Дожили: материнское молоко и молозиво — самые токсичные продукты питания

Доклад кандидата биологических наук Александра Ивановича Сотниченко и кандидата химических наук Виктора Ивановича Оханова «Некоторые аспекты химической безопасности кормления крупного рогатого скота» на междисципланарном семинаре по изучению эффектов сверхмалых воздействий в экспертном клубе ИА REGNUM.

* * *

Доклад, как следует из его названия, будет посвящён рассмотрению некоторых аспектов химической безопасности питания человека и кормления сельскохозяйственных животных. Его можно рассматривать как некое продолжение темы, которую блестяще раскрыл профессор Владимир Степанович Румак в своём докладе в апреле этого года в этой же аудитории (см. «Аварийные свалки — успешная диверсия. Доказательство»). Во время доклада Владимир Степанович исчерпывающе описал свойства семейства диоксинов и ту степень озабоченности, которую эти опасные экотоксиканты вызывают у мировой общественности. Я не буду повторно касаться этих тем, а предложу вам, уважаемые коллеги, обратить своё внимание на основные пути поступления диоксинов и других стойких загрязнителей из окружающей среды в организм человека. Все знают, что горящая свалка отходов — это очень плохо, потому что мы всем этим дышим. Но так ли это? Может быть, опаснее то, что мы едим?

Эти токсины поступают в наш организм по трём основным путям: через органы дыхания, органы пищеварения и в какой-то части через кожные покровы. Специалисты по загрязнению окружающей среды считают, что основной путь у большей части населения лежит через органы пищеварения. Два других можно оставить профессионалам, занимающихся тушением пожаров и работающих на вредных производствах.

Древние говорили: «Мы есть то, что мы едим». И это совершенно оправдано в наше время.

Обычно мы употребляем продукты двух видов: растительного и животного происхождения. Какие токсины могут содержать эти продукты? Рассмотрим этот вопрос на примере кормов для сельскохозяйственных животных. Почему именно корма? Ответ достаточно прост. Животные поедают корма, а мы поедаем продукцию животноводства. И таким образом большая часть того, что содержится в кормах, рано или поздно попадает к нам на стол. Основными видами токсических примесей в кормах сельскохозяйственных животных являются:

Дело в том, что, кроме полезных и питательных веществ, корма для сельскохозяйственных животных всегда, следует подчеркнуть, всегда содержат токсичные компоненты, которые поступают в корма из окружающей среды на месте произрастания или в процессе хранения. Вопрос об их присутствии заключается только в адекватном протоколе и чувствительности методов анализа.

Давайте рассмотрим те из них, которые, по мнению специалистов, представляют наибольшую угрозу для эффективности мясного и молочного животноводства. Корма, как установлено, всегда содержат три вида токсических примесей в виде микотоксинов, полиароматических углеводородов (ПАУ) и стойких органических загрязнителей (СОЗ). Кстати, диоксин относится к последней группе. Что это за вещества, как они попадают к нам на стол и можно ли с ними бороться на уровне пищевых цепей?

Известно, что среди представителей СОЗ наиболее токсичными являются полихлорированные дибензодиоксины (ПХДД) и дибензофураны (ПХДФ), что отдельно отметил в своём докладе Владимир Степанович Румак. По этой причине в развитых странах ведётся постоянный мониторинг их содержания в окружающей среде, кормах для животных и продуктах питания для людей. На Рис. 1 представлены данные начала 1990-х годов Агентства по защите окружающей среды США об основных источниках поступления полихлорированных дибензодиоксинов и дибензофуранов в организм среднего американца. Можно видеть, что поступление диоксинов с водой и через органы дыхания составляет менее 4%. Растительные продукты были исключены из рассмотрения из-за ещё более низкого вклада. Большая часть токсинов поступает к человеку с продуктами питания животного происхождения — около 95%. Говядина и молочные продукты вносят определяющий вклад в этот процесс — более 69%. Рыба, птица, яйца и свинина вносят заметно меньший вклад в общую нагрузку — суммарно менее 30%. Сходные результаты были получены позже и в других лабораториях и научных центрах Европы и США.

Вопрос, в чем причины этого феномена? Что такого ест корова в отличие от той же свиньи?

Для кормления сельхозживотных и питания людей издавна используют злаковые растения. Все злаковые состоят из корневой системы, стебля, листьев и плодов в виде колоса, метёлки или початка с зёрнами, покрытых оболочкой. Большинство кормовых трав для скота также относятся к злаковым. Все они произрастают под открытым небом в тёплое время года и подвергаются как атмосферным осадкам в виде дождя, так и атмосферным отложениям в виде пыли. Здесь уместно заметить, что основной способ распространения ПАУ и СОЗ по земному шару — их перенос из мест с их высокой концентрацией с частицами пыли на большие расстояния. Так, например, свалка горит в Саларьево, а частицы пыли с диоксинами могут переноситься ветром в Наро-Фоминский или Чеховский районы Московской области и там оседать на траву.

Рассмотрим распределение диоксина по разным частям злакового растения в количественном виде.

Таблица 1.Распределение СОЗ и ПАУ по частям злаковых растений

Объект

Содержание

диоксина (пг/г)

Концентрация по сравнению с зерном

120

0,0011

1

<0,0001

0,1

0,05

45

0,38

345

4,1

3727

В левом столбце таблицы указаны части растения, в среднем приведена концентрация диоксинов в почве и в разных частях растения, а в правом столбце приведены данные об относительном содержании диоксинов в конкретной части растения по сравнению с его концентрацией в зерне. Низкое содержание токсинов в соке ксилемы свидетельствует об отсутствии поступления диоксина из почвы через корневую систему. Наиболее высокое содержание диоксина наблюдается в листьях, за которыми следуют оболочка зерна и стебель. Можно сделать вывод, что зерно, благодаря наличию оболочки, надёжно защищено от попадания диоксина, а также других СОЗ. Поэтому зерно обычно слабо загрязнено СОЗ или ПАУ, а загрязняется в основном микотоксинами. Зелёная часть растения, кроме микотоксинов, может, в отличие от зерна, содержать на порядки более значительные концентрации СОЗ и ПАУ, сходных с ними по физико-химическим свойствам.

Таблица 2.Токсины в кормах для сельскохозяйственных животных

Животные

Основной компонент корма

Основные токсические

примеси в корме

В связи с типом питания бОльшую часть сельскохозяйственных животных можно разделить на две группы: зерноядных и травоядных. Первая из них состоит из птицы разных видов, свиней и разных видов рыбы. Основу их рациона составляет зерно злаковых и комбикорма на основе зерна. Зерно обычно содержит токсичные примеси в виде различных микотоксинов. Некоторые из них, например афлатоксины, могут соперничать с диоксином по токсичности и канцерогенной активности.

Вторая группа животных представлена коровами, буйволами, козами, овцами, верблюдами и лошадьми. Основу их рациона составляют зелёные части травянистых растений. Как было показано выше, зеленые корма и продукты их консервирования, в добавок к микотоксинам, всегда загрязнены СОЗ, в том числе и диоксинами, и ПАУ в значительных концентрациях.

В этом состоит основное и принципиальное различие между рационами коров и свиней, которое далеко не в пользу коров.

Итак, мы с вами выяснили, что корма для крупного рогатого скота невыгодно отличаются от кормов для птиц и свиней наличием в них кроме микотоксинов ещё двух групп липофильных токсинов — ПАУ и СОЗ.

Для того чтобы выбрать и применять для борьбы с ними наиболее подходящие и эффективные средства, целесообразно остановиться на таких важных свойствах органических веществ, как полярность и липофильность.

Все химические вещества условно делят на три группы:

1. полярные или гидрофильные (Log Pow < 1);

2. умеренно (не)полярные (1 ≤ Log Pow <3);

3. неполярные или гидрофобные или липофильные (Log Pow ≥ 3).

Полярные вещества хорошо растворимы в воде, а неполярные предпочитают неполярное окружение, типа липидов в жировых тканях. Этим группам соответствуют приведенные значения коэффициентов распределения веществ в двухфазной системе октанол/вода (Log Pow). Это десятичный логарифм отношения концентрации вещества в октаноле к его концентрации в воде. У полярных веществ этот коэффициент меньше единицы. У неполярных веществ он больше трёх. Такие вещества будет распределяться между жировыми и водными компартментами организма позвоночных в соотношении концентраций от дести тысяч к одному для монохлордибензодиоксина до шести с половиной миллионов к одному для 2, 3, 7, 8, — ТХДД.

Таблица 3.О полярности токсинов в кормах для КРС (Sotnichenko et al., 2019).

Степень

полярности

МКТ

(n = 1500)

ПАУ

(n = 45)

СОЗ

(n=55)

14

0

0

38

0

0

46

100

100

В результате нашей работы по анализу свойств достаточно большой выборки микотоксинов в полторы тысячи членов было установлено, что 46%, или почти половина из них, относится к неполярным, или липофильным соединениям. Было также показано, что ПАУ и СОЗ на все 100% относятся к липофильным веществам. Известно, что все неполярные, или липофильные вещества способны к биоаккумуляции. Под биоаккумуляцией понимают процесс постепенного накопления липофильных веществ из корма и окружающей среды в липидах жировой ткани животных. Биоаккумуляция или накопление живым организмом наблюдается на одном уровне пищевой цепи в тех случаях, когда скорость поступления вещества из окружающей среды в живой организм суммарно превосходит скорость метаболизма данного вещества и скорость выведения данного вещества и его метаболитов из организма. Признанными чемпионами по биоаккумуляции являются знаменитые деликатесы — устрицы и гребешки, моллюски-фильтраторы, у которых суммарный коэффициент биоаккумуляции может превышать миллион.

Мы рассмотрим это важное явление на примере переноса хлорорганических пестицидов (ХОП) из корма в коровье молоко. На Рис. 3 показаны метаболиты печально известного пестицида ДДТ, обнаруженные в молоке двух групп коров, получавших естественно загрязнённый корм. Коровы в опытной группе дополнительно получали неполярный кормовой адсорбент «Алвисорб», что позволило за два месяца на 70% снизить концентрацию ХОП в их молоке по сравнению с контролем. Мы установили, что концентрация ХОП в кормах для этих ферм была значительно ниже, чем в молоке коров. По этой причине биоаккумуляция здесь наблюдается пока в скрытом виде.

На Рис. 4 приведены данные по концентрации ХОП, обнаруженных в молозиве коров из этих же двух групп животных, отелившихся в течение первого месяца после завершения эксперимента.

Во время двухмесячного сухостойного периода перед отёлом коров не доят, и они не имеют возможности выводить из организма липофильные токсины вместе с жиром в молоко и поэтому биоаккумулировали, то есть накопили дополнительные их количества. Здесь мы уже можем наблюдать не только три знакомых нам метаболита ДДТ с предыдущего слайда в более высокой концентрации, но и те вещества, которые находились в молоке лактирующих коров в концентрациях ниже уровня количественного определения применяемого аналитического метода. Они накопились за два месяца. Здесь биоаккумуляция предстаёт в чистом виде. Мы можем наблюдать также, с какой скоростью коровы способны накапливать в жировых тканях липофильные токсины.

Несмотря на запрет применения ХОП в нашей стране более 40 лет тому назад, остатки этих пестицидов, как можно видеть, до сих пор присутствуют в кормах для КРС и наносят вред как нашему животноводству, так и нашей диете. Здесь вместе с биоаккумуляцией мы можем наблюдать процесс биомагнификации, под которой понимают скачкообразное увеличение концентрации аккумулированных липофильных веществ при продвижении вверх по пищевой цепи. Мы с вами стоим на её вершине, едим гамбургеры из говядины и пьём молоко.

Практически такие же результаты были получены нами при анализе содержания в молоке и молозиве ещё одной группы представителей СОЗ — полихлорированных бифенилов, или ПХБ. Эти вещества широко распространены в окружающей среде и представляют собой серьёзную и нарастающую экологическую проблему. Они всегда содержат те или иные количества диоксина, а некоторые из них сопоставимы с диоксином по токсичности.

Для защиты продуктивных животных от токсинов, содержащихся в кормах, достаточно давно применяются так называемые кормовые адсорбенты. Здесь приведены данные о сравнительной эффективности связывания липофильного эстрогенного микотоксина зеараленона наиболее распространёнными на рынке кормовыми адсорбентами разной природы и полярности. Эти адсорбенты представлены:

Последний кормовой адсорбент производится нами и реализуется под торговым знаком «Алвисорб». Его эффективность на этом Рис. 5 по понятным причинам была принята за 100%.

Аналогичные результаты мы получили и с представителями ПАУ. С СОЗ такие результаты получить значительно сложнее из-за их низкой растворимости в воде, но наши результаты, полученные in vivo на нескольких фермах, подтверждают высокую эффективность применяемого адсорбента.

Выводы

На основании представленных данных можно сделать следующие выводы.

Во-первых, все корма для сельскохозяйственных животных содержат микотоксины, ПАУ и СОЗ. Вопрос в только в номенклатуре и концентрации.

Во-вторых, наибольшую опасность для здоровья животных и их продуктивности представляют неполярные токсины, способные к биоаккумуляции.

Биоаккумуляция токсинов приводит к их переносу в продукты питания животного происхождения и к биомагнификации в организме человека. В этой связи уместно упомянуть, что средняя корова накапливает липофильные токсины в течение двух лет до первого отёла и после начала лактации начинает избавлять свой организм от них вместе с молоком. Женщина накапливает липофильные токсины, в том числе и диоксины, обычно более двадцати лет и после родов начинает выводить их из организма с грудным молоком. Поэтому грудное молоко во много раз «токсичнее» коровьего, и младенец с рождения получает солидную дозу токсинов вместе с грудным молоком матери со всеми печальными для него последствиями. Американские исследователи на примере рожениц показали, что концентрация диоксина в грудном молоке значительно снижается с каждыми последующими родами.

Мы с вами удостоверились, что основные пути поступления диоксинов в организм человека проходят через пищеварительную систему. Мне кажется, что я смог довести до вашего сведения, что существуют инструменты в виде эффективных энтеральных адсорбентов, которые могут значительно снизить вредное влияние токсинов из корма на здоровье и продуктивность животных и проводить прижизненную деконтаминацию не только сельскохозяйственных животных и продуктов животноводства, но и самого человека.