Мышьяк и рыбные продукты
Пищевой химик в университете Мюнстера изучает токсичность различных соединений
Она не носит кружевную шапочку, но она много знает об мышьяке, потому что химик по питанию профессор доктор мед. Таня Швердтл исследует различные соединения мышьяка, чтобы определить их токсичность для человека. С этого зимнего семестра одногодка 33 преподает и проводит исследования в Институте химии пищевых продуктов WWU Münster. Ранее она была научным сотрудником в Институте пищевых технологий и пищевой химии при Техническом университете Берлина.
Мышьяк обладает множеством интересных свойств. Яд встречается во многих различных формах, как органических, так и неорганических. Хотя хорошо известно, что мышьяк канцерогенен для человека, совершенно неясно почему. «После перорального приема через питьевую воду или пищу мышьяк не оказывает канцерогенного действия в экспериментах на животных», — объясняет Швердтле. Тем более необходимо исследовать механизм действия соединений мышьяка, поскольку около 200 миллионов человек во всем мире подвергаются воздействию загрязненной мышьяком воды. Рак кожи и легких может возникнуть в результате повышенного потребления мышьяка.
Мышьяк является компонентом нашей окружающей среды, преимущественно из природных источников, который находится в постоянном биогеохимическом цикле. Крупнейшее месторождение мышьяка на Земле связано в земной коре в сульфидной форме. Однако в прошлом мышьяк также использовался в качестве удобрения, поэтому многие почвы до сих пор загрязнены. Мышьяк является проблемой, особенно в азиатских странах. «Одним из основных продуктов питания там является рис, который растет в воде. Если вода содержит много мышьяка, растение накапливает токсин», — объясняет механизмы Швердтле. Кроме того, рис также готовится на воде, что еще больше увеличивает содержание мышьяка. В то время как в Европе, где содержание мышьяка в питьевой воде ограничено десятью микрограммами на литр, в день съедается в среднем только 25 граммов риса, в Азии — 300 граммов, уже обнаружены концентрации 800 микрограммов мышьяка на килограмм. в рис.
Неорганический мышьяк, считающийся особенно опасным для здоровья, не обязательно представляет опасность в Германии, но около десяти лет назад вера в пищевую химию пошатнулась: органический мышьяк также может оказывать токсическое действие. «До сих пор предполагалось, что неорганический мышьяк метаболизируется в органический и поэтому безвреден. Однако были обнаружены органические метаболиты мышьяка, более опасные, чем неорганические», — предупреждает 33-летний мужчина. Каждый класс продуктов необходимо рассматривать отдельно. В водорослях, например, мышьяк накапливается в 100000 180 раз по сравнению с морской водой. Уже обнаружено 40 миллиграммов органического мышьяка на килограмм водорослей (сухой вес). Провозглашенные чудом здоровья из моря, растения также могут содержать до XNUMX миллиграммов неорганического мышьяка на килограмм сухого веса водорослей. В отличие от питьевой воды, в Германии нет предельной стоимости продуктов питания, поэтому эти водоросли можно свободно продавать. «Мы всегда находим новые классы продуктов, в которых мышьяк может быть проблемой», — с беспокойством говорит Швердтл. «Нам нужно выяснить, какие соединения существуют, насколько они опасны и следует ли установить предел».
В качестве примера она приводит популярные капсулы с рыбьим жиром, которые, как говорят, особенно хорошо снижают уровень холестерина благодаря высокому содержанию омега-3 жирных кислот. «В Австрии в этих капсулах было обнаружено до десяти миллиграммов органического мышьяка на килограмм. Неизвестно, представляют ли эти жирорастворимые соединения мышьяка риск для здоровья. Однако вызывает тревогу тот факт, что из этих соединений могут образовываться продукты метаболизма, которые также происходят с неорганическим мышьяком». Но разве азиатская кухня с ее особенно большим количеством морепродуктов не считается особенно здоровой? «Возможно, присутствующий органический мышьяк на самом деле вреден для здоровья, но азиаты разработали своего рода генетическую защиту от него, например, как часть измененного обмена веществ, которой нет у нас, европейцев», — предупреждает Швердтле.
Ваша рабочая группа пытается выяснить, на чем основано канцерогенное действие мышьяка. Это особенно сложно, потому что грызуны, которых часто используют для изучения канцерогенного действия токсинов, не метаболизируют мышьяк так, как люди. Кроме того, мышьяк проявляет свой канцерогенный эффект прежде всего после многих лет хронического потребления в небольших количествах, сценарий, который трудно воссоздать у грызунов из-за их короткой продолжительности жизни.
Поэтому Швердтле также ищет подходящие биомаркеры, которые могут подтвердить исследованные механизмы действия соединений мышьяка на модельных организмах в лаборатории, в клеточном материале людей, подвергшихся воздействию мышьяка. Идентификация подходящего биомаркера для воздействия загрязняющего вещества может предоставить важную информацию о более позднем раке. Это может внести значительный вклад в оценку потенциальных опасностей и установление предельных значений для здоровья.
«Среди прочего мы изучаем повреждение ДНК в лейкоцитах, возникающее в результате так называемого окислительного стресса. Для нас особенно важно выяснить, является ли это повреждение следствием дефектной репарации ДНК. Механизмы репарации ДНК вносят значительный вклад в поддержание стабильности нашего генетического материала в нашем организме и, таким образом, снижают риск развития рака», — говорит Швердтле. Мюнстер — идеальное место для этой захватывающей задачи, поскольку аналитические и токсикологические исследовательские навыки могут быть объединены на кафедре химии и фармации, чтобы в конечном итоге оценить риск содержания мышьяка в пищевых продуктах.
Источник: Мюнстер [WWU]
