антимутагенный эффект что это
Антимутагены
Смотреть что такое «Антимутагены» в других словарях:
АНТИМУТАГЕНЫ — (от анти. и мутагены) химические и физические факторы, понижающие частоту возникновения наследственных изменений организма мутаций, напр. сульфгидрильные соединения … Большой Энциклопедический словарь
Антимутагены — * антымутагены * antimutagens вещества, предупреждающие или снижающие действие мутагенов (см.) в эксперименте, а также уровень естественного мутирования. Постоянно присутствующие в организме естественные А. входят в единую буферную систему,… … Генетика. Энциклопедический словарь
антимутагены — (от анти. и мутагены), химические и физические факторы, понижающие частоту возникновения наследственных изменений организма мутаций, например сульфгидрильные соединения. * * * АНТИМУТАГЕНЫ АНТИМУТАГЕНЫ (от греч. anti против и мутагены (см.… … Энциклопедический словарь
АНТИМУТАГЕНЫ — (отанти. имутагены), хим. и физ. факторы, понижающие частоту возникновения наследств. изменений организма мутаций, напр. сульфгидрильные соединения … Естествознание. Энциклопедический словарь
АНТИМУТАГЕНЫ — вещества, предупреждающие или снижающие действие мутагенов в эксперименте, а также уровень естественного мутирования (напр., каталаза) … Словарь ботанических терминов
АНТИМУТАГЕНЫ — Антигены (вещества, факторы), обладающие способностью понижать частоту спонтанных или индуцированных мутаций … Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных
Антимутагены — АНТИМУТАГÉНЫ (от анти. и мутагены), факторы, снижающие частоту мутаций. К А., поддерживающим определённый уровень спонтанных мутаций, относят ферментные системы, осуществляющие исправление (репарацию) генетич. материала, а также естеств.… … Биологический энциклопедический словарь
Мутагенез — процесс возникновения наследственных изменений мутаций (См. Мутации), появляющихся естественно (спонтанно) или вызываемых (индуцируемых) различными физическими или химическими факторами мутагенами (См. Мутагены). В основе М. лежат… … Большая советская энциклопедия
Бетула-Хит — Латинское название Betula Hit Фармакологическая группа: БАДы — продукты растительного, животного или минерального происхождения Нозологическая классификация (МКБ 10) ›› Y97 Факторы, связанные с загрязнением окружающей среды ›› Z54 Период… … Словарь медицинских препаратов
Исследование антимутагенной активности бифидобактерий
ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИМУТАГЕННОЙ АКТИВНОСТИ БИФИДОБАКТЕРИЙ
АНТИМУТАГЕННЫЙ ЭФФЕКТ ПРОБИОТИКОВ И ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР
Живущие на Земле существа подвергаются действию химических, физических и биогенных мутагенов в значительно большем масштабе, чем их предки. Широкая химизация промышленности и сельского хозяйства, все большее проникновение химических препаратов в быт, наряду с известными преимуществами, несут с собой опасность, связанную с увеличением мутационного груза в популяциях растений, животных и людей. В процессе эволюции живые существа сформировали различные приспособления, направленные на сохранение видовой и индивидуальной специфики. Важная роль в защите организма от генотоксических воздействий принадлежит покровным тканям, способности печени и других органов осуществлять специфические физиологические реакции детоксикации мутагенов и, конечно, репарации ДНК – главной мишени действия мутагенов.
Однако компенсаторные механизмы у живых существ, действующие против мутаций, ограничены. Поэтому один из подходов к снижению губительного действия химических мутагенов и УФ-лучей на организмы являются использование веществ с антимутагенными свойствами.
К настоящему времени известно более 300 соединений со свойствами антимутагена, главным образом растительного, животного происхождения, или синтезированных химическим путем.
БАКТЕРИИ КАК ИСТОЧНИК АНТИМУТАГЕНОВ
До конца 80-х годов бактерии почти не изучались как источники антимутагенов. Известно, что бактерии, эволюционно наиболее древние существа, выжившие при высоких уровнях УФ, который имел место до образования озонового слоя, и в течение более 3,5 лет подвергаются воздействию различных мутагенных и инактивирующих факторов. Это обстоятельство предполагает, что бактерии должны обладать надежными средствами защиты для сохранения стабильности своего генома: кроме системы репарации ДНК, они могли выработать защиту путем синерезиса веществ с протекторными, реактивирующими и антимутагенными свойствами.
Учитывая, с одной стороны, общие фундаментальные реакции метаболизма прокариот и эукариот, а с другой,- способность бактерий осуществлять реакции некоторых уникальных синтезов, нельзя исключить, что бактерии могут стать источником новых и ценных антимутагенов.
Одним из путей снижения губительного действия окружающей среды является использование в пищу пробиотических микроорганизмов. Клетки и метаболиты бактерий проявляют высокий ингибиторный эффект в отношении мутаций, индуцированных мутагенами различного механизма действия. К настоящему времени скрининговые исследования дополнились идентификацией индивидуальных соединений, ответственных за проявление антимутагенного эффекта бактериальными культурами и выявлением механизма их действия. Бактерии, как источники антимутагенов, представляют несомненный интерес как профилактические пищевые добавки для активизации естественных систем репарации и для создания медицинских препаратов нового типа с антимутагенными свойствами, что, в принципе, возможно, если иметь в виду биологическую универсальность ДНК. Ранее была установлена антимутагенная активность бифидобактерий в отношении мутагенеза, индуцированного 4-нитрохинолин-N-оксидом, а так же остановлено их ингибирующее влияние на нитрозмочевину.
ЗЛАКОВЫЕ КУЛЬТУРЫ И АНТИМУТАГЕННЫЙ ЭФФЕКТ
Так же нужно отметить и антимутагенный эффект злаковых культур. Экспериментальные исследования в области антимутагенеза, проводимые в разных странах, продемонстрировали наличие широкого круга растительных агентов, подавляющих спонтанную мутабильность. Биомутагены, содержащиеся в растениях делятся на:
Сейчас на антимутагенную активность проверено около 2500 видов растений. 150 из них являются антимутагенами, причем чаще всего антимутагенные свойства проявляются у водных экстрактах этих растений. Эти свойства характерны и для злаков, имеющих высокое содержание токоферолов, снижающих число хромосомных повреждений, индуцированных бензапиреном и блеомицином. Проведенные исследования выявили, что злаковые культуры в широком диапазоне концентраций не модифицирует эволюционно сформировавшийся у данного вида уровень спонтанного мутирования, не увеличивая и не уменьшая его. Вместе с тем установлено, что испытываемые препараты также в широком диапазоне концентраций, однако, с дозозависимой эффективностью, ингибирует индуцированный мутагенез [5]. Таким образом, положительные результаты экспериментов создают реальные предпосылки для использования злаковых культур в качестве перспективной добавки в функциональном питании.
В настоящее время доказано, что бифидобактерии обладают антимутагенными свойствами, которые зависят от различных факторов. Одним из факторов, влияющих на антимутагенную активность пробиотических микроорганизмов, является состав питательных сред.
В связи с этим нами изучено влияние пребиотиков на антимутагенные свойства Bifidobacterium bifidum 83 и Bifidobacterium longum DK – 100. Полученные результаты исследований представлены в таблице 9.
Таблица 9 – Исследование антимутагенной активности бифидобактерий
Наименование штамма микроорганизмов
Среднее число ревертантов на чашку
Антимутагенная активность бифидобактерий и пропионовокислых бактерий
АНТИМУТАГЕННЫЕ СВОЙСТВА БАКТЕРИЙ ПРОБИОТИКОВ
Полученные на сегодня данные демонстрируют перспективность и актуальность изучения прокариот как источников антимутагенов
К биоантимутагенам относят, например, соли кобальта, добавление которых к инкубационной смеси снижает высокую частоту ошибок дефектной полимеразы III у сенной палочки, а также частоту мутаций, индуцированных N-метил-N´-нитро-N-нитрозогуанидином (МННГ) у кишечной палочки. Многие биоантимутагены, например полиамины, образующие комплексы с ДНК, стабилизируют двойную спираль ДНК.
Считается, что ежедневное употребление антимутагенов и антиканцерогенов может оказывать наибольший эффект на предотвращение рака и генетических заболеваний, а защита от мутаций может быть полезной как в ранней, так и на поздней стадии развития рака.
Антимутагенные свойства ферментированного молока и других молочных продуктов связаны главным образом с присутствием в молоке молочнокислых бактерий и других ферментирующих пробиотических микроорганизмов. Неферментированное молоко десмутагенностью не обладает, что указывает на образование антимутагенов в процессе брожения полезных бактерий.
Таким образом, в качестве антимутагенного фактора могли выступать белки-ферменты. Кроме химической и энзиматической инактивации мутагенов среды, бактерии обладают и другими способами «расправы» с генотоксическими соединениями. Так, гомолактатные бактерии Lactobacillus helveticus L89 осуществляют десмутагенез в отношении 4НХО-индуцированных мутаций путем образования активного пептида в результате протеолитического расщепления казеина молока. Непротеолитический штамм антимутагеной активностью не обладает. Существенно, что L. helveticus, в отличие от L. bulgaricus, хорошо приживается в кишечнике людей и подавляет рост гнилостных бактерий, образующих канцерогены, путем снижения активности ферментов, которые участвуют в превращении промутагенов в мутагены и канцерогены. Антимутагенное действие бактерий может быть связано с подавлением активности ферментов микросомальной фракции S9.
Антимутагенные свойства классических (молочных) пропионовокислых бактерий P. freudenreichii
У всех организмов есть эндогенные и экзогенные защитные механизмы. Антимутагенез – это снижение частоты спонтанных или индуцированных мутаций. Более 200 веществ обладают свойствами десмутагенов (разрушают или нейтрализуют вещества-мутанты) и биоантимутагенов (стимулируют процессы репарации ДНК). Цистеин, например, полностью нейтрализует действие нитрозогуанидина. Пуриновые нуклеозиды – на 60-70% подавляют спонтанные мутации.
Основной механизм антимутагенеза точковых мутаций (замены, делеции, вставки пар нуклеотидов) – репарации (фотореактивация, эксцизионная репарация, пострепликативная рекомбинационная репарация, SOS-репарация).
Изучение антимутагенных свойств бактерий началось с 1986 года. До этого в этом качестве рассматривались только растения (цитрусовые). Вместе с тем в этом плане важны прокариоты, используемые в пищевых биотехнологиях и как пробиотические препараты.
В 1989 г. профессор МГУ Воробьева Л.И. с соавторами с использованием теста Эймса впервые обнаружили антимутагенность пропионовокислых бактерий против азида натрия и нитрозогуанидина (НГ) (Воробьева и др., 1990). С этого момента появилось новое перспективное направление — изучение бактериального антимутагенеза.
Экстракты клеток и культуральная жидкость P. freudenreichii обладают биоантимутагенными и десмутагенными свойствами (антиканцерогенными). В качестве мутагенов в экспериментах использовали 4-нитрохинолин, N-нитро-N-нитрозогуанидин, а также 9-аминоакридин и 2-нитрофлуорен ( мутации со сдвигом рамки считывания ) (Воробьева и др., 1996; Vorobjeva et al., 2000; Воробьева — и др., 2001)
Низкомолекулярные полипептиды и тиолсодержащие соединения могут служить как десмутагены, так и сигнальными молекулами для процессов репарации ДНК; они также выделяются в среду (по результатам диализа, обработки протеазами и прогревания 10 мин при 92 0 С). Это свойство является пробиотически значимым.
Показано, что антимутагенная активность пропионовокислых бактерий против 4НХО и МННГ ( точковые мутации ) коррелирует (взаимосвязана) с накоплением в среде тиоловых соединений (Воробьева и др., 1995; Vorobjeva, 1999). Максимальная антимутагенная активность соответствует максимальной аккумуляции в среде тиолов. Подобным, восстанавливающим свойством обладают многие серосодержащие соединения, в том числе глутатион, цистеин, цистеамин.
Дополнительно см.:
ВЫВОД
Таким образом, клетки и метаболиты многих полезных бактерий проявляют высокий ингибиторный эффект в отношении мутаций, индуцированных мутагенами различного механизма действия. Бактерии как источники антимутагенов представляют несомненный интерес как профилактические пищевые добавки для активизации естественных систем репарации и для создания медицинских препаратов нового типа с антимутагенными свойствами, что, в принципе, возможно, если иметь в виду биологическую универсальность свойств ДНК.
Будьте здоровы!
ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ
BIRCH WORLD
ФИТОПРЕПАРАТЫ С ДОКАЗАНОЙ КЛИНИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ И БЕЗОПАСНОСТЬЮ
Антимутаген (защита генома человека)
Профилактика и применение в комплексном лечении онкологических заболеваний.
«Индуцированный мутагенез (изменения в молекулах нуклеиновых кислот, хранящих и передающих наследственную информацию) играет ведущую роль в поддержании уровня онкологических, наследственных и сердечно-сосудистых заболеваний. Не менее 10 % процентов населения систематически контактирует с промышленными мутагенами (внешние агенты, которые вызывают мутации).
Во всем мире очень активно ведутся работы по поиску веществ, которые влияют на снижение уровня мутагенеза и формируют устойчивость к мутагенным воздействиям. Эффективность этих соединений и продуктов на их основе весьма невысока, как правило, мутагенный эффект под их влиянием снижается не более, чем на 25-40 %.
Единственное исключение среди более, чем двух десятков исследованных природных соединений и комплексов, составляет бересты экстракт, содержащий бетулин (БЭБ). В НИИ фармакологии РАМН им. В.В.Закусова под руководством академика РАМН, профессора Середенина С.Б. и член.корр.РАМН, профессора Дурнева А.Д. прошли исследования, которые выявили защитный эффект БЭБ (более 60%). Ещё одно неоспоримое преимущество БЭБ – природных характер и отсутствие побочных действий. По мнению одного из известных в мире ученых в области мутагенеза член.корр.РАМН, профессора А.Д. Дурнева: «Подтверждение эффективности БЭБ в клинических условиях откроет широкие перспективы его многофункционального (лекарство, биологически активная или пищевая добавка) использования для защиты генома человека»
Патент RU № 2277417 «Средство с антимутагенной активностью»
Патент RU № 2266128 «Антимутаген»
Антиоксидант, антигипоксант.
Исследования проведены в ВНИИ лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР) с использованием ферментативных тест-систем, моделей гемической и барической гипоксии и экспериментального гепатита у животных. Доказано, что антиоксидантная активность экстракта связана не только с непосредственным связыванием свободных радикалов, но и регулирующим влиянием на ферменты антиоксидантной защиты самого организма ( каталазу, глутатионредуктазу, глутатионпероксидазу и супероксиддисмутазу).
Экстракт увеличивал продолжительность жизни животных при гемической и барической гипоксиях, что даёт основание рекомендовать его в качестве профилактического средства для повышения устойчивости организма к кислородной недостаточности при физической нагрузке, стрессовых ситуациях, а также при лечении патологических состояний (ишемическая болезнь сердца, нарушения функций мозга, лёгких, печени и пр).
Патент RU № 2252773 «Антигипоксическое средство»
Патент RU №2304976 «Средство для лечения сахарного диабета 2 типа»
Пищевые мутагены и антимутагены
ПИЩЕВЫЕ МУТАГЕНЫ И АНТИМУТАГЕНЫ
Примечание: Одним из перспективных направлений в области разработки и внедрения пищевых антимутагенов является использование в рационе человека продуктов функционального питания на основе пробиотических микроорганизмов. Обнаруженные антитмутагенные и другие полезные свойства дружественных нам бактерий открывают огромные перспективы их использования в пищевой промышленности, а также здравоохранительной практике. Это особенно актуально в свете массового использования в пищевой отрасли различных пищевых добавок, влияющих на процессы мутагенеза. См.: Антимутагенная активность пробиотиков
СОДЕРЖАНИЕ СТРАНИЦЫ
ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ И ГИГИЕНИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПИЩИ
Современные пищевые технологии приготовления пищевых продуктов массового потребления предусматривают широкое применение различных пищевых добавок. Они не являются необходимыми компонентами пищи, но без их применения выбор пищевых продуктов был бы значительно беднее, а пищевые технологии значительно более сложными и дорогостоящими. Без применения пищевых добавок практически невозможно изготовление полуфабрикатов, блюд быстрого приготовления, они также необходимы для улучшения органолептических свойств, удлинения сроков хранения, снижения калорийности пищи.
Сегодня известно 22 класса пищевых добавок. Это красители, консерванты, антиокислители, эмульгаторы, загустители, желатирующие вещества, стабилизаторы, усилители вкуса, подсластители, разрыхлители, наполнители и ряд других. Применение пищевых добавок регулируется различными нормативными актами. Одним из главных условий для разрешения применения пищевых добавок является их токсикологическая безопасность. Последняя достигается путем предварительного экспериментального исследования изменений функционального состояния и морфологических изменений рганизма под влиянием той или иной пищевой добавки. В то же время до сих пор очевидно недостаточное внимание уделяется оценке влияния пищевых добавок на процессы мутагенеза.
Биологические и медицинские последствия индуцированного мутагенеза представляют серьезную угрозу здоровью и жизни человека. Индуцированные мутации ответственны за возникновение наследственных заболеваний, врожденных пороков развития, онкологических заболеваний. С ними связывают преждевременное старение и бесплодие. Массированное воздействие мутагенов на генетические структуры может явиться причиной генетического вырождения человека как биологического вида. К сожалению, несмотря на серьезнейшую угрозу для жизни и здоровья человека со стороны индуцированного мутагенеза, оценка мутагенных свойств пищевых добавок не является необходимым условием их внедрения в практику, поэтому вопрос генетической безопасности их применения остается открытым.
С общетеоретических позиций влияние пищевых добавок на мутагенез может быть сведено к трем основным проявлениям:
Совершенно очевидно, что пищевые добавки с мутагенными и комутагенными свойствами представляют очевидную опасность для жизни и здоровья человека, тогда как на основе пищевых добавок с антимутагенными свойствами возможна разработка продуктов, способных снижать «генетический риск» воздействия средовых и промышленных мутагенов на генетические структуры человека.
1. Результаты, полученные при изучении мутагенных свойств пищевых добавок.
Исследованию на мутагенную активность подвергнуты далеко не все использующиеся пищевые добавки. Однако даже эта ограниченная работа позволила выявить мутагенные соединения практически среди всех известных классов пищевых добавок.
1. Антиокислители.
Это наиболее хорошо исследованная в генетическом отношении группа пищевых добавок. Полученные результаты довольно противоречивы, но дают достаточно оснований полагать, что применение бутилгидрокситолуола (Е321) и особенно бутилгидроксианизола (Е320) может быть небезопасно с генетической точки зрения.
2. Ароматизаторы.
3. Консерванты.
Исследования хлорида олова (Е512), применяющегося в качестве консерванта в ряде стран, показали его генотоксичность в микробиологических тестах. Формальдегид (Е240) проявил мутагенные свойства в микробиологических тест-системах, индуцировав генные мутации в клетках китайского хомячка in vitro и хромосомные мутации в культуре клеток человека.
Имеются сообщения о мутагенной активности консерванта нитрита натрия и бактериального ингибитора для вин и соков бисульфита натрия. Разработанный в Японии консервант AF-2, являющийся производным нитрофурана, запрещен к применению в связи с наличием мутагенных свойств.
Более сложные результаты были получены при оценке мутагенной активности сорбиновой кислоты и ее солей (Е200, Е201, Е202). Первоначально было показано, что они индуцируют генные и хромосомные мутации в культивируемых эукариотических клетках. В дальнейшем в исследованиях in vitro и in vivo эти результаты не нашли подтверждения. Однако было отмечено, что перечисленные агенты могут приобретать генотоксические свойства в результате окисления. Консервант тиабендазол (Е233) продемонстрировал мутагенные свойства в экспериментах на клетках китайского хомячка in vitro, но был неактивен в микроядерном тесте на мышах.
4. Красители.
В тесте Эймса мутагенную активность продемонстрировали основной красный, метиловый красный судан 4, метиловый оранжевый, конго красный, ализариновый красный В, эриохром, триптофановый синий, синий Эванса и другие.
5. Подсластители.
Сведения о многочисленных исследованиях сахарина и его солей (Е954) достаточно противоречивы. Одни авторы указывают на наличие у сахарина мутагенных свойств, другими подобные эффекты не обнаружены. В наших исследованиях, посвященных изучению мутагенности сахарина, а также цикламата (Е952), ацесульфама (Е950) и аспартама (Е951), не выявление мутагенной активности указанных пищевых добавок в экспериментах на мышах.
6. Другие пищевые добавки.
Пиколинат хрома продемонстрировал выраженную мутагенную активность в экспериментах на культивируемых эукариотических клетках, бромат калия (Е924) обладал аналогичным эффектом в экспериментах на крысах.
2. Результаты, полученные при изучении комутагенных свойств пищевых добавок.
Исследования комутагенной активности большинства пищевых добавок до сих пор остаются за пределами внимания исследователей. Работы в этом направлении имеют единичный характер. В то же время известные сведения позволяют уверенно утверждать, что комутагенные свойства присущи целому ряду пищевых добавок. Танины (Е181) проявили комутагенную активность по отношению к цитогенетическим эффектам митомицина С в ряде экспериментов, проведенных на эукариотических тест-системах. Выявлен синергизм мутагенных эффектов формальдегида (Е240) и нитрозометилмочевины.
Такое общеупотребляемое соединение как аскорбиновая кислота (ЕЗОО), продемонстрировала способность усиливать повреждающее действие блеомицина на хромосомы культивируемых лимфоцитов человека, а также проявила комутагенную активность относительно эффектов некоторых металлов в экспериментах на мышах.
В этой связи уместно рассмотреть другие примеры комутагенности витаминов, которые рекомендуются сегодня для обогащения пищевых продуктов. Витамин Е увеличивает мутагенность блеомицина и этилметансульфоната. Витамин В2 обладает аналогичным эффектом по отношению к соединениям хрома, а витамин А усиливает мутагенное действие этилметансульфоната.
3. Результаты, полученные при изучении антимутагенных свойств пищевых добавок.
В настоящее время все большее распространение получает идея того, что ряд пищевых добавок может одновременно с технологическими функциями выполнять роль хемопревенторов, т.е. увеличивать устойчивость человека к разнообразным воздействиям, в том числе и мутагенным. Немаловажную роль в формировании этой точки зрения сыграли позитивные результаты, установленные при изучении антимутагенных свойств пищевых добавок и витаминов, использующихся для обогащения пищевых продуктов.
1. Антиоксиданты.
Сегодня имеется достаточно большое количество сведений, указывающих, что утилгидрокситолуол (Е321), бутилгидроксианизол (Е320), пропилгаллат (Е310), этоксихин (Е324) обладают антимутагенными свойствами.
Е320 и Е321 ингибируют мутагенный эффект бензо(а)пирена в культивируемых клетках млекопитающих.
Е324 с дозовой зависимостью снижает и полностью устраняет повреждающее действие циклофосфана на клетки костного мозга и сперматогонии млекопитающих.
Достаточно сведений об антимутагенности аскорбиновой кислоты, эффективно снижающей генотоксическое действие лекарства циклофосфамида и инсектицида диметоата, пестицидов эндосульфана, фосфомедона, манкозеба, а также антиамебного препарата дийодгидроксихинолина и бензо(а)пирена.
Витамин Е снижает число хромосомных повреждений, индуцированных бензо(а)пиреном и блеомицином.
Витамин А снижает мутагенность афлатоксина В1, циклофосфамида метилнитрозамина, бензо(а)пирена, лекарства клофаземина.
2. Ароматизаторы.
Сведения о результатах исследований антимутагенных свойств ароматизатора коричного альдегида обобщены ранее.
Испытания ванилина показали, что этот ароматизатор снижает мутагенное действие метилметансульфоната и митомицина С в экспериментах на дрозофиле и этилнитрозомочевины в экспериментах на мышах.
Кумарин оказался способен ингибировать у мышей мутагенную активность бензо(а)пирена.
3. Красители.
Рибофлавин (Е101i) ингибировал мутагенный эффект бензо(а)пирена и 2-ацетиламинофлуорена.
Другие пищевые добавки и витамины.
Были установлены антимутагенные свойства подсластителя аспартама (Е951). Это соединение эффективно снижало мутагенные эффекты диоксидина и циклофосфамида.
Витамин В6 проявил антимутагенные свойства по отношению к митомицину С и нитрохинолиноксиду, но был не эффективен в отношении воздействия циклофосфамида, нитрозогуанидина и метилмочевины.
Витамин В12 уменьшал количество хромосомных повреждений у мышей, зараженных вирусом кори.
Фолиевая кислота дозо-зависимо снижала индукцию микроядер под влиянием метотрексата в клетках костного мозга мышей.
Обращает на себя внимание тот факт, что в ряде случаев одно и то же вещество может демонстрировать все три вида активности. Последнее особенно характерно для антиоксидантов и может быть связано с присущей этим соединениям инверсией эффектов, выражающейся в концентрационно- или дозо-зависимой смене антиоксидантного действия на прооксидантное и, соостветственно, антимутагенного на мутагенное или комутагенное.
Наличие у ряда пищевых добавок мутагенных и комутагенных свойств позволяет ставить под сомнение целесообразность их дальнейшего применения. В то же время сведения о наличии у них генотоксической активности получены в разрозненных экспериментах, не связанных единой методологией, принятой для оценки мутагенной активности химических соединений. Не останавливаясь на ее подробном анализе, отметим, что сегодня общепринята практика комплексного, предусматривающего применение набора разных методов, изучения мутагенности активности химических соединений, а также выработаны оптимальные алгоритмы оценки совокупности полученных данных и их экстраполяции на человека. Существуют научно обоснованные параметры, определяющие выбор методов исследования, доз, способов и режимов использования вещества в экспериментах по оценке его мутагенных свойств. Особенно тщательно и полно методология исследования на мутагенность разработана в области фармакологии, поскольку оценка мутагенной активности является необходимым условием внедрения лекарственных средств в практику. Вышеизложенные сведения позволяют обоснованно полагать, что систематическая и комплексная система оценки мутагенной активности пищевых добавок является ныне насущной необходимостью и может выполняться на основе методологии, принятой в доклинических фармакологических исследованиях по безопасности лекарств, как это рекомендуется ВОЗ.
Отдельного анализа заслуживают сведения об антимутагенных свойствах некоторых пищевых добавок. Их наличие открывает перспективы разработки пищевых продуктов, применение которых может значительно снизить мутагенное давление факторов среды на наследственность человека. Считается, что это чрезвычайно перспективное направление для теоретических и прикладных исследований. Однако его реализация наталкивается сегодня на недостаточную разработанность методологии подобного рода исследований и внедрения пищевых продуктов с антимутагенными свойствами. Большинство возникающих проблем связано с вопросами правомерности экстраполяции данных экспериментальных исследований на человека, а также инверсией и специфичностью эффектов многих пищевых антимутагенов.
Таким образом, сегодня имеется настоятельная необходимость внедрения в систему изучения безопасности пищевых добавок методов оценки их мутагенной и комутагенной активности и необходимые предпосылки для дальнейшей теоретической и практической разработки подходов к использованию антимутагенных пищевых добавок в качестве пищевых хемопревентеров мутагенных воздействий на человека.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Современные исследования показывают, что пищевые продукты могут содержать как генотоксиканты, представляющие опасность для наследственности человека, так и антимутагены, способные увеличивать устойчивость человека к генотоксическим влияниям средовых факторов.
Мутагены могут попадать в продукты питания из внешней среды, образовываться при термической обработке и при хранении пищи. Однако сведения об этих процессах и контроль за ними, очевидно, недостаточны, как и данные о мутагенных свойствах пищевых добавок различного назначения и некоторых естественных компонентов пищи. Ввиду этого необходим развернутый анализ методических и методологических аспектов работы по обеспечению генетической безопасности пищи.
МУТАГЕНЫ И АНТИМУТАГЕНЫ В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ
Основные положения о медицинской значимости индуцированного мутагенеза были сформулированы в 1960-1970-х гг. Большинство последующих исследований в этой области сфокусированы на оценке мутагенных свойств средовых факторов различной природы. Были предложены и отработаны методические и методологические принципы генетического скрининга химических мутагенов и оценки мутагенной активности и генетической безопасности применения вновь синтезированных ксенобиотиков. Особое внимание уделялось лекарственным средствам и пестицидам. Гораздо меньшее количество работ было посвящено оценке мутагенных свойств других повседневных средовых факторов, в частности пищевых компонентов. Однако полученных результатов оказалось достаточно для заключения Международной организации по исследованию канцерогенного риска и ряда авторитетных авторов о том, что пища является источником сложной смеси мутагенов и канцерогенов различной природы. Главенствующее положение среди них занимают микотоксины, нитрозосоединения, нитроарены, растительные (прежде всего пиролизидиновые) алколоиды, гетероциклические амины, флавоноиды, фурокумарины, хинолиновые и хиноксалиновые производные, отдельные ароматические углеводороды.
1. Пищевые мутагены.
Возможно несколько принципиально различных путей попадания потенциальных мутагенов в пищу.
Широкие исследования показали, что мутагенными свойствами обладает не менее половины из 230 тестированных пестицидов. Наиболее ярко они выражены у этилендибромида, гидразина, параквата, а также отмечены in vivo у эндосульфана, манкозеба, фосфорорганических и некоторых других пестицидов. Их аккумуляция в пищевых растениях и остаточные количества в продуктах питания могут представлять генетическую опасность для человека, что подтверждено прямым цитогенетическим обследованием лиц, профессионально контактирующих с пестицидами.
Следует также упомянуть, что мутагенную опасность для человека могут представлять остаточные количества препаратов, используемых для стимуляции роста и лечения животных, которые могут переходить в продукты питания человека. Например, транквилизаторы азоперон и ацепрамазин, используемые при производстве мяса, мутагенны в тесте Эймса; диоксидин, применяемый в ветеренарии в качестве антимикробного соединения, мутагенен в эукариотических тестах.
Показано образование мутагенов 1-(2-фурил)-пиридо(3,4-b)индола и 1-(2-фурил)-пиридо(3,4-b)индол-3-уксусной кислоты при смешивании и совместной 60-дневной инкубации при 37°С L-триптофана и L-аскорбиновой кислоты. По мнению авторов, это может свидетельствовать о возможности образования мутагенов при хранении пищи, содержащей указанные естественные компоненты.
3. Мутагены могут образовываться в процессе термической Обработки пищевого сырья. Воздействие открытого огня, копчение и выпекание приводят к образованию и накоплению в пищевых продуктах мутагенных полициклических ароматических углеводородов, прежде всего бензо(а)пирена; поджаривание или проваривание продуцируют полициклические ароматические углеводороды, нитрозамины, аминоимидазоазарены, гетероциклические амины и другие мутагены. Показано, что нагревание рыбных продуктов до 100-220°С в течении 15 минут приводит к образованию мутагенных 2-амино-3,8- диметилимидазо(4,5-f)хиноксалина и 2-амино-3,4,8- триметилимидазо(4,5-f)хиноксалина. Пирролизаты фосфолипидов, образующиеся при нагревании до 500-700°С, обладают мутагенными свойствами, подобная активность выявлена у продуктов пирролиза глутаминовой кислоты и других аминокислот. Холестерин, окисляясь при хранении или приготовлении пищи, может также приобретать мутагенные свойства.
Известно более 200 растений, содержащих соединения, обладающие мутагенными эффектами.
Кроме того, определенную мутагенную опасность могут представлять пищевые добавки, используемые в качестве консервантов, ароматизаторов, красителей, подсластителей, загустителей и пр.
Значительное внимание было уделено изучению мутагенных свойств различных антиоксидантов, применяемых в качестве консервантов пищевых продуктов. Многочисленные исследования с использованием про- и эукариотических тестов показали мутагенные свойства бутилокситолуола и особенно бутилоксианизола.
Приведенные примеры однозначно указывают на необходимость широких исследований, направленных на оценку мутагенных свойств пищевых продуктов, вспомогательных пищевых компонентов, распространенных пищевых добавок, а также роли отдельных технологий в возникновении мутагенов в готовых продуктах, произведенных из доброкачественного сырья. Однако именно оценка мутагенных свойств является наименее разработанным вопросом в области теоретической и практической токсикологии. Согласно рекомендациям ВОЗ, в пищевой токсикологии можно использовать методологии изучения мутагенности, сложившиеся в смежных областях, например в сфере фармакологии, где необходимость ипытания новых лекарств на мутагенность определена директивно и разработаны необходимые методические и методологические подходы, позволяющие эффективно решать эту проблему. Однако в перспективе это не снижает актуальности разработки методологии исследования мутагенности в области пищевой токсикологии.
Важно подчеркнуть, что главной мерой борьбы с индуцированным мутагенезом и его отдаленными патогенетическими последствиями является предупреждение контакта человека с потенциальными мутагенами. В этой связи представляется, что в области изучения мутагенности пищевых продуктов следует выделить две тесно взаимосвязанные задачи.
2. Пищевые антимутагены
Сегодня формируются три направления практического использования антимутагенов. Во-первых, разрабатываются фармакологические средства защиты генетических структур от мутагенных воздействий. Во-вторых, исследуя влияние различных (в подавляющем большинстве растительных) пищевых продуктов на индуцированный мутагенез. В-третьих, идет интенсивное изучение возможности использования отдельных пищевых добавок или компонентов в качестве превентеров (chemopreventers), обладающих профилактическими, в частности антимутагенными, свойствами. Создание пищевых продуктов, обогащенных антимутагенными компонентами, имеет большие перспективы не только для профилактики увеличения генетического груза, но также потому, что антимутагены рассматриваются как агенты, предупреждающие индукцию и развитие злокачественных новообразований.
Известно более 25 различных классов химопревентеров, содержащихся практически во всех типах пищи. Сведения о них обобщены и представлены в таблице 1.
Таблица 1 Пищевые продукты с наиболее значимыми химопревенторами