Оценка риска потенциальных вредных воздействий на здоровье человека традиционного пищевого сырья продуктов питания

Оценка качества традиционных продуктов питания, длительное время присутствующих на товарном рынке, и оценка безопасности новых продуктов питания (изготовленных по новым технологиям, с применением новых пищевых добавок и пр.) до поступления их на товарный рынок является обычной практикой. В большинстве случаев такая оценка безопасности заключается в анализе возможных неблагоприятных воздействий на здоровье человека пищевых добавок (красителей, эмульгаторов, консервантов и пр.), применяемых для изготовления продуктов питания, и пищевых загрязнителей (остатков пестицидов, лекарственных ветеринарных средств, гормональных препаратов, микотоксинов и пр.). Фактически речь идет об оценке потенциальной токсичности пищевых ксенобиотиков (чужеродных компонентов продуктов питания) химической и биологической природы. Риск в этом случае представляется как вероятность того, что ксенобиотик, присутствующий в продуктах питания, окажет неблагоприятное воздействие на здоровье человека с определенной величиной последствий этого воздействия, и выражается как

риск = токсичный агент × подверженность человека данному агенту

Таким образом, при оценке риска вредного воздействия на здоровье человека продуктов питания речь идет в основном об оценке риска их отдельных, хорошо известных компонентов. Соответствующие факторы риска определяют как биологические, химические или физические агенты, содержащиеся в продуктах питания, либо состояние продуктов питания, которые потенциально могут причинить ущерб здоровью человека. Целью оценки биобезопасности является предоставление необходимой информации организациям, принимающим решение о поступлении продуктов на товарный рынок, для адекватной защиты населения от неприемлемых рисков. К настоящему времени накоплен значительный опыт токсикологической оценки пищевых продуктов, основанный как на лабораторных исследованиях на животных, так и на анализе случаев неблагоприятного воздействия на человека токсичных агентов различной природы.

Стратегия оценки безопасности отдельных пищевых компонентов разработана рядом международных организаций и прежде всего Всемирной организацией здравоохранения (WHO). Процедура оценки включает этапы: 1) идентификация потенциально токсичных, антипитательных, аллергенных компонентов (факторов риска) и их предварительная токсикологическая оценка; 2) токсикологические лабораторные исследования идентифицированных загрязнителей; оценка зависимости доза–эффект; оценка подверженности людей токсическому воздействию (уровня потребления загрязнителя); 3) собственно оценка риска токсичности, определение основных, характеризующих токсичность параметров.

На первом (подготовительном) этапе проводится предварительная оценка потенциала токсичности загрязнителей. Оцениваемые потенциально опасные пищевые загрязнители идентифицируются аналитическими лабораторными методами; исследуются их физико-химические свойства. Главной составляющей этого этапа оценки риска является первичная токсикологическая оценка исследуемых агентов в остром эксперименте на модельных животных (в основном на грызунах). При изучении острой токсичности экспериментатор получает информацию о наличии токсических свойств у испытуемого вещества, степени их выраженности, параметрах токсичности и клинической картине острого отравления. Острая токсичность определяется неблагоприятными эффектами, регистрируемыми у лабораторных животных после однократного принудительного скармливания им исследуемых загрязнителей. Для скармливания используют химически чистые оцениваемые вещества в различных дозировках (максимальные дозы могут быть 2000–5000 мг/кг). По результатам острого эксперимента определяются показатель токсичности загрязнителя («среднесмертельная» доза LD₅₀) и его доверительные статистические границы. Показатель LD₅₀ является статистически рассчитанной дозой вещества, которая при однократном скармливании может вызвать гибель 50% животных. Он выражается в единицах массы оцениваемого вещества в пересчете на массу тела животного (мг/кг) и определяет, способен ли оцениваемый пищевой компонент вызывать острую токсическую реакцию организма. В ходе острого эксперимента устанавливается ориентировочная пороговая (подпороговая) доза загрязнителя для последующего хронического испытания токсичности. Кроме того, в тесте на острую токсичность вещества проводят обязательные наблюдения над животными (обычно в течение 48 ч после скармливания оцениваемого вещества). Оценивают изменения веса тела, кожных покровов, шерсти, слизистых оболочек, состояния кровеносной, респираторной и центральной нервной систем, поведенческих реакций и соматомоторных реакций. Эти и целый ряд других наблюдений позволяют уточнить механизм действия токсичного вещества и определить характер его неблагоприятного воздействия.

На втором (основном) этапе оценки безопасности традиционных продуктов питания устанавливается токсикологический профиль испытуемых веществ. При этом в серии хорошо зарекомендовавших себя испытаний определяется характер токсикодинамики идентифицированных агентов (биологический механизм токсического воздействия) и их токсикокинетика (характер химического, биохимического превращения в организме). Экспериментально установленная на втором этапе исследований зависимость доза–эффект определяет вероятность неблагоприятного воздействия исследуемого загрязнителя при обычном для данной популяции людей уровне его потребления (т.е. токсикологический потенциал исследуемого агента). Оценка принятого уровня потребления продукта включает в себя измерение среднесуточного объема потребления, частоты потребления и продолжительности потребления. Учитывая все вышеназванные параметры, оценивают риск неблагоприятного воздействия токсичного агента.

Оценка риска токсичности на данном этапе осуществляется в ходе субхронического (хронического) эксперимента на лабораторных животных. Он предоставляет исследователю обширную информацию о точках приложения токсикантов (биологических «мишенях»), характере их неблагоприятного воздействия. Хронический эксперимент моделирует реальную ситуацию потребления оцениваемого агента человеком и потому имеет наибольшее значение среди других тестов. При необходимости исследуются также специфические неблагоприятные эффекты загрязнителей: их генотоксичность, канцерогенность и мутагенность, репродуктивная, онтогенетическая токсичность и иммунотоксичность. В субхроническом испытании принудительное скармливание вещества проводят ежедневно в течение 28–90 дней. Используют ряд доз; каждая группа животных получает только одну определенную дозу испытуемого вещества. Уровень доз выбирают по имеющимся предварительным данным его токсичности. Наивысшая дозировка должна вызывать явный токсический эффект, но не приводить к массовой гибели животных. Понижая дозировку, в тесте определяют пороговую дозу вещества, которая не вызывает регистрируемого неблагоприятного воздействия, – так называемый показатель NOAEL (no observed adverse effect level). Токсический эффект вещества определяют с помощью измерения (ежедневного и периодического) целого ряда показателей, таких как изменение веса тела животного; уровень потребления пищи и воды; характер токсической реакции в зависимости от дозы вещества; данные анализа крови и гистологических исследований; уровень смертности и др.

Результаты испытания токсичности пищевых компонентов в острых и хронических тестах на животных экстраполируются далее на человека (условно третий этап оценки). Оценка токсичности в итоге сфокусирована на определении уровня дневного потребления исследуемого агента человеком (с учетом веса тела), которое не оказывает вредного воздействия на здоровье (так называемая приемлемая доза дневного потребления, ADI –acceptable daily intake). Показатель ADI рассчитывают, исходя из установленной в эксперименте величины NOAEL с учетом коэффициента безопасности. В большинстве случаев в применении к человеку для определения ADI используется коэффициент 100 (ADI = NOAEL / 100): предполагается, что человек приблизительно в десять раз имеет более высокую чувствительность к токсинам, чем животные, кроме того, допускаются различия (до десяти раз) в чувствительности между отдельных индивидуумами. Схема стандартной процедуры оценки токсичности пищевых ксенобиотиков представлена на рисунке 2.1.

Следует отметить, что риск, связанный с потреблением продуктов питания, не определяется исключительно их загрязнением токсическими веществами или утратой ими качества (например, вследствие неправильного хранения). Абсолютно безопасных продуктов питания не существует. Даже традиционные продукты с продолжительной историей употребления в пищу могут содержать те или иные естественные для них компоненты, оказывающие неблагоприятные эффекты на здоровье человека (природные токсины, аллергены, антагонисты питательных веществ (антинутриенты), вещества с потенциальным мутагенным и канцерогенным действием и пр.). Вероятность их неблагоприятного воздействия на человека определяется многими факторами: их содержанием в продуктах питания, взаимодействием с другими компонентами продукта, состоянием защитных систем индивида, экзогенными средовыми факторами, объемом продукта в пищевом рационе и многими другими. К настоящему времени идентифицированы и достаточно полно исследованы как экзогенные, так и многие естественные компоненты пищевых продуктов, которые оказывают вредный или положительный эффекты на здоровье человека. Естественные для продуктов питания потенциально опасные для здоровья человека вещества также не могут игнорироваться при оценке пищевой безопасности, как и эффекты различного рода контаминантов.

Рис. 2.1. Схема процедуры оценки риска потенциальной токсичности чужеродных веществ, содержащихся в традиционных продуктах питания (модифицированная схема, представленная в работе Л.И. Козубовой [1990])

Несмотря на это, продукты и пищевое сырье, которые получены с использованием традиционных технологий, имеющих длительную историю применения, не являются объектами скрупулезного и исчерпывающего исследования их безопасности и питательной ценности. Например, сорта растений, созданные методами традиционной селекции, не являются объектом испытаний острой и хронической токсичности в тестах на лабораторных животных. Исключением служат продукты, предназначенные для кормления грудных и малолетних детей. Относительная безопасность традиционных продуктов питания гарантируется длительной историей их безопасного использования человеком. Риски, обусловленные природными эндогенными компонентами продуктов и их взаимодействием, могут быть адекватно оценены только при испытании продуктов питания как единого целого. Однако осуществление таких испытаний и анализ полученных результатов связаны с определенными трудностями, указанными нами в следующем разделе.