В каких продуктах содержится кадмий
Обратно в Пищевые загрязнители
химические
Название элемента кадмий при переводе греческого языка означает цинковая руда, что указывает на его происхождение (впервые открыт и выделен из цинковой руды). В последние десятилетия благодаря активной деятельности человека токсикологическое значение кадмия серьезно возросло. Если заболевания связанные с отравлением кадмием ранее имели ограниченный характер (например, в зонах добычи и переработки), то сейчас он носят настолько массовый характер, что в США в рамках оценки здоровья населения проводится ежегодное исследование мочи на его содержание.
Кадмий является одним из ярких отрицательных примеров, когда именно деятельность человека привела к его широкому распространению в окружающей среде (антропогенный вклад в три раза превышает вклад естественных источников). Наибольшие поступления кадмия в окружающую среду связаны с металлургической промышленностью, мусороперерабатывающих заводов, и даже с деятельностью конкретного человека (вспомните, когда Вы последний раз правильно утилизировали никель-кадмиевые аккумуляторы, а ведь каждый выброшенный аккумулятор – это нагрузка кадмием на окружающую среду).
Суточное поступление кадмия обычно составляет от 10 до 35 мкг, с пищевыми продуктами поступает более 90% всего кадмия. Допустимая суточная доза (безопасная для здоровья) для кадмия составляет немногим больше – всего 70 мкг (по гигиеническим меркам запас не очень большой). Всасывание кадмия происходит в желудочно-кишечном тракте человека, при этом на всасывание влияют химическая форма кадмия, возраст человека, наличие дефицита макро и микроэлементов (кальция, железа, цинка), а также дефицита белка.
Кадмий относятся к сильно ядовитым веществам, его смертельная доза для человека составляет 150 мг/кг массы тела. Поведение кадмия в организме человека характеризуется чрезвычайно большим периодом полувыведения (в среднем 25 лет), накоплением в основном в печени и почках (до 80 %); ингибированием синтеза ДНК, белков и нуклеиновых кислот; влиянием на активность ферментов и интенсивным взаимодействием с другими двухвалентными металлами (цинк, кальций, железо, селен, кобальт).
Как и многие другие тяжелые металлы, кадмий имеет отчетливую тенденцию к накоплению в организме — период его полувыведения составляет 10-35 лет. К 50 годам его общее весовое содержание в теле человека может достигать 30-50 мг. Главным «хранилищем» кадмия в организме служат почки (30-60% всего количества) и печень (20-25%). Остальной кадмий находится в поджелудочной железе, селезенке, трубчатых костях, других органах и тканях. В основном кадмий находится в организме в связанном состоянии — в комплексе с белком-металлотионеином (являющимся, таким образом естественной защитой организма, по последним данным альфа-2 глобулин также связывает кадмий), и в таком виде он менее токсичен, хотя и далеко не безвреден. Даже «связанный» кадмий, накапливаясь годами способен привести к неприятностям со здоровьем, в частности к нарушению работы почек и повышенной вероятности образования почечных камней. К тому же часть кадмия остается в более токсичной ионной форме.
Также кадмий способен проникать через плацентарный барьер, при этом кадмий обладает выраженным тератогенным действием, обусловленным нарушением поступления в плод некоторых необходимых элементов (цинка). Такие свойства кадмия, а также большой период выведения указывают на недопустимость приема сколько-нибудь значимых хронических или острых токсических доз кадмия не только во время беременности, но и фактически с момента рождения девочки до окончания репродуктивного возраста женщины. В случае невыполнения этого условия риск повреждения плода резко возрастает.
Существует две возможных причины повышенного содержания кадмия в пищевых продуктах. Во-первых, это может произойти в результате попадания его из окружающей среды. Такое происходит, когда для выращивания сельскохозяйственных культур или животных используют территории, загрязненные кадмием. В этом случае группой риска являются овощи, фрукты, мясо, молоко. Пшеница содержит кадмия втрое больше, чем рожь. Кадмий накапливается, в первую очередь, в грибах, во многих растениях (особенно зерновых, овощных и стручковых культурах, а также орехах) и животных (прежде всего, водных). В растения тяжелый металл проникает из почвы. Одним почвам изначально свойственно повышенное содержание кадмия, другие загрязнены промышленными отходами или обработаны удобрениями, содержащими кадмий. Кадмия естественного в пищевых продуктах содержится примерно в 5—10 раз меньше, чем свинца. Повышенные концентрации его наблюдаются в какао-порошке (до 0,5 мг/кг), почках животных (до 1,0 мг/кг) и рыбе (до 0,2 мг/кг).
Во-вторых, кадмий может попадать в пищевой продукт из упаковки (характерно для консервов, особенно выполненных из неразрешенных для контакта с пищевыми продуктами материалов) или в процессе приготовления пищевого продукта (при неправильном использовании посуды с цветными рисунками, например – кадмий входит в состав окрашивающих веществ; или при ремонте посуды при помощи кадмий-содержащих припоев).
Острое отравление кадмием проявляется в основном диспепсическими явлениями – тошнотой, рвотой, диареей, спазмами. В тяжелых случаях может человек может перейти в шоковое состояние.
Хронические отравления кадмием характеризуются остеопорозом, нарушением работы почек, развитием систолической гипертензии и анемии. При диагностике обращают внимание на «кадмиевый» ренит, неврологические симптомы (приступы головных болей, головокружения, усиление коленного рефлекса, тремор, дермографизм и др.), нефропатию с характерной протеинурией, возникновением болезни итаи-итаи (характеризуется деформацией скелета с существенным уменьшением роста, наличием поясничных болей, болью в мышцах ног, утиной походкой.).
В основных пищевых продуктах содержание кадмия регламентировано на уровне от 0,05 до 0,2 мг/кг. Отдельную группу риска составляют курящие люди, — в одной пачке сигарет может находиться до 1 мкг кадмия.
Обратно в Пищевые загрязнители
Европейское управление по безопасности продуктов питания рекомендует более строго ограничить поступление кадмия в организм человека.
Кадмий — это природный тяжелый металл, способный накапливаться в живых организмах. В организм человека кадмий попадает в основном с пищей и водой, хотя есть и иные источники поступления этого микроэлемента — например, табачный дым. Кадмий накапливается в трубчатых костях, поджелудочной железе, селезенке, но, прежде всего, в печени и особенно в почках, причем период его полувыведения из организма составляет от 10 до 30 лет.
При достижении определенной концентрации кадмий способен вызывать тяжелые дисфункции. О том, какова же эта предельно допустимая концентрация, и вели речь эксперты, съехавшиеся на днях в Берлин. На конференции Европейское управление по безопасности продуктов питания (EFSA) и немецкий Федеральный институт по оценке рисков (BfR) представили свои новые цифры, существенно отличающиеся от прежних. Если до сих пор медики исходили из того, что безопасным является поступление в организм до семи микрограммов кадмия в неделю на один килограмм живого веса, то теперь этот показатель понижен до 2,5 микрограммов.
«Однако это не повод для тревоги, — говорит директор берлинского Института по оценке рисков Андреас Хензель (Andreas Hensel). — Ведь концентрация кадмия в наших продуктах питания и в почве на наших полях не изменилась, изменилось лишь наше отношение к ней. Теперь мы оцениваем ее строже, поскольку пришли к выводу, что наши прежние рекомендации законодателям содержали завышенные цифры».
Кадмий вездесущ
Пшеница содержит кадмия втрое больше, чем рожь
Кадмий накапливается, в первую очередь, в грибах, во многих растениях (особенно зерновых, овощных и стручковых культурах, а также орехах) и животных (прежде всего, водных). В растения тяжелый металл проникает из почвы. Одним почвам изначально свойственно повышенное содержание кадмия, другие загрязнены промышленными отходами или обработаны удобрениями, содержащими кадмий. Вместе с водой и питательными веществами корни растений всасывают и кадмий.
«А затем многое зависит от вида растения, от того, сколько кадмия из стебля попадает в листья и в плодовые тела, — говорит Маркус Шварц (Markus Schwarz), биохимик Института исследования и экспертизы опасных материалов (FoBiG) во Фрайбурге. — Тут имеются большие различия». Так, килограмм пшеницы содержит в среднем 30 микрограммов кадмия, а рожь — втрое меньше.
По поручению Федерального института по оценке рисков Маркус Шварц вычислил, сколько кадмия потребляют с пищей жители Германии. У него получилось, что среднестатистический едок получает 58 процентов той дозы кадмия, превышение которой чревато негативными последствиями для здоровья.
Негативная сторона вегетарианства
Вегетарианская пища — не обязательно здоровая
По словам ученого, сегодня жители страны потребляют в среднем 1,8 микрограмма кадмия в неделю на килограмм веса тела — это на добрую треть меньше новой нормы, не говоря уже про старую. Правда, у вегетарианцев, основу питания которых составляют овощи и зерновые, этот показатель гораздо выше — в среднем по Европе он составляет 5,4 микрограмма, что более чем вдвое превышает рекомендованную цифру. Правда, само Европейское управление по безопасности продуктов питания признает, что даже при таких дозах кадмия риск для здоровья все же крайне мал.
Тем не менее, эксперты призывают добиваться снижения концентрации тяжелого металла в почве и требуют введения новых, более строгих норм содержания кадмия в минеральных удобрениях. «Там же, где почва уже сильно загрязнена, есть смысл подумать о перепрофилировании, — говорит Андреас Хензель. — Конечно, если кадмий уже в почве, он никуда оттуда так быстро не денется. Но ведь вовсе необязательно пасти на таких полях коров или выращивать там пищевые и кормовые культуры. На этих площадях можно возделывать и технические культуры — например, для производства биотоплива».
Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Дарья Брянцева
Соединения кадмия, и особенно его оксиды, являются токсичными веществами. Сам элемент имеет свойство накапливаться в организме, постепенно его отравляя. Относится к иммунотоксичным элементам.
В то же время, недавние исследования на крысах позволили ученым сделать вывод, что дефицит элемента у подопытного животного замедляет процессы роста.
Описание и характеристика
Кадмий является элементом 12-й подгруппы периодической системы. Относится к переходным металлам, порядковый номер — 48. Цвет металла — серебристо-белый. Из физических свойств можно выделить мягкость и тягучесть.
Обладает очень низкой температурой плавления — 321 °С. Данное качество элемента используют для снижения температуры плавления различных сплавов. В периодической системе находится между ртутью и цинком, поэтому имеет с данными элементами некоторые схожие свойства.
Знаете ли вы? Кадмий назван в честь Кадма — героя древнегреческой мифологии, основателя древнегреческого города Фивы и внука Посейдона.
Достаточно 300 мг суточной дозы вещества для развития заболеваний, связанных с избытком металла. В случае, если доза достигает 1–9 г, очень велика вероятность летального исхода.
Микроэлементы участвуют практически во всех процессах, протекающих в организме человека. Узнайте больше о таких микроэлементах, как бром, рубидий, селен, йод, кобальт, натрий, молибден, никель, олово, фосфор, хром и цинк.
Функции и роль в организме
Элемент присутствует в организме практически любого живого существа. На 1 кг массы тела морского обитателя приходится до 3 мг кадмия. У остальных животных и птиц нашей планеты этот показатель — около 0,5 мг. В теле здорового взрослого человека содержится от 30 до 50 мг кадмия.
Органы основного скопления металла — почки и печень. Как уже было сказано, металл имеет свойство накапливаться (хотя он частично выводится через кишечник), и по этой причине больше всего вещества содержится в организме пожилых людей.
Важно! С возрастом концентрация кадмия в организме увеличивается.
Полной ясности роли данного элемента в нашем организме не существует. Наиболее вероятное объяснение — вещество выполняет важные функции в ферментации белков. Возможно, металл является ингибитором действия некоторых ферментов, связывая тиольную группу в белках. В ферментах, содержащих цинк, кадмий его замещает. Также благодаря своим физико-химическим свойствам может заменять кальций в костях.
В чем содержится кадмий: продукты-источники
Главные источники поступления в организм — различные морепродукты, особенно много вещества содержится в мидиях и устрицах. Щавель, капуста, шпинат и салат также богаты металлом. Довольно большое количество вещества содержится в грибах. Ну, и не следует забывать о табакокурении.
Есть ли суточная потребность
Для человека нормой является потребление 0,01–0,035 мг ежесуточно.
Дефицит и переизбыток: причины и симптомы
Дефицит элемента развивается в том случае, когда уровень суточного поступления падает ниже 0,005 мг. В тонком кишечнике усваивается чуть более 4 % кадмия, попавшего туда с пищей. На то, насколько хорошо усваивается металл, влияет содержание в организме следующих элементов:
- кальций;
- медь;
- цинк.
Тот кадмий, который попадает к нам из атмосферного воздуха при дыхании, усваивается гораздо лучше (до половины всей массы). Скапливается вещество в печени, почках и кишечнике.
Знаете ли вы? В природе в цинксодержащих минералах всегда присутствует кадмий.
Организм мужчин содержит большее количество вещества, нежели женский. Среднее содержание вещества в почках:
- мужчины — 0,045 мг/г;
- женщины — 0,03 мг/г.
В печени:
- мужчины — 0,0042 мг/г;
- женщины — 0,0034 мг/г.
В ребрах:
- мужчины — 0,0004 мг/г;
- женщины — 0,0005 мг/г.
Выводится металл из организма очень медленно. Считается, что обычная скорость выведения составляет примерно, 0,01 % в сутки от общей массы вещества.
Женский половой гормон эстроген способствует выведению благодаря усилению эндокринных процессов, связанных с медью.
Характерные особенности кадмиевого обмена:
- Не существует нормальной системы гомеостатического контроля.
- Металл имеет свойство накапливаться, выводится очень медленно. Примерный период полувыведения — четверть века.
- Большей частью собирается в печени и почках.
- Нарушение эндокринных процессов, связанных с обменом цинка, меди, железа, селена и других элементов.
Нехватка
Дефицит элемента, вероятно, препятствует нормальному росту. Исследования в данной области проводились только на лабораторных животных, достоверных данных относительно человека нет.
Важно! Одна сигарета увеличивает содержание в организме кадмия на 0,0001 мг. Учитывая количество сигарет, выкуриваемых среднестатистическим курильщиком, можно сделать вывод, что курение действительно убивает.
Излишек
- Хронический кадмиоз — болезнь, которая развивается при чрезмерно высоком уровне кадмия. Болезнь поражает мочеполовую систему.
- Велика вероятность заболеваний, связанных с нарушением углеводного обмена, а также болезней, при которых неправильно усваивается белок. В результате глюкоза или белок оказываются в моче, что может привести к некрозу яичек.
- Возможны заболевания бронхов и легких. Из-за плохого всасывания кишечником железа может развиться малокровие.
- Повышение АД может привести к гипертонической болезни.
- Дегенеративные процессы в костях и суставах из-за того, что кадмий замещает кальций, вытесняя его из костей.
- Проблемы с обонянием, болезни носовой полости.
- Угроза онкологических заболеваний, связанная со злоупотреблением табакокурением.
Взаимодействие с другими веществами
- Активно взаимодействует с редкоземельными и двухвалентными металлами.
- Цинк и медь способствуют выведению металла из организма.
- Сера, селен, медь и цинк — вещества, способствующие медленному всасыванию металла в кишечнике.
- Растительная клетчатка также замедляет усвоение вещества.
Жившему в XVI веке алхимику и врачу Парацельсу приписывают знаменитые слова: «Все есть лекарство, все есть яд, и дело только в дозе». Являлся ли знаменитый швейцарец автором этих строк в действительности, нам уже не узнать никогда. Но то, что данное утверждение как нельзя более точно описывает действие кадмия на наш организм — сомнения не вызывает.
Кадмий – это весьма токсичный элемент. Кадмия естественного в пищевых продуктах содержится примерно в 5-10 раз меньше, чем свинца. Повышенные концентрации его наблюдаются в какао-порошке (до 0,5 мг/кг), почках животных (до 1,0 мг/ /кг) и рыбе (до 0,2 мг/кг). Содержание кадмия увеличивается в консервах из сборной жестяной тары, так как кадмий, как и свинец, переходит в продукт из некачественно выполненного припоя, в котором также содержится определенное количество кадмия.
Токсические элементы могут попасть в опасных для человека концентрациях в пищевые продукты из сырья и в процессе технологической обработки только при нарушении соответствующих технологических инструкций. Так, в растительном сырье они могут появиться при нарушении правил применения ядохимикатов, содержащих в своем составе такие токсические элементы, как ртуть, свинец, мышьяк и др. Повышенное количество токсических элементов может появиться в зоне вблизи промышленных предприятий, загрязняющих воздух и воду недостаточно очищенными отходами производства.
При технологии производства пищевых продуктов токсические элементы могут появиться при контактах с оборудованием, выполненным из металла, не разрешенного органами здравоохранения (для пищевых целей допускается весьма ограниченное количество сталей и других сплавов). Но главным образом такие токсические элементы, как свинец и кадмий, могут появиться в консервном производстве при использовании жестяной тары с применением пайки швов в случае нарушения технологии пайки, использовании случайных припоев или применения некачественных внутренних покрытий.
Органами санитарного надзора установлены жесткие нормы содержания токсических элементов в пищевом сырье и готовил продуктах питания. Для большинства продуктов имеются предельно допустимые концентрации токсичных элементов в основных продуктах питания.
Для производства детских и диетических продуктов по ряду токсичных элементов предъявляются более жесткие требования. Так, для зернобобовых продуктов содержание свинца допускается только 0,3 мг/кг, а кадмия 0,03 мг/кг. Олово контролируется только в консервах из сборной жестяной тары, где допускается до 200 мг/кг (в детских – до 100 мг/кг). Железо нормируется только в напитках типа пива и вино (15 мг/кг),. жирах и маслах (5 мг/кг). В концентрированных растительных и животных продуктах (сушеных, сублимированных и т. д.) предельно допустимая концентрация токсичных элементов определяется, как правило, при пересчете на исходных продуктов.
Задача специалистов пищевой промышленности – постоянно контролировать пищевое сырье и готовую продукцию для того чтобы обеспечить выпуск безвредных для здоровья продуктов питания.
В домашнем питании тоже необходим контроль, который заключается в предупреждении загрязнения консервированных продуктов свинцом. Рекомендуется вскрытые консервы из жестяных банок, даже для кратковременного хранения, помешать в стеклянную или фарфоровую посуду, так как под влиянием кислорода воздуха коррозия банок резко увеличивается и буквальна через несколько дней содержание свинца (и олова) в продукте многократно возрастает. Нельзя также хранить маринованные, соленые и кислые овощи и фрукты в оцинкованной посуде во избежание загрязнения продуктов цинком и кадмием (цинковый слой также содержит некоторое количество кадмия).
Нельзя хранить и приготавливать пищу в декоративной фарфоровой или керамической посуде (т. е. в посуде, предназначенной для украшения, но не для пищи), так как очень часто глазурь, особенно желтого и красного цвета, содержит соли свинца и кадмия, которые легко переходят в пищу, если такую посуду использовать для еды. Для приготовления и хранения продуктов следует использовать только посуду, специально предназначенную для пищевых целей.
То же самое относится к красивым пластмассовым пакетам и пластмассовой посуде. В них можно хранить и то непродолжительное время только сухие продукты.