НАУЧНО СТАНОВИЩЕ
Научно становище по олово в храни
Панел на EFSA по замърсители в хранителната верига (CONTAM)
Европейски орган по безопасност на храните (EFSA), Парма, Италия
Резюме
Оловото е природен замърсител от околната среда, който в по-голяма степен се появява в резултат на човешки дейности като минно дело, производство на цветни метали и на акумулатори. Оловото е метал, срещан в органични и неорганични форми, като последните преобладават в околната среда. След 1970 г. в Европа са предприемани контролни мерки за регулиране на оловото в бои, бензини, метални кутии за консерви и тръби. Експозицията на хора на олово може да стане чрез храна, вода, въздух, почва и прах. Храната е главният източник на експозиция на олово. Основните техники за анализиране на олово в проби от храни се основават на атомноабсорбционна спектрометрия и масспектрометрия след обработка на органичния материал с концентрирани киселини.
След покана за предоставяне на данни 14 страни членки и Норвегия подадоха приблизително 140000 резултати за концентрация на олово в различни хранителни стоки и питейни води. Общо 94126 резултати от периода 2003-2009 бяха подходящи за изчисляване на концентрациите на олово в различни категории храни. Нивото на олово в приблизително две трети от пробите беше под границата на откриваемост или граница на количествено определяне. Бяха приложени множители за настройване на пробите при агрегиране на средните по подкатегория храни към средни за категория, за да отговарят те на структурата на информацията в кратката база данни за консумация на храни на EFSA.
Средното и 95-ти персентил бяха изчислени за всяка държава, включена в тази база данни за цялото население и за подгрупи от населението, включително бебета, деца и вегетарианци, с използване на детерминистичен подход. Панелът CONTAM изготви и вероятностна оценка на експозицията с използване на долни и горни граници за пробите, за които не може да се направи количествено определяне. Този подход даде стойности за експозиция на средния потребител, подобни на тези от детерминистичния подход. За запазване на съвместимостта със становищата му по други тежки метали, Панелът CONTAM реши да използва детерминистичния подход за оценката си на експозицията на олово чрез храни. Експозицията на олово чрез храната за средните възрастни потребители в 19 европейски страни варираше от 0.36 до 1.24 μg/kg телесно тегло (b.w.) на ден (долна граница за страна с най-ниска средна експозиция – горна граница за страна с най-висока средна експозиция) и от 0.73 до 2.43 μg/kg b.w. на ден за потребители с голяма консумация, съответно.
Като цяло зърнените храни, зеленчуците и питейната вода имаха най-сериозен принос за експозиция на олово сред общото европейско население. По-специално следните групи храни бяха идентифицирани като най-допринасящи за експозиция на олово: зърнени продукти, следвани от картофи, зърнени храни (с изключение на ориз), смесени храни, основани на зърнени продукти, листни зеленчуци и питейна вода. Съществува значително вариране между и вътре в страните по отношение на приноса на различните категории/групи храни.
Наличните доказателства за жени във фертилна възраст и вегетарианци не показва хранителна експозиция, различна от тази на общото възрастно население. Нивата на олово в кърма са силно вариращи, но експозицията на кърмачетата се оценява средно на 0.21 μg/kg b.w. на ден за хората с голяма консумация. За кърмачета, хранени с готови бебешки млека, средната оценка на експозицията варираше от 0.27 до 0.63 μg/kg b.w. на ден, въз основа на приети долна и горна граница, съответно; за индивиди с голяма консумация оценките за експозиция на олово варираха от 0.40 до 0.94 μg/kg b.w. на ден. За деца на възраст 1-3 години средните оценки на хранителната експозиция варираха от 1.10 до3.10 μg/kg b.w. на ден, въз основа на приети долна и горна граница съответно; за индивиди с голяма консумация, оценките бяха от 1.71 до 5.51 μg/kg b.w. на ден. За деца от 4 до 7 г. оценките бяха от 0.80 до 2.61 μg/kg b.w. на ден, респективно; за потребители с голяма консумация оценките варират от 1.30 до 4.83 μg/kg b.w. на ден.
В сравнение с хранителната експозиция, нехранителната експозиция на олово изглежда, че е от много малко значение за общото население в ЕС. Домашният прах и почвата могат да бъдат важен източник за експозиция на олово за деца. Абсорбцията на олово през стомашночревния тракт зависи от характеристиките на гостоприемника и физикохимичните свойства на погълнатия материал. Абсорбцията на погълнати разтворими оловни съединения у деца е по-висока отколкото у възрастни. Абсорбцията е по-ниска в присъствието на храни. Абсорбцията на вдишани частици с размер, по-малък от микрон, настъпва в дихателните тъкани, докато по-големите частици се прехвърлят във фаринкса и след това се поглъщат. Абсорбираното олово се транспортира в кръвта първоначално в еритроцитите, след това се пренася до меките тъкани, включително черен дроб и бъбреци, и към костната тъкан, където се натрупва по време на живота. Преносът на олово от майката става през плацентата и след това чрез кърмата. Повишена мобилизация на олово от костите настъпва по време на бременността. Периодът на полуживот на неорганичното олово в кръвта и костите е приблизително 30 дни и 30 години, съответно, като изхвърлянето става главно с урината и изпражненията.
Повечето информация за човешка експозиция на олово и въздействието на оловото върху здравето се основава на данни за олово в кръвта (B-Pb). Нивата на олово в костите и зъбите дават информация за минала експозиция на олово.
Поради дългия му полуживот в тялото, най-голяма загриженост по отношение на потенциалния риск за човешкото здраве предизвиква хроничната токсичност на оловото. Изследвания върху гризачи и примати показаха, че хронична ниска експозиция на олово предизвиква невротоксичност, по-специално затруднения в ученето в развиващото се животно. Представяни са и доказателства, макар и ограничени, за предизвикано от оловото високо кръвно налягане и нефротоксичност в експериментални животни. Оловото може да бъде слаб индиректно генотоксичен метал. Има много експериментални доказателства, че при високи дози оловото може да индуцира тумори в различни части на тялото у гризачи. Международната агенция за изследвания на рака през 2006 г. класифицира неорганичното олово като вероятен канцероген за хора (Група 2А) при хора. Централната нервна система е главният таргетен орган за токсичност на оловото. При възрастни беше констатирано, че невротоксичност, свързана с оловото, засяга централната обработка на информацията, особено визуално пространствената организация и краткосрочната вербална памет, предизвиква психични проблеми и уврежда сръчността на ръцете. Има много доказателства, показващи, че развиващият се мозък е по-уязвим от невротоксичността на оловото, отколкото зрелият мозък. При деца повишените нива на олово в кръвта са свързани с намален коефициент на интелигентност (IQ) и намалени когнитивни функции през поне първите 7 години от живота. Има и данни, че това в последствие води до намалено количество на сиво вещество у възрастните, особено на префронталния кортекс. Връзката „доза-ефект” между нивата на олово в кръвта и IQ показва нелинейна крива, отразяваща по-голямо относително въздействие при по-ниски концентрации на олово. Изследвания при възрастни идентифицират връзка между нивата на олово в кръвта, повишено систолично кръвно налягане (SBP) и хронична бъбречна недостатъчност (CKD) при сравнително ниски нива B-Pb.
Оловото в кръвта се счита за най-добър показател за концентрацията на олово в меките тъкани, отразяваща скорошна и, до известна степен, минал аекспозиция, докато оловото в костите in vivo отразява дълготраен прием и натоварване на тялото. Неспецифичен биомаркер за експозиция на олово е инхибирането на хем метаболизма.
Панелът CONTAM идентифицира невротоксичността по време на развитието в малки деца и сърдечносъдовите ефекти и нефротоксичността у възрастни като потенциални критични вредни ефекти на оловото за основа на оценката на риска. Пълен коефициент IQ беше избран като най-чувствителна и релевантна крайна точка за деца. Анализът на „доза-отговор” за сърдечносъдови въздействия идентифицираха кръвното налягане като най-чувствителна крайна точка и SBP беше предпочетено като крайна точка. Нефротоксичността беше анализирана за превалентността на CKD въз основа на редукция в скоростта на гломерулното филтриране (GFR) до стойности под 60 mL/мин. Дозиметриите, публикувани в изследванията бяха за концентрация на B-Pb, измерена както по време на прегледа за въздействие върху здравето в ранно детство, като средна или като пикова концентрация през живота, в μg олово на литър кръв. Когато беше възможно, Панелът CONTAM използва и концентрацията в тибията в момента или в миналото в μg олово/g костна маса.
Използвайки пълните индивидуални данни от седемте изследвания, описани от Lanphear et al. (2005), Панелът CONTAM определи 95-тия персентил на ниска граница на доверителност на предопределеното ниво на отговор – бенчмарк доза (BMD) на 1% допълнителен риск (BMDL01) за 12 μg B-Pb/L като референтна точка за характеризирането на оловото при оценка на риска от интелектуален дефицит у деца с прилагане на пълния IQ. 1 % увеличаване на SBP годишно или като средно за цялото население се счита за проблем за общественото здраве, тъй като може да предизвика повишен риск от сърдечносъдова заболеваемост и смъртност от коронарна болест на сърцето (CHD) сред населението. Приемайки среден SBP от 120 mmHg и критично ниво на предопределен отговор от 1%, дозата, свързана с повишаване на SBP с 1.2 mmHg, това отговаря на BMD01. BMD и BMDL01 се основават на оценките, извлечени от петте избрани изследвания на концентрацията на олово в кръв и тибия. Лонгитудиналните данни позволиха само изчисление на BMD01 въз основа на увеличение на средните стойности за населението.
Панелът CONTAM определи четири BMDL01 стойности за SBP, вариращи от 15 до 71 μg/L (лонгитудинално 27 и 71 μg/L, напречни изследвания 15 и 21 μg/L). Като се има предвид силното препокриване на резултатите от изследването и отсъствието на очевидни недостатъци на постановката в изследванията, Панелът CONTAM изчисли среден BMDL01 за SBP от 36 μg/L от четирите изследвания и BMDL01 = 8 μg/g за концентрация на олово в тибията. За CKD нямаше приемлив моделпри използване на критерия, че уточненият модел не трябва значимо да се различава от пълния модел при стойност на р не по-малка от 0.10. Имайки пред вид високата точност на честотата на случаите, дължаща се на голямата извадка с използването на напречните данни от Националното изследване на здравето и храненето (1999-2006), този критерий беше намален до стойност от f 0.01. Два модела дадоха приемлива пригодност: пробит моделът и многоетапният модел, т.е. BMD10= 16 μg/L и BMDL10=15 μg/L, съответно.
Връзката между хранителният прием на олово и нивата на олово в кръвта у възрастни беше оценена с изполване на модела на Carlisle and Wade (1992), който отчита оловото от храната и от почвата, праха и въздуха, въпреки, че при възрастни беше заключено, че пряката експозиция чрез почвата и прайа е пренебрежима. Използвайки този модел, стойности BMDL на хранителен прием на олово за възрастни бяха получени съответно 1.50 μg/kg b.w. на ден и 0.63 μg/kg b.w. на ден за сърдечносъдови и бъбречни увреждания. Връзката между хранителния прием на олово и нивата на олово в кръвта в деца до 7-годишна възраст беше оценен с използване на Интегрирания модел за биокинетичен прием за експозиция (IEUBK) за олово у деца. Използвайки този модел, беше получен BMDL01 хранителен прием от 0.50 μg/kg b.w. на ден за невротоксичност по време на развитието.
Панелът CONTAM заключи, че провизорният поносим седмичен прием (PTWI) от 25 μg/kg b.w., определен от Обединения експертен комитет по добавки към храни на FAO/WHO (JECFA) и въведен в действие от Научния комитет по храните вече не е подходящ и, тъй като няма доказателства за праг за много критични крайни точки, включително невротоксичност по време на развитието и нефротоксичност у възрастни, не е подходящо получаването на PTWI. Панелът CONTAM счита за подходящо да се изчислят интервали на експозиция за подпомагане на характеризирането на риска. Оценките на хранителната експозиция на олово, основани на приемане на долни и горни граници за нивото на отчитане на средните възрастни консуматори в Европа са по-ниски от стойността за прием BMDL за въздействие върху SBP (1.50 μg/kg b.w. на ден), но варират от над до под стойността за прием BMDL за въздействие върху превалентността на CKD (0.63 μg/kg b.w. на ден). Съответните MOE варират от 1.2 до 4.2 и от 0.51 до 1.81 съответно. Така че ако експозицията беше по-близко до оценките на горната граница, не може да се изключи вероятността за въздействие върху някои консуматори.
Ограничените налични доказателства не показват различна хранителна експозиция или риск за вегетарианците от възрастното население, потребителските групи с по-високи нива на експозиция на олово включват активните потребители на дивечово месо (1.98 до 2.44 μg/kg b.w. на ден) и на вътрешности от дивеч (0.81 до 1.27 μg/kg b.w. на ден). Оценените хранителни експозиции на тези групи са също в рамките или на горната граница на съответните стойности за прием BMDL.
Тримесечни кърмачета, хранени с кърма имат прогноза за експозиция на олово под стойности за прием BMDL01 от 0.50 μg/kg b.wна ден за въздействия върху развитието на нервната система. Експозицията на олово, основана на приемането на долна граница в средните и големи 3-месечни потребители на бебешки млека е под BMDL01, но може да надвиши това ниво, при използване на горна граница. Така че, не може да бъде изключена вероятността за риск за кърмачета.
Оценената експозиция на деца до 7-годишна възраст надвишава нивата на прием BMDL01 от 0.50 μg/kg b.w. на ден за въздействие на развитието на нервната система. MOE в средни деца от 1 до 3-годишна възраст варираха от 0.16 до 0.45 и бяха малко по-високи само при деца от 4 до 7 години. Така че, това показва, че не може да се изключи вероятността на въздействие у някои деца. Не беше възможно да се оцени потенциалният брой деца, които могат да бъдат засегнати, тъй като даже при средните консуматори MOE беше <1.
Жени на възраст 20 – 40 години бяха използвани като сурогат за бременни жени за изчисляване на риска от експозиция на олово in utero за развитието на нервната система на поколението. Оценките на експозицията бяха на или над BMDL за въздействие върху развитието на нервната система, така че Панелът CONTAM заключи, че не е възможно да се изключи риск за развиващия се фетус чрез експозицията на някои бременни потребителки.
Панелът CONTAM заключи, че рискът от клинично важни последици върху сърдечносъдовата система или бъбреците на възрастни консуматори, при настоящите нива на олово, е нисък до пренебрежим. При кърмачета, деца и бременни жени има потенциална опасност при настоящите нива на експозиция на олово за въздействие върху развитието на нервната система. Защитата на децата и жените във фертилна възраст срещу потенциалния риск от увреждане на развитието на нервната система трябва да защитава и срещу всички други неблагоприятни ефекти на оловото всички групи от населението.
Ключови думи
Олово, честота, хранителна експозиция, консумация на храни, оценка на риска, възрастни, деца, граници на експозиция