Радиация относится к каким мутагенам
Невозможно точно определить частоту возникновения конкретной мутации под влиянием известной дозы облучения. Локусы генов значительно различаются по способности подвергаться мутациям, а случайный характер повреждения хромосом под влиянием излучения делает прогнозирование невозможным.
Стадия митоза, тип клеток, пол, биологический вид и мощность дозы — все эти факторы влияют на уровень возникновения мутаций, что было показано в опытах на низших животных и бактериях. Эти данные трудно экстраполировать на человека, поэтому прогноз частоты мутаций нельзя осуществлять на основании результатов, полученных в эксперименте.
Прямые доказательства мутаций человека, вызванных облучением, отсутствуют, но есть множество отдельных примеров, которые неоспоримо свидетельствуют о возникновении злокачественных новообразований у людей, подвергшихся радиационному воздействию.
Повышенная заболеваемость раком кожи у лиц, подвергшихся рентгеновскому облучению в те времена, когда стандарты безопасности работы с радиоактивными источниками еще не были разработаны; рак легких у шахтеров, добывающих урановую руду; опухоли костей у рисовальщиц циферблатов часов солями радия; опухоли печени у лиц, обследованных с применением радиоактивного рентгеноконтрастного препарата под названием торотраст, — неполный перечень этих примеров.
Самые большие группы людей, доступные для изучения последствий радиации, — выжившие после взрывов в Хиросиме и Нагасаки и их потомки. Хотя у последующих поколений не зарегистрированоувеличение пренатальной и неонатальной смертности и пороков развития, это еще не означает, что наследуемые повреждения отсутствуют. Число подвергшихся облучению будущих родителей было небольшим, а дозы настолько малыми, что было бы удивительным, если бы мутации проявились за такой короткий срок. Еще не прошло время, необходимое для обнаружения рецессивных повреждений (обычно это несколько поколений).
Радиация не вызывает новых и особых мутаций, а увеличивает количество спонтанных. Основываясь на экспериментах, проводимых на мышах, установлена доза, необходимая для удвоения частоты спонтанных мутаций у человека: она составляет примерно 1 Гр при низких дозах облучения. Около 1—6 % спонтанных мутаций у людей могут быть приписаны действию фоновой радиации.
Благодаря применению усилителей изображения, улучшению качества рентгеновской пленки и хорошей защите от рассеянного излучения появилась возможность получать рентгеновские изображения удовлетворительного качества при низкой лучевой нагрузке. Средние дозы облучения гонад при некоторых наиболее часто используемых диагностических методах приведены в таблице справа.
Большинство мутаций наносит вред; пороговая доза, приводящая к изменению генетического материала, неизвестна. По некоторым оценкам, необратимое бесплодие у женщин вызывает одномоментное облучение в дозе 2,5—6 Гр и 0,2 Гр/год при длительной экспозиции. Пороговая доза стерилизации различается в зависимости от возраста пациента: чем он моложе, тем более устойчив к вредным воздействиям.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Мутагены, их классификация и характеристика. Генетическая опасность загрязнения природной среды мутагенами.
Мутагены — химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации. Впервые искусственные мутации получены в 1925 году Г. А. Надсеном иГ. С. Филипповым у дрожжей действием радиоактивного излучения радия; в 1927 году Г. Мёллер получил мутации у дрозофилы действием рентгеновских лучей. Способность химических веществ вызывать мутации (действиемиода на дрозофилы) открыта И. А. Рапопортом. У особей мух, развившихся из этих личинок, частота мутацийоказалась в несколько раз выше, чем у контрольных насекомых.
По происхождению (:) на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.
По природе возникновения (:) на физические, химические и биологические:
Физические мутагены: 1ионизирующее излучение; 2радиоактивный распад; 3ультрафиолетовое излучение; 4чрезмерно высокая или низкая температура.
этиленимин, этилметансульфонат, диметилсульфат, 1,4-бисдиазоацетилбутан (известный как ДАБ);
некоторые пестициды; некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты); продукты переработки нефти; органические растворители;
лекарственные препараты (например, цитостатики, препараты ртути, иммунодепрессанты).
Биологические мутагены:специфические последовательности ДНК — транспозоны; некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа);продукты обмена веществ (продукты окисления липидов);
антигены некоторых микроорганизмов.
Физическими мутагенами называются любые физические воздействия на живые организмы, которые оказывают либо прямое влияние на ДНК или вирусную РНК, либо опосредованное влияние через системы репликации, репарации, рекомбинации
— это разные виды излучений: ионизирующее излучение, радиоактивный распад, ультрафиолетовое излучение.
Первичный их эффект в образовании одиночных или двойных разрывов в молекуле ДНК. УФ сильно поглощается тканями и вызывает мутации лишь в поверхностно расположенных клетках многоклеточных животных, однако на одноклеточных он действует эффективно. Ионизирующее излучение – это поток заряженных или нейтральных частиц и квантов электромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит к ионизации и возбуждению атомов или молекул среды.
изотопы, которых радиоактивны. К таким элементам относятся все естественные элементы с атомным номером выше 83 (Bi). Вредное воздействие радиоактивных элементов определяется ионизирующим излучением, характер которого зависит от типа радиоактивного распада данного изотопа.
Существуют естественные радионуклиды, образующиеся под действием постоянно попадающего на Землю космического излучения и техногенные.
К загрязнению атмосферы радионуклидами приводят ядерные реакторы, работа тепловых электростанций, сжигающих каменный уголь. Он всегда содержит небольшие примеси урана, тория и продукты их распада. При сжигании топлива эти радионуклиды частично переходят в аэрозоли и попадают в атмосферу.
К загрязнению почвы радионуклидами может приводить использование фосфорных минеральных удобрений. Примеси урана и тория всегда есть в исходном сырье, которое используют при производстве этих удобрений. При переработке сырья радионуклиды частично переходят в удобрения, а из них и в почвы и передаются дальше по трофическим цепям.
Другими физическими мутагенами являются частицы разной природы, имеющие высокую энергию: это альфа- и бета-излучения радиоактивных веществ и нейтронное излучение. В случае прямого влияния на ДНК основную роль играют два параметра: величина энергии воздействующей частицы и способность биологического материала поглощать эту энергию.
Повреждения ДНК могут быть двух типов: двунитевые и однонитевые разрывы.
Мутации может вызывать также высокая или низкая температура. В 1928 г. Меллер показал, что повышение температуры на 10 градусов по С повышает частоту мутаций у дрозофил в 2-3 раза. Очень низкие или очень высокие температуры нарушают деление клетки (возникают геномные мутации). Экстремальные температуры усиливают действие других мутагенов, поскольку снижают ферментативную активность репарационных систем.
Физические факторы вызывают те же мутации, которые возникают и при спонтанном мутагенезе.
К химическим мутагенам относятся многие химические соединения самого разнообразного строения. Наибольшую мутагенную активность проявляют различные алкилирующие соединения, а также нитрозосоединения, некоторые антибиотики, обладающие противоопухолевой активностью.
Мишенью действия мутагенов в клетке являются ДНК и некоторые белки. Ряд мутагенов вызывают мутации, не связываясь ковалентно с ДНК. В этом случае матричный синтез на ДНК протекает с ошибками. В синтезируемой нити ДНК оказывается на один нуклеотид больше или меньше обычного и возникают мутации.
Установлено, что мутагенной активностью обладает несколько тысяч химических соединений. Однако в отличие от ионизирующего и ультрафиолетового излучений для химических мутагенов характерна специфичность действия, зависящая от природы объекта и стадии развития клетки. При взаимодействии химических мутагенов с компонентами наследственных структур (ДНК и белками) возникают первичные повреждения последних. В дальнейшем эти первичные повреждения ведут к возникновению мутаций.
К биологическим мутагенам относят ДНК- и РНК-содержащие вирусы, некоторые полипептиды и белки, например О-стрептолизин и ряд ферментов рестриктаз, а также препараты некоторых ДНК и определенные плазмиды.
Механизмы образования мутаций при действии различных биологических факторов не вполне ясны, однако агенты, содержащие нуклеиновые кислоты, могут вызывать нарушение процессов рекомбинации, что приводит к возникновению мутаций. Действие рестриктаз сводится к «разрезанию» цепей ДНК в месте (локусе) определенной последовательности нуклеотидов, специфичном для каждой рестриктазы.
Транспозоны – один из классов мобильных элементов генома которые, встраиваясь в геном, могут вызывать мутации, в том числе и такие значительные как хромосомные перестройки.
Они играют важную роль в процессах переноса лекарственной устойчивости среди микроорганизмов, рекомбинации, и обмена генетическим материалом между различными видами как в природетак и в ходе генно-инженерных исследований.
Проблема заключается в том, что ускорение частоты мутаций ведет к увеличению числа особей с врожденными дефектами и вредными отклонениями, передающимися по наследству.Главная опасность загрязнения окружающей среды мутагенами, как полагают генетики, заключается в том, что вновь возникающие мутации, не «переработанные» эволюционно, отрицательно повлияют на жизнеспособность любых организмов. Мутагены окружающей среды влияют на величины рекомбинаций наследственных молекул, являющихся также источником наследственных изменений.
Мутагены
Мутагены (от мутация и др.-греч. γεννάω — рождаю) — химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации. Впервые искусственные мутации получены в 1925 году Г. А. Надсеном и Г. С. Филипповым у дрожжей действием радиоактивного излучения радия; в 1927 году Г. Мёллер получил мутации у дрозофилы действием рентгеновских лучей. Способность химических веществ вызывать мутации (действием иода на дрозофилы) открыта И. А. Рапопортом. У особей мух, развившихся из этих личинок, частота мутаций оказалась в несколько раз выше, чем у контрольных насекомых.
Содержание
Классификация
Мутагенами могут быть различные факторы, вызывающие изменения в структуре генов, структуре и количестве хромосом. По происхождению мутагены классифицируют на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.
По природе возникновения мутагены классифицируют на физические, химические и биологические:
Физические мутагены
Химические мутагены
Биологические мутагены
Примечания
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Мутагены» в других словарях:
МУТАГЕНЫ — (от мутация и. ген), физические и химические факторы, вызывающие наследственные изменения мутации. Мутагенным действием обладают ионизирующее и ультрафиолетовое излучения, различные природные (колхицин) и получаемые искусственно (азотистая… … Современная энциклопедия
МУТАГЕНЫ — (от мутации и греч. genes рождающий, рождённый), физич. и химич. факторы, воздействие к рых на живые организмы приводит к появлению мутаций с частотой, превышающей уровень спонтанных мутаций. К физич. М. относятся все виды ионизирующих излучений… … Биологический энциклопедический словарь
мутагены — хим. вещества (этилендиамин, колхицин и др.), физ. (рентгеновские и гамма–лучи, нейтроны, ультрафиолетовое излучение) и биол. (напр., старение) факторы, способные увеличивать частоту мутаций в 10– 100 000 раз. М. нередко являются канцерогенами.… … Словарь микробиологии
МУТАГЕНЫ — [от мутации и. ген (ы)], физические и химические факторы, воздействие которых на живые организмы вызывает появление мутаций. В результате антропогенного загрязнения окружающей среды накапливается огромное количество мутагенов. К мутагенам… … Экологический словарь
мутагены — – химические и физико химические факторы, вызывающие мутации … Краткий словарь биохимических терминов
мутагены — ов; мн. (ед. мутаген, а; м.). [от лат. mutatio изменение, перемена и греч. genēs рождающий, рождённый] Спец. Физические и химические факторы, вызывающие мутации (1 зн.). Изучение мутагенов. ◁ Мутагенный, ая, ое. М ые соединения, вещества. М ая… … Энциклопедический словарь
мутагены — (см. ген(езис)) факторы, вызывающие мутации ; различают физ. мутагены (рентгеновские и гамма лучи, нейтроны, протоны, температура, центрифугирование н др.), хим. (этиленимин, колхицин и др.) и биологические (напр., старение). Новый словарь… … Словарь иностранных слов русского языка
Мутагены — физические и химические факторы, вызывающие стойкие наследственные изменения Мутации. К физическим М. относятся все виды ионизирующих излучений (См. Ионизирующие излучения) (гамма и рентгеновские лучи, протоны, нейтроны и др.) и… … Большая советская энциклопедия
Пищевые мутагены и антимутагены
ПИЩЕВЫЕ МУТАГЕНЫ И АНТИМУТАГЕНЫ
Примечание: Одним из перспективных направлений в области разработки и внедрения пищевых антимутагенов является использование в рационе человека продуктов функционального питания на основе пробиотических микроорганизмов. Обнаруженные антитмутагенные и другие полезные свойства дружественных нам бактерий открывают огромные перспективы их использования в пищевой промышленности, а также здравоохранительной практике. Это особенно актуально в свете массового использования в пищевой отрасли различных пищевых добавок, влияющих на процессы мутагенеза. См.: Антимутагенная активность пробиотиков
СОДЕРЖАНИЕ СТРАНИЦЫ
ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ И ГИГИЕНИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПИЩИ
Современные пищевые технологии приготовления пищевых продуктов массового потребления предусматривают широкое применение различных пищевых добавок. Они не являются необходимыми компонентами пищи, но без их применения выбор пищевых продуктов был бы значительно беднее, а пищевые технологии значительно более сложными и дорогостоящими. Без применения пищевых добавок практически невозможно изготовление полуфабрикатов, блюд быстрого приготовления, они также необходимы для улучшения органолептических свойств, удлинения сроков хранения, снижения калорийности пищи.
Сегодня известно 22 класса пищевых добавок. Это красители, консерванты, антиокислители, эмульгаторы, загустители, желатирующие вещества, стабилизаторы, усилители вкуса, подсластители, разрыхлители, наполнители и ряд других. Применение пищевых добавок регулируется различными нормативными актами. Одним из главных условий для разрешения применения пищевых добавок является их токсикологическая безопасность. Последняя достигается путем предварительного экспериментального исследования изменений функционального состояния и морфологических изменений рганизма под влиянием той или иной пищевой добавки. В то же время до сих пор очевидно недостаточное внимание уделяется оценке влияния пищевых добавок на процессы мутагенеза.
Биологические и медицинские последствия индуцированного мутагенеза представляют серьезную угрозу здоровью и жизни человека. Индуцированные мутации ответственны за возникновение наследственных заболеваний, врожденных пороков развития, онкологических заболеваний. С ними связывают преждевременное старение и бесплодие. Массированное воздействие мутагенов на генетические структуры может явиться причиной генетического вырождения человека как биологического вида. К сожалению, несмотря на серьезнейшую угрозу для жизни и здоровья человека со стороны индуцированного мутагенеза, оценка мутагенных свойств пищевых добавок не является необходимым условием их внедрения в практику, поэтому вопрос генетической безопасности их применения остается открытым.
С общетеоретических позиций влияние пищевых добавок на мутагенез может быть сведено к трем основным проявлениям:
Совершенно очевидно, что пищевые добавки с мутагенными и комутагенными свойствами представляют очевидную опасность для жизни и здоровья человека, тогда как на основе пищевых добавок с антимутагенными свойствами возможна разработка продуктов, способных снижать «генетический риск» воздействия средовых и промышленных мутагенов на генетические структуры человека.
1. Результаты, полученные при изучении мутагенных свойств пищевых добавок.
Исследованию на мутагенную активность подвергнуты далеко не все использующиеся пищевые добавки. Однако даже эта ограниченная работа позволила выявить мутагенные соединения практически среди всех известных классов пищевых добавок.
1. Антиокислители.
Это наиболее хорошо исследованная в генетическом отношении группа пищевых добавок. Полученные результаты довольно противоречивы, но дают достаточно оснований полагать, что применение бутилгидрокситолуола (Е321) и особенно бутилгидроксианизола (Е320) может быть небезопасно с генетической точки зрения.
2. Ароматизаторы.
3. Консерванты.
Исследования хлорида олова (Е512), применяющегося в качестве консерванта в ряде стран, показали его генотоксичность в микробиологических тестах. Формальдегид (Е240) проявил мутагенные свойства в микробиологических тест-системах, индуцировав генные мутации в клетках китайского хомячка in vitro и хромосомные мутации в культуре клеток человека.
Имеются сообщения о мутагенной активности консерванта нитрита натрия и бактериального ингибитора для вин и соков бисульфита натрия. Разработанный в Японии консервант AF-2, являющийся производным нитрофурана, запрещен к применению в связи с наличием мутагенных свойств.
Более сложные результаты были получены при оценке мутагенной активности сорбиновой кислоты и ее солей (Е200, Е201, Е202). Первоначально было показано, что они индуцируют генные и хромосомные мутации в культивируемых эукариотических клетках. В дальнейшем в исследованиях in vitro и in vivo эти результаты не нашли подтверждения. Однако было отмечено, что перечисленные агенты могут приобретать генотоксические свойства в результате окисления. Консервант тиабендазол (Е233) продемонстрировал мутагенные свойства в экспериментах на клетках китайского хомячка in vitro, но был неактивен в микроядерном тесте на мышах.
4. Красители.
В тесте Эймса мутагенную активность продемонстрировали основной красный, метиловый красный судан 4, метиловый оранжевый, конго красный, ализариновый красный В, эриохром, триптофановый синий, синий Эванса и другие.
5. Подсластители.
Сведения о многочисленных исследованиях сахарина и его солей (Е954) достаточно противоречивы. Одни авторы указывают на наличие у сахарина мутагенных свойств, другими подобные эффекты не обнаружены. В наших исследованиях, посвященных изучению мутагенности сахарина, а также цикламата (Е952), ацесульфама (Е950) и аспартама (Е951), не выявление мутагенной активности указанных пищевых добавок в экспериментах на мышах.
6. Другие пищевые добавки.
Пиколинат хрома продемонстрировал выраженную мутагенную активность в экспериментах на культивируемых эукариотических клетках, бромат калия (Е924) обладал аналогичным эффектом в экспериментах на крысах.
2. Результаты, полученные при изучении комутагенных свойств пищевых добавок.
Исследования комутагенной активности большинства пищевых добавок до сих пор остаются за пределами внимания исследователей. Работы в этом направлении имеют единичный характер. В то же время известные сведения позволяют уверенно утверждать, что комутагенные свойства присущи целому ряду пищевых добавок. Танины (Е181) проявили комутагенную активность по отношению к цитогенетическим эффектам митомицина С в ряде экспериментов, проведенных на эукариотических тест-системах. Выявлен синергизм мутагенных эффектов формальдегида (Е240) и нитрозометилмочевины.
Такое общеупотребляемое соединение как аскорбиновая кислота (ЕЗОО), продемонстрировала способность усиливать повреждающее действие блеомицина на хромосомы культивируемых лимфоцитов человека, а также проявила комутагенную активность относительно эффектов некоторых металлов в экспериментах на мышах.
В этой связи уместно рассмотреть другие примеры комутагенности витаминов, которые рекомендуются сегодня для обогащения пищевых продуктов. Витамин Е увеличивает мутагенность блеомицина и этилметансульфоната. Витамин В2 обладает аналогичным эффектом по отношению к соединениям хрома, а витамин А усиливает мутагенное действие этилметансульфоната.
3. Результаты, полученные при изучении антимутагенных свойств пищевых добавок.
В настоящее время все большее распространение получает идея того, что ряд пищевых добавок может одновременно с технологическими функциями выполнять роль хемопревенторов, т.е. увеличивать устойчивость человека к разнообразным воздействиям, в том числе и мутагенным. Немаловажную роль в формировании этой точки зрения сыграли позитивные результаты, установленные при изучении антимутагенных свойств пищевых добавок и витаминов, использующихся для обогащения пищевых продуктов.
1. Антиоксиданты.
Сегодня имеется достаточно большое количество сведений, указывающих, что утилгидрокситолуол (Е321), бутилгидроксианизол (Е320), пропилгаллат (Е310), этоксихин (Е324) обладают антимутагенными свойствами.
Е320 и Е321 ингибируют мутагенный эффект бензо(а)пирена в культивируемых клетках млекопитающих.
Е324 с дозовой зависимостью снижает и полностью устраняет повреждающее действие циклофосфана на клетки костного мозга и сперматогонии млекопитающих.
Достаточно сведений об антимутагенности аскорбиновой кислоты, эффективно снижающей генотоксическое действие лекарства циклофосфамида и инсектицида диметоата, пестицидов эндосульфана, фосфомедона, манкозеба, а также антиамебного препарата дийодгидроксихинолина и бензо(а)пирена.
Витамин Е снижает число хромосомных повреждений, индуцированных бензо(а)пиреном и блеомицином.
Витамин А снижает мутагенность афлатоксина В1, циклофосфамида метилнитрозамина, бензо(а)пирена, лекарства клофаземина.
2. Ароматизаторы.
Сведения о результатах исследований антимутагенных свойств ароматизатора коричного альдегида обобщены ранее.
Испытания ванилина показали, что этот ароматизатор снижает мутагенное действие метилметансульфоната и митомицина С в экспериментах на дрозофиле и этилнитрозомочевины в экспериментах на мышах.
Кумарин оказался способен ингибировать у мышей мутагенную активность бензо(а)пирена.
3. Красители.
Рибофлавин (Е101i) ингибировал мутагенный эффект бензо(а)пирена и 2-ацетиламинофлуорена.
Другие пищевые добавки и витамины.
Были установлены антимутагенные свойства подсластителя аспартама (Е951). Это соединение эффективно снижало мутагенные эффекты диоксидина и циклофосфамида.
Витамин В6 проявил антимутагенные свойства по отношению к митомицину С и нитрохинолиноксиду, но был не эффективен в отношении воздействия циклофосфамида, нитрозогуанидина и метилмочевины.
Витамин В12 уменьшал количество хромосомных повреждений у мышей, зараженных вирусом кори.
Фолиевая кислота дозо-зависимо снижала индукцию микроядер под влиянием метотрексата в клетках костного мозга мышей.
Обращает на себя внимание тот факт, что в ряде случаев одно и то же вещество может демонстрировать все три вида активности. Последнее особенно характерно для антиоксидантов и может быть связано с присущей этим соединениям инверсией эффектов, выражающейся в концентрационно- или дозо-зависимой смене антиоксидантного действия на прооксидантное и, соостветственно, антимутагенного на мутагенное или комутагенное.
Наличие у ряда пищевых добавок мутагенных и комутагенных свойств позволяет ставить под сомнение целесообразность их дальнейшего применения. В то же время сведения о наличии у них генотоксической активности получены в разрозненных экспериментах, не связанных единой методологией, принятой для оценки мутагенной активности химических соединений. Не останавливаясь на ее подробном анализе, отметим, что сегодня общепринята практика комплексного, предусматривающего применение набора разных методов, изучения мутагенности активности химических соединений, а также выработаны оптимальные алгоритмы оценки совокупности полученных данных и их экстраполяции на человека. Существуют научно обоснованные параметры, определяющие выбор методов исследования, доз, способов и режимов использования вещества в экспериментах по оценке его мутагенных свойств. Особенно тщательно и полно методология исследования на мутагенность разработана в области фармакологии, поскольку оценка мутагенной активности является необходимым условием внедрения лекарственных средств в практику. Вышеизложенные сведения позволяют обоснованно полагать, что систематическая и комплексная система оценки мутагенной активности пищевых добавок является ныне насущной необходимостью и может выполняться на основе методологии, принятой в доклинических фармакологических исследованиях по безопасности лекарств, как это рекомендуется ВОЗ.
Отдельного анализа заслуживают сведения об антимутагенных свойствах некоторых пищевых добавок. Их наличие открывает перспективы разработки пищевых продуктов, применение которых может значительно снизить мутагенное давление факторов среды на наследственность человека. Считается, что это чрезвычайно перспективное направление для теоретических и прикладных исследований. Однако его реализация наталкивается сегодня на недостаточную разработанность методологии подобного рода исследований и внедрения пищевых продуктов с антимутагенными свойствами. Большинство возникающих проблем связано с вопросами правомерности экстраполяции данных экспериментальных исследований на человека, а также инверсией и специфичностью эффектов многих пищевых антимутагенов.
Таким образом, сегодня имеется настоятельная необходимость внедрения в систему изучения безопасности пищевых добавок методов оценки их мутагенной и комутагенной активности и необходимые предпосылки для дальнейшей теоретической и практической разработки подходов к использованию антимутагенных пищевых добавок в качестве пищевых хемопревентеров мутагенных воздействий на человека.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Современные исследования показывают, что пищевые продукты могут содержать как генотоксиканты, представляющие опасность для наследственности человека, так и антимутагены, способные увеличивать устойчивость человека к генотоксическим влияниям средовых факторов.
Мутагены могут попадать в продукты питания из внешней среды, образовываться при термической обработке и при хранении пищи. Однако сведения об этих процессах и контроль за ними, очевидно, недостаточны, как и данные о мутагенных свойствах пищевых добавок различного назначения и некоторых естественных компонентов пищи. Ввиду этого необходим развернутый анализ методических и методологических аспектов работы по обеспечению генетической безопасности пищи.
МУТАГЕНЫ И АНТИМУТАГЕНЫ В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ
Основные положения о медицинской значимости индуцированного мутагенеза были сформулированы в 1960-1970-х гг. Большинство последующих исследований в этой области сфокусированы на оценке мутагенных свойств средовых факторов различной природы. Были предложены и отработаны методические и методологические принципы генетического скрининга химических мутагенов и оценки мутагенной активности и генетической безопасности применения вновь синтезированных ксенобиотиков. Особое внимание уделялось лекарственным средствам и пестицидам. Гораздо меньшее количество работ было посвящено оценке мутагенных свойств других повседневных средовых факторов, в частности пищевых компонентов. Однако полученных результатов оказалось достаточно для заключения Международной организации по исследованию канцерогенного риска и ряда авторитетных авторов о том, что пища является источником сложной смеси мутагенов и канцерогенов различной природы. Главенствующее положение среди них занимают микотоксины, нитрозосоединения, нитроарены, растительные (прежде всего пиролизидиновые) алколоиды, гетероциклические амины, флавоноиды, фурокумарины, хинолиновые и хиноксалиновые производные, отдельные ароматические углеводороды.
1. Пищевые мутагены.
Возможно несколько принципиально различных путей попадания потенциальных мутагенов в пищу.
Широкие исследования показали, что мутагенными свойствами обладает не менее половины из 230 тестированных пестицидов. Наиболее ярко они выражены у этилендибромида, гидразина, параквата, а также отмечены in vivo у эндосульфана, манкозеба, фосфорорганических и некоторых других пестицидов. Их аккумуляция в пищевых растениях и остаточные количества в продуктах питания могут представлять генетическую опасность для человека, что подтверждено прямым цитогенетическим обследованием лиц, профессионально контактирующих с пестицидами.
Следует также упомянуть, что мутагенную опасность для человека могут представлять остаточные количества препаратов, используемых для стимуляции роста и лечения животных, которые могут переходить в продукты питания человека. Например, транквилизаторы азоперон и ацепрамазин, используемые при производстве мяса, мутагенны в тесте Эймса; диоксидин, применяемый в ветеренарии в качестве антимикробного соединения, мутагенен в эукариотических тестах.
Показано образование мутагенов 1-(2-фурил)-пиридо(3,4-b)индола и 1-(2-фурил)-пиридо(3,4-b)индол-3-уксусной кислоты при смешивании и совместной 60-дневной инкубации при 37°С L-триптофана и L-аскорбиновой кислоты. По мнению авторов, это может свидетельствовать о возможности образования мутагенов при хранении пищи, содержащей указанные естественные компоненты.
3. Мутагены могут образовываться в процессе термической Обработки пищевого сырья. Воздействие открытого огня, копчение и выпекание приводят к образованию и накоплению в пищевых продуктах мутагенных полициклических ароматических углеводородов, прежде всего бензо(а)пирена; поджаривание или проваривание продуцируют полициклические ароматические углеводороды, нитрозамины, аминоимидазоазарены, гетероциклические амины и другие мутагены. Показано, что нагревание рыбных продуктов до 100-220°С в течении 15 минут приводит к образованию мутагенных 2-амино-3,8- диметилимидазо(4,5-f)хиноксалина и 2-амино-3,4,8- триметилимидазо(4,5-f)хиноксалина. Пирролизаты фосфолипидов, образующиеся при нагревании до 500-700°С, обладают мутагенными свойствами, подобная активность выявлена у продуктов пирролиза глутаминовой кислоты и других аминокислот. Холестерин, окисляясь при хранении или приготовлении пищи, может также приобретать мутагенные свойства.
Известно более 200 растений, содержащих соединения, обладающие мутагенными эффектами.
Кроме того, определенную мутагенную опасность могут представлять пищевые добавки, используемые в качестве консервантов, ароматизаторов, красителей, подсластителей, загустителей и пр.
Значительное внимание было уделено изучению мутагенных свойств различных антиоксидантов, применяемых в качестве консервантов пищевых продуктов. Многочисленные исследования с использованием про- и эукариотических тестов показали мутагенные свойства бутилокситолуола и особенно бутилоксианизола.
Приведенные примеры однозначно указывают на необходимость широких исследований, направленных на оценку мутагенных свойств пищевых продуктов, вспомогательных пищевых компонентов, распространенных пищевых добавок, а также роли отдельных технологий в возникновении мутагенов в готовых продуктах, произведенных из доброкачественного сырья. Однако именно оценка мутагенных свойств является наименее разработанным вопросом в области теоретической и практической токсикологии. Согласно рекомендациям ВОЗ, в пищевой токсикологии можно использовать методологии изучения мутагенности, сложившиеся в смежных областях, например в сфере фармакологии, где необходимость ипытания новых лекарств на мутагенность определена директивно и разработаны необходимые методические и методологические подходы, позволяющие эффективно решать эту проблему. Однако в перспективе это не снижает актуальности разработки методологии исследования мутагенности в области пищевой токсикологии.
Важно подчеркнуть, что главной мерой борьбы с индуцированным мутагенезом и его отдаленными патогенетическими последствиями является предупреждение контакта человека с потенциальными мутагенами. В этой связи представляется, что в области изучения мутагенности пищевых продуктов следует выделить две тесно взаимосвязанные задачи.
2. Пищевые антимутагены
Сегодня формируются три направления практического использования антимутагенов. Во-первых, разрабатываются фармакологические средства защиты генетических структур от мутагенных воздействий. Во-вторых, исследуя влияние различных (в подавляющем большинстве растительных) пищевых продуктов на индуцированный мутагенез. В-третьих, идет интенсивное изучение возможности использования отдельных пищевых добавок или компонентов в качестве превентеров (chemopreventers), обладающих профилактическими, в частности антимутагенными, свойствами. Создание пищевых продуктов, обогащенных антимутагенными компонентами, имеет большие перспективы не только для профилактики увеличения генетического груза, но также потому, что антимутагены рассматриваются как агенты, предупреждающие индукцию и развитие злокачественных новообразований.
Известно более 25 различных классов химопревентеров, содержащихся практически во всех типах пищи. Сведения о них обобщены и представлены в таблице 1.
Таблица 1 Пищевые продукты с наиболее значимыми химопревенторами
