Биологическое действие нитратов на организм человека
В организм нитраты поступают с водой и пищей, затем они всасывают- ся в тонком кишечнике в кровь. Выводятся преимущественно с мочой. Со- ставить точный баланс прихода и расхода нитратов в организме пока не уда- лось, поскольку нитраты не только поступают в организм извне, но и обра- зуются в нем. В малых количествах нитраты постоянно присутствуют в орга- низме человека, как и в растениях, и не вызывают негативных явлений. Од- нако при повышенных концентрациях нитратов они способны оказывать ток- сическое действие на организм человека. Так, одноразовый прием 1…4 г нитратов вызывает у людей острое отравление, а доза 8…14 г может оказать- ся смертельной. Острая интоксикация нитритами отмечается при одноразо- вой дозе 200…300 мг, летальный исход - при 300…2500 мг.
Установлено, что нитраты и нитриты вызывают у человека метгемогло- бинемию, рак желудка, отрицательно влияют на нервную и сердечно- сосудистую системы, на развитие эмбрионов.
Потенциальная опасность нитратов заключается в том, что они в пище- варительном тракте (уже в полости рта, желудке и кишечнике) частично вос- станавливаются до нитритов. Токсическое действие нитратов связано с вос- становлением их до нитритов под влиянием микрофлоры пищеварительного тракта и тканевых ферментов. Далее нитриты попадают в кровь и окисляют двухвалентное железо гемоглобина в трехвалентное. При этом образуется метгемоглобин, не способный переносить кислород к тканям и органам, в ре- зультате чего может наблюдаться удушье. 1 мг нитрита натрия NaNO2 может перевести в метгемоглобин около 2000 мг гемоглобина.
Выявлены два способа окисления гемоглобина HbFe2+. При прямом окислении роль окислителя играют нитрит - анионы:
2
+ 14H+
→ 3HbFe3+
+ 2NH3 + 4H2O
Во время косвенного окисления гемоглобина сначала нитриты окисля- ются до нитратов с образованием пероксида водорода, затем последний вступает в реакцию с железом гемоглобина:
2
+ О2 + Н2О → NO -
+ Н2О2,
3
При нормальном физиологическом состоянии в организме образуется
∼2 % метгемоглобина, поскольку фермент метгемоглобинредуктаза способен
восстанавливать метгемоглобин в гемоглобин.
147
Угрозой для жизни является накопление в крови 20 % и более метге- моглобина (HbFe3+). В результате развивается метгемоглобинемия - кислород- ное голодание (гипоксия), вызванное переходом гемоглобина крови в метгемог- лобин, не способный переносить кислород. При этом появляется вялость, сонливость, при содержании метгемоглобина в крови более 50 % наступает смерть, похожая на смерть от удушья. Заболевание характеризуется одышкой, тахикардией, цианозом в тяжелых случаях - потерей сознания, судорогами, смертью.
Токсичность нитритов зависит от пищевого рациона, индивидуальных особенностей организма (от активности метгемоглобинредуктазы).
Хроническое воздействие нитритов приводит к уменьшению содержа- ния в организме витаминов А, Е, С, В1, В6, что, в свою очередь, приводит к снижению устойчивости организма к различным негативным факторам, в том числе онкогенным.
Нитриты и нитраты способны изменять активность обменных процес-
сов в организме. Это используют в животноводстве. При добавлении в раци- он при откорме свиней определенных количеств нитратов снижается интен- сивность обмена и происходит отложение жировых запасов.
Нитраты и нитриты могут угнетать активность иммунной системы ор- ганизма, снижать его устойчивость к отрицательному воздействию окру- жающей среды.
Наибольшая же опасность повышенного содержания нитратов и нитри- тов в организме заключается в способности нитрит - иона участвовать в ре- акции нитрозирования аминов и амидов, в результате которой образуются нитрозосоединения, обладающие канцерогенным и мутагенным действием.
Если в организм человека поступают высокие дозы нитратов, через
4…6 ч появляются тошнота, одышка, посинение кожных покровов, диарея. Одновременно ощущается общая слабость, головокружение, боли в затылке и сердцебиение. Первой медицинской помощью при этом является обильное промывание желудка, прием активированного угля и солевых слабительных. Употребление в течение долгого времени пищи и воды с высоким содержа- нием нитратов вызывает аллергию, нарушение деятельности щитовидной железы, приводит к возникновению многочисленных болезней из-за наруше- ния обмена веществ, опорно-двигательного аппарата и нервной системы.
В организм человека нитраты поступают (в %): с овощами – 70, с водой -
20, с мясными, молочными и консервированными продуктами - 6. Наиболее опасно отравление нитратами, растворимыми в воде, т. к. это увеличивает ско-
рость всасывания их в кровь, поэтому содержание нитрат - аниона в воде не должно превышать 45 мг/л.
ДСД нитратов составляет 5 мг на 1 кг массы тела человека. Таким обра-
зом, взрослый человек может получать с продуктами 300…350 мг нитратов ежедневно. ДСД нитритов составляет 0,2 мг/кг массы тела, исключая груд- ных детей.
148