заключающуюся в предупреждении возникновения многочисленных алиментарных заболеваний, для изучения которых удобно пользоваться следующей классификацией (табл. 14).
Большинство металлов, включая тяжелые, являются эссенциальными факторами для организма человека. Однако в определенных концентрациях ряд из них представляет опасность для здоровья человека. Известно, что из 12 наиболее распространенных и потенциально опасных для человека тяжелых металлов (ртуть, свинец, кадмий, сурьма, олово, медь, ванадий, хром, молибден, марганец, кобальт и никель) первые четыре могут быть безоговорочно отнесены к токсичным элементам (ксенобиотикам).
Большая часть многих токсических веществ поступает в организм человека с пищевыми продуктами. Так, например, до 40–70 % всего суточного поступления свинца попадает именно этим путем. В отечественных видах пищевых продуктов наиболее высокие уровни содержания свинца определяются в консервах в жестяной таре, рыбе свежей и мороженой, пшеничных отрубях, желатине, моллюсках и ракообразных. Наиболее высокое содержание свинца в корнеплодах, выращенных на землях вблизи промышленных районов, вдоль дорог. В организме человека ионы свинца взаимодействуют с сульфгидрильными группами белков, в первую очередь ферментов, образуя устойчивые соединения и блокируя различные ферментные системы. Свинец способен к кумуляции (в костной ткани).
Таблица 14
Классификация болезней неправильного питания (Лакшин А. М., Катаева В. А., 2004)
В продуктах питания кроме свинца возможно накопление таких канцерогенных веществ, как кадмий, бенз(а)пирен, нитросоединения, ртуть, полихлорированные бифенилы, мышьяк. Кадмий может присутствовать в морепродуктах, зернах, овощах и мясе. Ионы этого металла на порядок более токсичны, чем свинец.
Высокие уровни бенз(а)пирена на поверхности мяса и рыбы могут быть следствием обжаривания или обжигания. Эти методы приготовления пищи могут привести к образования высокомутагенных и канцерогенных продуктов пиролиза аминокислот.
Особенностью нитросоединений является возможность их образования из предшественников в объектах окружающей среды (вода, атмосфера, почва), в продуктах питания, а также в организме животных и человека. Интенсивное применение в сельском хозяйстве азотных удобрений и пестицидов, содержащих до 1 г/кг различных нитро-соединений, привело к значительному накоплению предшественников нитрозаминов (нитратов, нитритов) в почве, воде и растениях.
Нитрозамины содержатся в рыбных и мясных продуктах, молоке, а также в табачном дыме. Они могут образовываться и выделяться в воздух при копчении и консервировании продуктов питания, содержащих нитраты и нитриты; при жарке, сушке и солении. N-нитрозамины обнаружены в пшенице, кукурузе, свекле, картофеле, пастбищных и дикорастущих травах. Доказан эндогенный синтез нитрозаминов у животных и человека, в частности в кислой среде желудочного сока из нитратов и вторичных аминов или амидов. В эксперименте на животных установлена возможность трансплацентарного действия этих соединений и установлено их токсическое воздействие на плод (Невзорова А., 1993).
МАИР, учитывая отсутствие эпидемических данных, ни одно нитросоединение, даже и проявившее чрезвычайно высокую канцерогенную активность в опытах на животных, не включено в 1-ю группу веществ, канцерогенных для человека. В группу 2А (вещества, вероятно, канцерогенные для человека) включены различные нитросоединения.
Ртуть опасна из-за ее высокой токсичности и способности к кумуляции в организме. В природе существуют 2 типа круговорота ртути: глобальный и локальный. Глобальный связан с обменом элементарной ртути между атмосферой и Мировым океаном. Локальный же обусловлен процессами метилирования неорганической ртути, поступающей из антропогенных источников. Этот процесс в донных отложениях водоемов является ключевым звеном движения ртути по пищевым цепям водных экосистем, конечным этапом которого является организм человека. К наиболее опасным морепродуктам относятся хищные рыбы (тунец и др.), в тканях которых может накапливаться до 1,0 мг/кг ртути. Важнейшим источником ртути в пищевых цепях наземных экосистем являются пестициды (типа гранозана).
Влияние средств химизации сельского хозяйства на состояние среды обитания человека чрезвычайно велико. Государственная политика в области контроля за производством и использованием пестицидов осуществляется на основе Федерального Закона «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами». Сведения о нормативах содержатся в документе «Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды» (ГН 1.1.546—96). Федеральным центром Госсанэпиднадзора Минздрава России организован социально-гигиенический мониторинг загрязнения окружающей среды пестицидами, в том числе действует компьютерная программа «Пестотест». Этот мониторинг включает в себя:
– определение пестицидов во всех компонентах окружающей среды;
– определение остаточных количеств пестицидов в продуктах питания;
– расчет пестицидных нагрузок;
– определение продуктов, препаратов, а также территорий повышенного риска;
– создание региональных регистров;
– проведение комплексных региональных исследований по влиянию пестицидов на здоровье населения и другие мероприятия.
По данным Государственной санитарно-эпидемиологической службы, из продуктов питания наиболее загрязнены пестицидами мясо и мясопродукты, мед и продукция пчеловодства. Количество образцов продуктов питания, содержащих пестициды, составляет более 6 %, что свидетельствует о достаточно широкой их распространенности в продуктах питания.
Микотоксины относятся к наиболее распространенным ксенобиотикам наряду с токсичными металлами, нитрозаминами, ароматическими углеводородами, пестицидами и т. д.
Микотоксины – это вторичные метаболиты микроскопических (плесневых) грибов, обладающих высокой токсичностью. Многие из них способны оказывать мутагенное, тератогенное и канцерогенное действие. В настоящее время обнаружено более 10 000 штаммов, принадлежащих к 350 видам микроскопических грибов, которые продуцируют около 300 токсинов, вызывающих алиментарные микотоксикозы человека и животных. Наиболее токсичными микотоксинами являются афлатоксины (В1, В2, М1, G1, G2), дезоксиниваленол, зеараленон, патулин, охратоксин А, эрготоксин, эрготамин, эргометрин и др. Наиболее распространенными микотоксинами являются фузариотоксины. В России в ареалах этого микотоксина его частота выявления в пшенице достигает 60—100 %.
Среди микотоксинов канцерогенным действием обладают афлатоксины, которые продуцируются некоторыми штаммами грибов. Эти грибы встречаются повсеместно, и поэтому масштабы загрязнения ими пищевых продуктов и кормов для животных весьма значительны. Распространенность и уровень афлатоксиновой контаминации зависят от температуры, влажности, условий выращивания, уборки и хранения сельскохозяйственных продуктов. Хотя афлатоксины выявляются в различных продуктах, но преимущественно и в более высоких концентрациях афлатоксины находятся в арахисе и плодах других масличных культур, кукурузе и семенах хлопчатника, древесных орехах. Кроме того, афлатоксинами заражаются корма для животных. В тканях животных, яйцах, рыбе, домашней птице, молоке, молочных продуктах найдены остаточные количества афлатоксинов. При интегральной оценке канцерогенной опасности эксперты МАИР пришли к заключению, что природная смесь афлатоксинов безусловно канцерогенна для человека (Худолей В., 1999).
Питание людей отличается разнообразием пищевых рационов и их химического состава, что не позволяет нормировать допустимое содержание химических веществ в каждом пищевом продукте.
Поэтому особенностью нормирования вредных веществ в пищевых продуктах является то, что ПДК устанавливается с учетом допустимой суточной дозы (ДСД) или допустимого суточного поступления (ДСП). Необходимость в таком подходе обусловлена тем, что набор пищевых продуктов с суточном рационе человека весьма разнообразен и установление ПДК для каждого их них, а потом изучение суммарного эффекта их действия значительно удлиняет сроки установления нормативов и ведет к неоправданным материальных затратам. Величину ПДК определяют расчетным путем, исходя из значения ДСП и количества продукта в суточном рационе.
Под допустимой суточной дозой (ДСД) понимают максимальное количество вещества в миллиграммах на килограмм массы тела, ежедневное пероральное поступление которого на протяжении всей жизни человека не оказывает неблагоприятного влияния на его жизнедеятельность, здоровье, а также здоровье будущих поколений.
Для определения допустимого суточного поступления (ДСП) необходимо величину допустимой суточной дозы (ДСД) умножить на массу тела человека, чтобы получить количество вещества (мг), которое может поступить в организм человека в течение суток в составе пищевого рациона.
При нормировании вредных веществ в пищевых продуктах используются специфические показатели вредности:
– органолептический, обеспечивающий сохранение органолептических свойств продукта;
– общегигиенический, ограждающий пищевой продукт от снижения биологической ценности, способствующий его сохранности и улучшению технологических свойств в процессе обработки;
– технологический, определяющий присутствие веществ в обрабатываемом пищевом продукте в соответствии с технологическим регламентом его получения;
– токсикологический.
Нормирование вредных веществ в пищевых продуктах включает семь этапов исследования:
1. Первый этап (подготовительный) заключается в предварительной токсико-гигиенической оценки регламентируемого вредного вещества. Для этого знакомятся с характеристикой вещества на основании сведений, представляемых учреждением, его синтезировавшим, и данных литературы, выясняют название вещества, его назначение, технологию получения, химическую структуру или состав, устанавливают наличие примесей, физико-химические свойства.
2. Вторым этапом является определение стойкости вещества в процессе кулинарной обработки. Для предварительного прогноза используют данные о стойкости изучаемого вещества в окружающей среде. Если вещество имеет период полураспада более 2 лет, то оно относится к группе очень стойких; 0,5–2 года – стойких; 1–6 месяцев – умеренно стойких; до 1 месяца – малостойких. Этот этап исследования весьма важен, так как позволит прогнозировать поведение вещества в различных пищевых продуктах при хранении в домашнем холодильнике, комнатных условиях, при термической и технологической обработке.
3. На третьем этапе исследований изучают влияние остаточных количеств вредного вещества на органолептические свойства пищевого продукта. Результатом этих исследований должно явиться установление концентраций вредного вещества, не ухудшающих органолептических свойств продукта. Утвердить безопасность использования и, если потребуется, внести поправку в гигиенические нормативы.
4. Четвертым этапом является изучение влияния химических веществ на биологическую ценность продуктов питания. Под биологической ценностью продукта следует понимать содержание в продуктах пластических и катаболических веществ, обеспечивающих в организме физиологическую адекватность обмена веществ. Та концентрация пищевой добавки, которая оказывает необходимый технологический эффект, но не вызывает неблагоприятного действия на организм теплокровного животного в санитарно-токсикологическом эксперименте, является технологическим показателем вредности.
5. На пятом этапе проводится острый, подострый и хронический санитарно-токсикологический эксперименты. Задачей подобных исследований является установление острых и хронических показателей токсичности.
6. На шестом этапе нормирования предполагаемую ДСД исследуют в плане отдаленных последствий. Определив ДСД, рассчитывают допустимое суточное поступление (ДСП) для взрослого человека (масса тела 60 кг) и ребенка (масса тела 30 кг). Затем переходят к расчету ПДК (мг/кг) в пищевых продуктах по формуле:
ПДК = ДСП/Р,
где Р – количество продуктов в суточном рационе, в которых может содержаться регламентируемое химическое вещество, кг.
7. После того как ПДК утверждено Министерством здравоохранения РФ и химическое вещество широко применяется среди населения, наступает 7-й этап – натурные наблюдения за ним, чтобы подтвердить безопасность использования и, если потребуется, внести поправку в гигиенические нормативы.
