Вторая  проблема связана с продолжительностью сохранения пестицидов в почве и  на культурных растениях после обработки. ДДТ и пестициды, содержащие мышьяк, свинец и ртуть, относятся к группе устойчивых, они не разрушаются за время одного вегетационного сезона под действием солнца, ферментов  или микроорганизмов.

     Третья  проблема - это способность вредителей становиться устойчивыми к пестицидам: пестициды перестают их убивать. Устойчивость организма к пестициду - это биологическое свойство организма  сопротивляться отравляющему действию пестицида, способность выживать и  размножаться в присутствии химического  вещества, которое раньше подавляло  его развитие.

     С четвёртой проблемой столкнулись  сравнительно недавно. Пестициды основное влияние оказывают на почвенную  биоту, т.е. - живую фазу почвы. Почвенные микроорганизмы либо адаптируются к пестицидам и начинают разрушать или использовать их, либо угнетаются и погибают. В любом случае это усложняет соблюдение технологии использования пестицида, что отрицательно сказывается на чистоте получаемого растительного и животного продовольственного сырья.

     Пестициды обладают высокой токсичностью для  организма человека, опасны в связи  с возможностью мутагенного, тератогенного  и канцерогенного действия. Они могут  оказать токсическое действие на плод, не принося вреда организму  матери и, выделяясь с молоком, затем  отрицательно влиять на рост и развитие младенца.

1.4. Полициклические  ароматические и  хлорсодержащие углеводороды, диоксины и диоксиноподобные  соединения

     Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) образуются в процессе горения органических веществ (бензина, др. видов топлива, табака), в т. ч., при копчении, подгорании продуктов питания. Они содержатся в воздухе (пыль, дым), проникают в почву, воду, а оттуда - в растения и животных. ПАУ являются устойчивыми соединениями, поэтому обладают способностью накапливаться.

     По  своему действию на организм человека ПАУ являются канцерогенами, т.к имеют углубление в структуре молекулы, характерное для многих канцерогенных веществ (рис.1).

     Рис.1. Строение канцерогенных веществ

     В организм человека ПАУ попадают через  дыхательную, пищеварительную систему, через кожу. большому риску попадания в организм ПАУ подвергаются курильщики и пассивные курильщики.

     Хлорсодержащие  углеводороды (хлорированные алканы и алкены) широко используются в качестве растворителей, есть пестициды. Они летучи, растворимы в воде, липофильны, поэтому встречаются повсеместно и включаются в пищевые цепи. Попадая в организм человека хлорсодержащие углеводороды разрушают печень, повреждают нервную систему.

     К диоксинам - полихлорированным дибензодиоксинам (далее ПХДД) относится большая группа ароматических трициклических соединений, содержащих от 1 до 8 атомов хлора. Кроме этого существует две группы родственных химических соединений - полихлорированные дибензофураны (далее ПХДФ) и полихлорированные бифенилы (далее ПХБ), которые присутствуют в окружающей среде, продуктах питания и кормах одновременно с диоксинами. В настоящее время выделено 75 ПХДД, 135 ПХДФ и более 80 ПХБ. Они являются высокотоксичными соединениями, обладающими мутагенными, канцерогенными и тератогенными свойствами.

     Источники поступления диоксинов и диоксиноподобных соединений в окружающую среду, их круговорот, пути попадания в организм человека, воздействие на него схематично представлены на рисунке 2.  

     Рис.2. Источники поступления диоксинов и диоксиноподобных соединений в окружающую среду, их круговорот, пути попадания и

     воздействие на организм человека

1.5. Метаболиты микроорганизмов

     Все чужеродные соединения, попадая в  организм человека или животных, распределяются в различных тканях, накапливаются, подвергаются метаболизму и выводятся. Различные биохимические реакции метаболизма ксенобиотиков осуществляются в печени, почках, лёгких, кишечнике, мочевом пузыре, др. органах, что зачастую приводит к заболеваниям этих органов: циррозу и раку печени, раку мочевого пузыря, проч. Например  стафилококковые интоксикации - наиболее типичные пищевые бактериальные интоксикации. "Они регистрируются практически во всех странах мира и составляют более 30% всех острых отравлений бактериальной природы с установленным возбудителем" Донченко Л.В., Надыкта В.Д. Безопасность пищевой продукции: Учебник. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ДеЛи принт, 2005. - С. 85.. Пищевые отравления вызываются в основном токсинами золотистого стафилококка. Основными факторами, влияющими на развитие бактерий золотистого стафилококка, являются температура, присутствие кислот, солей, сахаров, некоторых других химических веществ, а так же - прочих бактерий. Причиной вспышек пищевых стафилококковых отравлений являются, как правило, продукты животного происхождения, такие как мясо, рыба и птицепродукты.

2. Механизмы защиты  организмов от  ксенобиотиков

     Все чужеродные соединения, попадая в  организм человека или животных, распределяются в различных тканях, накапливаются, подвергаются метаболизму и выводятся. Эти процессы требуют отдельного рассмотрения.

• система барьеров, препятствующих проникновению ксенобиотиков во внутреннюю среду организма, а также защищающих особо важные органы — мозг, половые и некоторые другие железы внутренней секреции,— от тех “чужаков”, которые все же прорвались во внутреннюю среду;
• особые транспортные механизмы для выведения ксенобиотиков из организма;
• ферментные системы, которые превращают ксенобиотики в соединения менее токсичные и легче удаляемые из организма;
• тканевые депо, где как бы под арестом могут накапливаться некоторые ксенобиотики.

     Рассмотрим  системы защиты чуть подробнее.

     Барьеры, стоящие на страже внутренней среды  организма, образованы одно- или многослойными  пластами клеток. Как известно, каждая клетка одета тончайшей жировой пленкой - липидной мембраной, почти непроницаемой для растворимых в воде веществ. Тем более трудно, а то и невозможно этим веществам преодолеть один или несколько слоев клеток. Однако вещества, хорошо растворяющиеся в липидах, естественно, могут преодолеть такой барьер. Его роль в организме животных и человека играют кожа, эпителий, выстилающий внутреннюю поверхность желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей, и т. п.

     Если  все же ксенобиотик прорвался  в кровь, то в наиболее важных органах - центральной нервной системе, некоторых железах внутренней секреции - его встретят так называемые гистогематические барьеры (от греческих слов “гистос” — ткань и “гема” — кровь), расположенные между тканью и кровью. К сожалению, и гистогематический барьер не всегда бывает непреодолимым для ксенобиотиков — ведь снотворные и некоторые другие лекарства действуют на нервные клетки, а значит, они барьер преодолевают. Это очень опасно, так как лишенные защиты половые или нервные клетки сначала “болеют”, а затем могут и погибнуть. Так, одной из причин бесплодия у мужчин является нарушение гистогематического барьера в семеннике. Из года в год число лиц с повреждением барьера растет, причем стали преобладать тяжелые формы повреждения, сопровождающиеся полной гибелью половых клеток. Стало быть, с ростом загрязнения воздуха, воды и пищи различными ксенобиотиками не у всех мужчин барьер в семеннике выдерживает. Опыты на животных показали, что сильнее всего повреждают барьер соединения кадмия. Загрязнение окружающей среды кадмием в последние годы растет во всем мире, поэтому можно думать, что именно он действует в данном случае на людей. Во всяком случае, возможность такой взаимосвязи следует изучить.

     Транспортные  системы, выводящие ксенобиотики из крови, обнаружены во многих органах млекопитающих, в том числе и человека. Наиболее мощные находятся в клетках печени и почечных канальцев. В органах, защищенных гистогематическим барьером, имеются особые образования, откачивающие ксенобиотики из тканевой жидкости в кровь. Так, например, в желудочках головного мозга есть так называемое хориоидное сплетение, клетки которого перемещают чужеродные соединения из ликвора (жидкости, омывающей мозг) в кровь, протекающую по сосудам сплетения.

     Рис. 3. Метаболизм и выведение ксенобиотиков

       из организма. КсБ - ксенобиотик; R – радикал,

       используемый при коньюгации; Гфб – гидрофобные

     и  Гфл – гидрофильные метаболиты ксенобиотиков,

     М – молекулярная масса 
 

     Следующий механизм защиты - ферментные системы, которые превращают ксенобиотики в менее ядовитые и легче поддающиеся выводу соединения. Для этого используются ферменты, катализирующие или разрыв какой-либо химической связи в молекуле ксенобиотика, или, наоборот, соединение ее с молекулами других веществ. Чаще всего в итоге получается органическая кислота, которая легко удаляется из организма.

     Некоторые из ксенобиотиков избирательно накапливаются в определенных тканях и длительное время в них сохраняются; в этих случаях и говорят о депонировании ксенобиотика. Так, хлорированные углеводороды, предназначавшиеся для борьбы с вредителями полей, хорошо растворимы в жирах и поэтому избирательно накапливаются в жировой ткани животных и человека, где в силу своей стойкости могут сохраняться очень долго. Одно из таких соединений, так называемый ДДТ, до сих пор обнаруживается в жировой ткани человека и животных, хотя его применение в большинстве стран мира запрещено около 20 лет назад. Соединения тетрациклинного ряда сродни кальцию, и потому избирательно депонируются в растущей костной ткани, и т. д. Является ли такое депонирование надежным способом защиты от ксенобиотиков? И да, и нет. Когда ксенобиотик собирается в одной ткани, очищая другие, то это способствует нормальной жизни организма. Но если он “застревает” там надолго, то, в конце концов его отравляющее действие сказывается.

     Существует  также две стратегии защиты, выработанные в процессе коэволюции растений и животных. Первая стратегия — выбор индивидуального механизма защиты. Растения научаются синтезировать мощные защитные токсины — такие, как сердечные гликозиды, никотин, атропин, стрихнин. Подавляющее большинство животных не в состоянии защититься от них. Но у одного-двух видов возникает какой-то механизм защиты, такой вид животных может даже питаться данным растением — и здесь он не имеет конкурентов. Дальнейшая коэволюция закрепляет связь между животным и растением, токсин последнего становится для животного аттрактантом.

     Вторая  стратегия защиты — избегание  причин гибели. Животное научается  отличать ядовитые растения, узнавая их токсины по запаху или вкусу. Такие токсины становятся для животного репеллентами. Оно выискивает пищу, в которой подобных репеллентов нет, и круг пищевых растений при этом может быть достаточно широким.

     Некоторые факты:

     Спиртные  напитки известны издавна. Предполагается, что прием спиртного был приурочен  нашими предками к таким событиям, как праздник полнолуния, удачная  охота, и символизировал психическое  родство, «единство крови». Человек  долгое время не переступал опасной  черты употребления алкоголя, однако сегодня алкоголизм стал одной из самых серьезных проблем.

     Если  собственные механизмы защиты от ксенобиотиков оказываются бессильными  и возникает сильное отравление, то, чтобы спасти человеку жизнь, в  больнице применяют различные методы детоксикации его организма.

     Веществом, выступающим разрушителем естественных защитных механизмов человека, является алкоголь.

     Алкоголь  вызывает нарушения психики, обмена веществ. Он обжигает эпителий пищеварительного тракта и делает его проницаемым  для других чужеродных веществ; разрушает  клетки печени, которая теряет способность  обезвреживать ксенобиотики; разрушает  эпителий почечных канальцев, в результате чего почки оказываются неспособными выводить вредные вещества из организма.

3. Пути решения проблемы

     Мероприятия по снижению загрязнения химическими элементами пищевых продуктов должны включать государственный и ведомственный контроль над их промышленными выбросами в атмосферу, водоемы, почву.

     Например, в борьбе с загрязнением свинцом  необходимо снизить или полностью исключить применение соединений свинца в бензине, стабилизаторах, изделиях из поливинилхлорида, красителях, упаковочных материалах. Немаловажное значение имеет гигиенический контроль над использованием луженой пищевой посуды, а также глазурованной керамической посуды, недоброкачественное изготовление которых ведет к загрязнению пищевых продуктов свинцом.

     В профилактике интоксикации кадмием важно правильное питание: преобладание в рационе растительных белков, богатое содержание серосодержащих аминокислот, аскорбиновой кислоты, железа, цинка, меди, селена, кальция. Необходимо профилактическое УФ - облучение.