Результаты оценки безопасности алиментарного поступления кадмия с использованием эпидемиологических и клинических данных

УДК 613.2-07

РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ АЛИМЕНТАРНОГО ПОСТУПЛЕНИЯ КАДМИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИХ И КЛИНИЧЕСКИХ ДАННЫХ

В.А. Фокин, Н.Г. Атискова

ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», Пермь, Россия

Установлено, что при соблюдении требований технических регламентов на пищевую продукцию, в частности на молоко, формирующаяся доза кадмия, может привести к возникновению недопустимых уровней канцерогенного и неканцерогенного риска для здоровья потребителей. В результате клинических и эпидемиологических исследований здоровья детского населения, с элементами количественной оценки риска здоровью, установлена реперная доза кадмия, поступающего алиментарным путем, которая может быть использована для обоснования допустимой суточной дозы и максимально допустимых уровней содержания кадмия в отдельных пищевых продуктах. Ключевые слова: кадмий, токсичные элементы, оценка риска здоровью, реперная доза

ASSESSMENT RESULTS OF SAFE ALIMENTARY INTAKE OF CADMIUM USING EPIDEMIOLOGICAL AND CLINICAL FINDINGS

Fokina V.A., Atiskova N.G.

The Federal Research Centre for Preventive Technologies of Health Risk

Management of the Population, Perm, Russia

It was determined that oral dose for cadmium obtained using data of the Customs union regulation for milk leads to unacceptable carcinogenic and non-carcinogenic risk levels. Using results of clinical and epidemiological researches taking into account quantitative health risk assessment cadmium oral benchmark dose was offered. This benchmark dose can be used for derivation of cadmium acceptable daily intake and maximum permissible levels for cadmium in certain food products.

Key words: сadmium, toxicants, health risk assessment, benchmark dose

В отличие от западной нормативной базы Российским законодательством установлены более жесткие нормативы остаточных количеств токсичных элементов в молоке, овощах и соковой продукции [1]. Согласно нормативным документам комиссии Codex Alimentarius нормирование токсичных элементов в молочной и соковой продукции не производится ввиду наличия малых остаточных количеств [2].

Целью данной работы является обоснование необходимости регламентирования остаточных количеств токсичных элементов, на примере кадмия, с использованием методологии оценки риска и разработка значений МДУ содержания кадмия в пищевых продуктах.

Токсичные элементы являются наиболее распространенными загрязнителями пищевых продуктов. Большинство из них присутствуют в микроколичествах повсеместно, благодаря движению по пищевым цепям и накоплению в тканях эти вещества поступают в организм человека [3].

В Российской Федерации в соответствии с установленными Едиными санитарными требованиями и санитарными правилами и нормативами 2.3.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» предусмотрен норматив содержания кадмия в молоке равный 0,03 мг/кг(л); в соответствии с Техническим регламентом Таможенного союза 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» допустимый уровень содержания кадмия в молоке составляет 0,02 мг/кг(л).

Комитетом экспертов по пищевым добавкам ФАО ВОЗ в 2004 году была проведена оценка поступления кадмия, свинца, мышьяка и ртути с продуктами питания в странах участниках Европейского союза. По данным этой оценки было выявлено, что детское население, несмотря на более низкий уровень потребления токсичных элементов с продуктами питания по сравнению с взрослым населением, испытывает большую нагрузку на организм, что объясняется небольшой массой тела [4].

Расчет уровня поступления кадмия с молоком проводился с учетом нескольких сценариев. Объемы потребления были приняты в соответствии с уровнем среднедушевого потребления молока в Российской Федерации, с установленным размером потребительской корзины, рекомендованными нормами потребления молока детьми в соответствии с санитарными правилами и нормативами 2.4.1.3049-13 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы дошкольных образовательных организаций», нормами потребления молока для взрослых, рекомендованными НИИ Питания РАМН. В результате проведения полуколичественной оценки риска здоровью были получены значения доз, показателей неканцерогенного и канцерогенного риска при поступлении кадмия с молоком (таблицы 1-5).

Таблица 1

Дозы кадмия и показатели неканцерогенного и канцерогенного риска здоровью при поступлении с молоком в объемах, соответствующих среднедушевому потреблению, в концентрациях, соответствующих рассматриваемым нормативам

Нормативный Доза для взрослого иц СР

документ населения, мг/кг

ТР/ТС 033/2013 0,000194 0,388257 7,38Е-05

ЕСТ 0,000291 0,582386 1,11Е-04

Поступление кадмия на уровне рассматриваемых нормативов обеспечивает безопасность здоровью взрослого населения по критерию неканцерогенного риска.

Величина индивидуального канцерогенного риска при поступлении кадмия на уровне Технического регламента Таможенного союза 033/2013 соответствует верхней границе приемлемого риска. При поступлении кадмия на уровне, установленном Едиными санитарными требованиями, величина индивидуального канцерогенного риска оценивается как неприемлемая.

Таблица 2

Дозы кадмия и показатели неканцерогенного и канцерогенного риска здоровью при поступлении с молоком в объемах, установленных размером потребительской корзины, в концентрациях, соответствующих рассматриваемым нормативам

Нормативный Доза для взрослого HQ CR

документ населения, мг/кг

ТР/ТС 033/2013 0,000227 0,454011 8^-05

ЕСТ 0,000341 0,681017 1^-04

Поступление кадмия на уровне рассматриваемых нормативов обеспечивает безопасность здоровью взрослого населения по критерию неканцерогенного риска.

Величина индивидуального канцерогенного риска при поступлении кадмия на уровне Технического регламента Таможенного союза соответствует верхней границе приемлемого риска. При поступлении кадмия на уровне, установленном Едиными санитарными требованиями, величина индивидуального канцерогенного риска оценивается как неприемлемая.

Таблица 3

Дозы кадмия, поступающего с молоком в разных возрастных группах, при употреблении молока в объемах, рекомендованных СанПиН 2.4.1.3049-13 для детей и НИИ Питания

РАМН для взрослых

Нормативный документ Взрослое население, Дети в возрасте Дети в возрасте

мг/кг 1-3 лет, мг/кг 4-7 лет, мг/кг

ТР/ТС 033/2013 0,000306 0,00065 0,00045 ]

ЕСТ 0,000459 0,000975 0,000675

Наибольшая доза кадмия формируется у детей в возрасте от одного до трех лет, что связано с большим потреблением молока на единицу массы тела.

Таблица 4

Значения коэффициентов опасности при поступлении кадмия с молоком в концентрациях,

соответствующих рассматриваемым нормативам

Нормативный документ Взрослое население Дети в возрасте 1-3 лет Дети в возрасте 4-7 лет

ТР/ТС 033/2013 0,611429 1,3 0,9

ЕСТ 0,917143 1,95 1,35

Полученные значения коэффициентов опасности превышают допустимые величины для детей в возрасте от 1 до 3 лет, как при поступлении кадмия с молоком на уровне, установленном Едиными санитарными требованиями, так и соответствующим Техническим регламентом Таможенного союза, а также для детей в возрасте от 4 до 7 лет при

поступлении кадмия с молоком на уровне, установленном Едиными санитарными требованиями.

Поступление кадмия с молоком на уровнях нормативов, установленных в Единых санитарных требованиях и ТР/ТС 033/2013, обеспечивает безопасность здоровью взрослого населения по критерию неканцерогенного риска.

Таблица 5

Индивидуальный канцерогенный риск при поступлении кадмия с молоком в

концентрациях, соответствующих рассматриваемым нормативам

Нормативный документ Взрослое Дети 1-3 лет Дети 4-7 лет

население

ТР/ТС 033/2013 1,16Е-04 2,47Е-04 1,71Е-04

ЕСТ 1,74Е-04 3,71Е-04 2,57Е-04

Значения индивидуального канцерогенного риска для всех возрастных групп, при поступлении кадмия на уровне установленных нормативов являются недопустимыми.

Был проведен расчет доз кадмия, поступающих в организм с картофелем и соковой продукцией для детского населения (как наиболее чувствительного контингента) на уровне нормативов содержания кадмия в данной продукции, утвержденных Едиными санитарными требованиями, данный норматив был взят ввиду отсутствия жестких нормативов в Техническом регламенте Таможенного союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» (таблица 6).

Таблица 6

Дозы кадмия, поступающего с картофелем и соковой продукцией, при их употреблении в объемах, рекомендованных СанПиН 2.4.1.3049-13, в концентрациях, установленных

Едиными санитарными требованиями

Вид продукции Дети 1-3 лет, мг/кг Дети 4-7 лет, мг/кг

Картофель 0,000513 0,00039 ]

Сок 0,00025 0,00015

Полученные значения доз не превышают установленную в соответствии с Руководством по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ загрязняющих окружающую среду референтную дозу, за исключением дозы, формирующейся за счет поступления картофеля у детей в возрасте от одного до трех лет.

Полученные с использованием данных доз показатели неканцерогенного и канцерогенного рисков представлены в таблице 7.

Таблица 7

Уровни неканцерогенного и канцерогенного риска при поступлении кадмия с картофелем и соковой продукцией в концентрациях, соответствующих допустимым уровням

содержания кадмия согласно Единым санитарным требованиям

Вид продукта ИЦ для детей 1-3 лет ИЦ для детей 4-7 лет СР для детей 13 лет СР для детей 47 лет

|Картофель 1,03 ] 0,78 ] 1,9Е-04 1 1,5Е-04 1

Сок 0,5 0,3 9,5Е-05 5,7Е-05

Установлено превышение допустимого значения показателя неканцерогенного риска при поступлении кадмия на уровне норматива содержания в картофеле для детей в возрасте от 1 до 3 лет.

Поступление кадмия на уровне нормативов содержания в картофеле не обеспечивает безопасности здоровью детского населения по критерию канцерогенного риска.

Следовательно, поступление кадмия в организм человека вместе с продуктами питания в концентрациях, соответствующих допустимым уровням содержания, обуславливает повышение вероятности развития негативных эффектов для здоровья, что указывает на необходимость разработки гигиенических нормативов, основанных на результатах оценки риска здоровью населения и установления максимального допустимого уровня поступления кадмия с продуктами питания с использованием количественной оценки риска здоровью.

Для этого на базе ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» проводилось комплексное клиническое обследование детей, посещающих дошкольные общеобразовательные учреждения города Перми и поселка Сива, а также был проведен отбор проб основных групп продуктов питания с целью определения содержания в них токсичных элементов, в том числе кадмия.

В результате клинико-лабораторного обследования выявлены отклонения от нормы в виде превышения а-амилазы у 2,1% детей; нормального уровня пепсиногена у 3,7% детей; дельтааминолевулиновой кислоты у 30,6% обследованных; уровня глутаминовой кислоты у 28,2%; специфических иммуноглобулинов к кадмию у 24,1% человек; понижения уровня глутаминовой кислоты у 3,9% детей; гематокрита у 1,7% детей.

При анализе структуры заболеваемости детского населения было выявлено, что на первом месте в структуре заболеваемости стоят заболевания органов пищеварения (29,9%), болезни нервной системы (21,9%) и заболевания костно-мышечной системы и соединительной ткани (20,7%). Доля заболеваний эндокринной системы - 6,02%, болезней крови, кроветворных органов и отдельных нарушений, вовлекающих иммунный механизм -0,35%.

Для расчета суточной дозы контаминантов, поступающих с продуктами питания, проводился расчет с использованием формулы 1:

I = 2 [(А1 х т 1 ) + (А2 х т 2 ) + (А п * тп )] х F / BW (1),

где I - среднесуточная доза, мг/кг;

А1- А п - концентрация вещества в конкретных пищевых продуктах, мг/кг продукта;

т 1 - тп -масса потребленного продукта в день, кг;

Б - доля местных, потенциально загрязненных продуктов в суточном рационе, отн. ед. (определяется местными условиями, крайняя оценка: F = 1,0);

BW - масса тела, кг.

Идентификация опасности в условиях перорального поступления кадмия с пищевыми продуктами позволила установить критические органы и системы, а также соответствующие им классы болезней и нозологические формы заболеваний - болезни крови, кроветворных

органов и отдельные нарушения, вовлекающие иммунный механизм, болезни эндокринной системы, расстройства питания и нарушения обмена веществ.

С использованием математического моделирования проводилось определение зависимости между объемами поступления кадмия с продуктами питания и уровнем заболеваемости, а также данными лабораторных исследований. На основе полученных результатов проводился расчет реперного уровня, основанного на построении регрессионных моделей, отражающих влияние уровня экспозиции на показатель «отношение шансов» (OR), который, характеризует силу связи между значениями уровня экспозиции и ответом. В качестве критерия наличия связи принималось условие OR>1.

Реперный уровень определялся исходя из условия = 1, в качестве реперного уровня была принята величина, соответствующая верхней 95%-й доверительной границе полученной модели.

Оценка адекватности модели проводилась на основе однофакторного дисперсионного анализа по критерию Фишера. При построении математических моделей осуществлялось определение 95%-ных доверительных границ точечных оценок допустимых уровней маркеров экспозиции. В качестве лимитирующего показателя было выбрано влияние кадмия на эндокринную систему.

В результате моделирования зависимости «экспозиция - ответ» установлены достоверные причинно-следственные связи между уровнем контаминации кадмием продуктов питания и заболеваниями эндокринной системы, а также нарушениями функций поджелудочной железы и желчевыводящих путей (уровень а-амилазы), иммунной системы (специфические иммуноглобулины к кадмию) и нарушениями синтеза гемма. Рассчитанная реперная доза кадмия составила 0,00055 мг/кг в сутки.

Таким образом, установленные нормативы не обеспечивают безопасности здоровью детского населения по критериям канцерогенного и неканцерогенного риска при поступлении кадмия с продуктами питания, в частности с молоком и картофелем. Полученная реперная доза кадмия в условиях поступления с продуктами питания, с использованием которой будет установлена допустимая суточная доза и максимально допустимые уровни содержания кадмия в отдельных пищевых продуктах, составляет

0.00055.мг/кг в сутки.

Список литературы:

1. СанПиН 1078-01 «О безопасности и пищевой ценности продуктов питания».

2. Codex Standard 193-1995 Codex General Standard For Contaminants And Toxins In Food And Feed Codex Stan 193-1995.

3. Никифорова Т.Е.// Биологическая безопасность продуктов питания. — Иваново, 2009. — №4. — С. 104-125.

4. Directorate-General Health and Consumer Protection//Assessment of the dietary exposure to arsenic, cadmium, lead and mercury of the population of the EU Member States - March 2004.