Прежде чем перейти к статье, хочу вам представить, экономическую онлайн игру Brave Knights, в которой вы можете играть и зарабатывать. Регистируйтесь, играйте и зарабатывайте!
Само словосочетание тяжелые металлы у меня, как у обывателя вызывает ассоциации с грибами растущими у шоссе или всплесками радиоактивности, но о продуктах в магазине, а уж тем более о риске для собственного здоровья я не задумываюсь. Точнее не задумывался.
В этой серии статей я поделюсь новым взглядом на тяжелые металлы, как на совершенно независимый механизм старения и развития патологии, даже при уровне тяжелых металлов ниже официально допустимого, расскажу откуда действительно появляются тяжелые металлы и порассуждаю, что может быть сделано в быту и в индустрии.
Прежде чем перейти к самому вопросу, логично определиться что такое “тяжелые металлы”, очень тут меня выручил автор Троицкого Варианта Захар Слуковский [1], который пишет о своих мытарствах при подаче статьи, в которой использовал сочетание heavy metals. Оказывается само слово бытовое, как и слово микроб, например. Да, оно пришло из науки, но из той науки, где не было систем и классификаций.
Изначально тяжелыми металлами считались элементы с плотностью выше 4,5 г/см3, но по мере движения к систематизации с 1817 до нашего термин расплодил более 30 определений, а эксперты начали бороться с ним еще с конца 1980х. Вообщем мы говорим всего о четырех: мышьяк (arsenic), свинец (lead) и кадмий (cadmium) и ртуть (mercury). Они наиболее показательны по путям загрязнения и путям выведения из организма, многие другие тяжелые металлы будут похожи на эти, но встречаться чуть реже.
Именно эти четыре металла выделяются системами здравоохранения среди самых важных.
Теперь зайду на шаткую почву интерпретации статистики. Что бы показать важность этих металлов, я посмотрел связь смертности от всех причин (all cause mortality) и уровня выбранных металлов в крови. Хотя статистики не много (оказывается мы не любим мерять тяжелые металлы в крови), человечество выручает серия регулярных американских исследований диет и здоровья NHANES (National Health and Nutrition Examination Survey) [5], проводимых с 80х годов каждые 3-5 лет с числом участников от 10 до 40 тыс человек.
Для 26 000 американцев (1999-2014 гг.) общий уровень тяжелых металлов в крови (свинец,кадмий и ртуть) и в моче (10 разных) показал связь с риском смертности. Относительный риск в диапазоне 1.22 до 1.94, если сравнить людей с низким и высоким уровнем, i.e. простыми словами почти в 2 раза можно снизить риск смертности снизив общий уровень ТМ до низкого. Пожалуй на сегодня это самое сильное утверждение вытекающее из статистики.
Кадмий и в крови и в моче оказывает самое существенное влияние.
И это люди без отравления. Обычные люди. У одних высокий уровень, а у других низкий.
Кадмий отдельно смотрели на том же NHANES по данным 1999-2004 годов и для восьмидесятой процентили, то есть для тех, у кого уровень кадмия на уровне верхних 80% среди всех американцев (из 9000 в исследовании) уровень кадмия давал вклад 7 процентов в общий риск смертности и 9 в риск сердечно сосудистых.
Дальше беглый взгляд находит десятки подобных публикаций (но все они на тех же данных) и похожий уровень ассоциации с различными причинами смертности от почек и диабета до сердечно сосудистых.
Тут стоит сказать, что поскольку одним из основных факторов кадмия мы пока считаем курение, в стат анализе умеют разделять вклад кадмия и курения. Так что дело не просто в дыме, а как мы увидим дальше и вообще не в нем. Хотя именно для кадмия изначально именно дым решал,
на графике снижение кадмия с 80х годов именно благодаря снижению сигаретного дыма (пассивного и активного) [6].
Если просто начать искать тему тяжелых металлов на первые места поиска выходят статьи от 2021 года. 4 февраля 2021 года производители детского питания проснулись в холодном поту. Конгресс США опубликовал данные по уровню тяжелых металлов в детской еду, в котором выявлены превышения уровней всех четырех наших металлов в детском питании, более того, расследование обнаружило отсутсвие внутренного контроля на одних фабриках, а на других пренебрежение собственными стандартами [7].
Для примера выписал результаты по свинцу, но прежде скажу, что разрешенные нормы свинца в детском питании в Европе [9] 20 ppb (частей на миллиард), что равно 0,020 mg/kg, в США по детям нашел максимум для конфет 100 ppb и для сока 50 ppb [8].
А теперь выдержка из репорта конгресса.
"Свинец присутствовал в продуктах детского питания всех ответивших компаний.
Компания Nurture (HappyBABY) продавала готовые продукты детского питания, содержание свинца достигает 641 ppb. Почти 20% готовой продукции детского питания, протестированного компанией питания содержало более 10 частей на миллиард свинца.
Beech-Nut использовала ингредиенты, содержащие до 886,9 частей на миллиард свинца. Он использовал многие ингредиенты с высоким содержанием свинца, в том числе 483 ингредиента, которые содержали свинца более 5 частей на миллиард, 89 содержащих свинец более 15 частей на миллиард и 57 с содержанием более 20 частей на миллиард.
Hain (Earth’s Best Organic) использует ингредиенты, содержащие 352 ppb свинца. Хейн использовал много ингредиентов с высоким содержанием свинца, в том числе 88, в которых было протестировано содержание свинца более 20 частей на миллиард, и шесть, в которых было установлено содержание свинца более 200 частей на миллиард.
Гербер использовал ингредиенты, содержание свинца в которых достигало 48 частей на миллиард; и использовал много ингредиентов, содержащие более 20 частей на миллиард свинца.
Слова Best и Organic особенно интересны в этом контексте.
Несколько производителей не ответили на первый запрос конгресса. По итогам расследования более чем в 50 штатах можно подать в суд на производителей и, по-видимому, получить возмещение по сделке, если у ребенка появились расстройства такие как Аутизм или СДВГ. Пример типичной американской конторы по ссылке [10].В чем проблема с этими тяжелыми металлами?
1 - они реакционно способны и будут вступать в реакции там, где их не ждут.
2 - они 2х валентные и могут с большей константой связывания заменять Цинк и Магний в реакционных центрах ферментов. Один только магний поддерживает более 300 известных реакций в организме.
Не углубляясь в Биохимию в этой статье, хочу процитировать вводную часть научной статьи о механизмах действия тяжелых металлов [11].
Острые или хронические отравления могут возникать при контакте с водой, воздухом и пищей. Бионакопление этих тяжелых металлов приводит к разнообразному токсическому воздействию на самые разные ткани и органы организма. Тяжелые металлы нарушают клеточные процессы, включая рост, пролиферацию, дифференцировку, процессы восстановления повреждений и апоптоз. Сравнение механизмов действия показывает сходные пути для этих металлов, чтобы вызвать токсичность, включая образование ROS (активных форм кислорода), ослабление антиоксидантной защиты, инактивацию ферментов и окислительный стресс. С другой стороны, некоторые из них обладают избирательным связыванием со специфическими макромолекулами. Некоторые токсичные металлы, включая хром, кадмий и мышьяк, вызывают нестабильность генома. Дефекты репарации ДНК после индукции окислительного стресса и повреждения ДНК тремя металлами считаются причиной их канцерогенности. Даже при современных знаниях об опасности тяжелых металлов частота отравлений остается значительной и требует профилактического и эффективного лечения.
Неслабо, да?Порассуждаем об эволюции, так как “ничего не имеет смысла, кроме как в свете эволюции” [12]. Понятно, что большинство металлов “не намазано ровным слоем” по земле, скорее наоборот, они концентрируются в местах, где земная мантия выходит к поверхности. В других (в большинстве) местах их сильно меньше. Жизнь научилась использовать некоторые металлы, например железо, в своих целях и приспособила к этому свою машинерию, e.g. то же самое железо в молекуле гемоглобина связывает кислород и углекислый газ для транспортировки к легким. Другие металлы жизнь не встречала (тяжелые) в больших количествах и научилась их выводить из организма неспешно. Так продолжалось миллионы лет.
Потом пришел человек и начал ковырять застывшую мантию земной коры и доставать оттуда разные интересные штуки. Доставать и добавлять их во всякое: краски, бензин, зубные импланты, средства для производства шляп. Таким образом в клетках была достигнута “быстрая” отравляющая доза, когда эффект виден очень быстро
И у Ван-Гога (отравление свинцом [13]) и сумасшедшего шляпника (отравление ртутью [14] ) психопатологические отклонения были на лицо.Мартовский Заяц:… Нужно всегда говорить то, что думаешь.
Алиса: Я так и делаю, по крайней мере… По крайней мере я всегда думаю то, что говорю… а это одно и то же…
Шляпник: Совсем не одно и то же. Так ты еще чего доброго скажешь, будто ``Я вижу то, что ем`` и ``Я ем то, что вижу``, - одно и то же!Мы то с вами в 21-м веке и бензин у нас unleaded (неэтилированный – это бензин который не содержит тетраэтилсвинца в своем составе). Мы скоро уберем свинцовую краску в старых домах. Перешли на новые пломбы. Бросили курить или даже не начинали. Не разбиваем электронные градусники. При чем тут тогда история с отравлениями?
Моя гипотеза для вас, гипотеза имеющая целую цепочку проверяемых фактов, что в небольших количествах яд продолжает работать так же как и в больших, но медленнее. Мы не сойдем с ума и не отрежем себе уши, мы просто сократим время жизни на 5-15% в зависимости от того, насколько нам повезет с местом производства нашей ежедневной еды.
Именно еда, вода и воздух стали сегодня самыми важными источниками тяжелых металлов, и судя по эпидемиологическим исследованиям (как те, что в начале статьи) есть коэффициент наклона кривой, который отражает влияние нашего текущего уровня тяжелых металлов на продолжительность жизни. Больше металлов, короче жизнь.
Если сравнивать эффект курения и еды на показатели кадмия, например, то много не найдешь. Но некоторые исследования современных продуктов питания показывают высокое количество кадмия приходящего именно из еды, так у женщин курящих уровень кадмия в моче был 0,43 мг/г, а у женщин не курящих 0,30 мг/г. Некурящие женщины, которые ели тофу поднимали свой уровень до 0,41 мг/г. [15]. В другом исследовании наблюдали за грудным молоком у Курящих и Некурящих австрийских мам. Курение повышало уровень кадмия вдвое, а употребление пшеничных хлопьев на 30% [16].
Самые плохие новости похоже ждут вегетарианцев - в исследовании сравнили уровень кадмия у вегетарианцев и мясоедов, и уровень кадмия у вегетарианцев превышал уровень у мясоедов втрое [17].
Оно и понятно, кадмий очень хорошо всасывается растениями и депонируется в разных участках: у одних растений в корне, а у других в плодах и листьях. Оказывается кадмий очень любит прилипать к крахмалистым поверхностям и липким белкам, именно их и мы полюбили за чувство сытости, и вывели сорта богатой глютеном пшеницы и толстобокой картошки. Уровень кадмия в пшенице около 100 ppb [18], а уровень кадмия в снеках будет уже 200 ppb [19].
Переносимая доза (без последствий) для взрослого 4,1 мкг в день.
Если пересчитать на пшеницу - не больше 40 грамм, а снеков - всего 20.
Второй отчет по конгресса США [20] показал, что в детской еде может содержаться до 43 ppb, то есть 43мкг/кг, кадмия. Значит 100 грамм такой еды уже превышают взрослую дозу.
За пределами этой статьи остались механизмы нашего организма для борьбы с кадмием, проверка американскими лабораториями добавок на предмет содержания тяжелых металлов и возможности технологий в производстве и выращивании еды.
Я пиарюсь в этой части статьи
Обо всем этом я рассказываю в своем канале и напишу вторую и третью часть для этой серии здесь. Как всегда рад вдумчивым комментариям.
Ссылки1 - https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/435976/Ne_slomalos_ne_chini_Proshloe_nastoyashchee_i_budushchee_termina_heavy_metals_v_nauchnoy_literature
2 - https://www.fda.gov/food/chemicals-metals-pesticides-food/metals-and-your-food
3 - https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22472185/
4 - https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33618481/
5 - https://www.cdc.gov/nchs/nhanes/index.htm
6 - https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-007-4470-7_10
7 - https://oversight.house.gov/sites/democrats.oversight.house.gov/files/2021-02-04%20ECP%20Baby%20Food%20Staff%20Report.pdf
8 - https://www.fda.gov/food/metals-and-your-food/lead-food-foodwares-and-dietary-supplements
9- https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:02006R1881-20150521
10 - https://www.millerandzois.com/baby-food-lawsuits.html
11 - https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphar.2021.643972/full
12 -https://en.wikipedia.org/wiki/Nothing_in_Biology_Makes_Sense_Except_in_the_Light_of_Evolution
13 - https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9428166/
14 - https://vegan.ru/info/detail.php?ID=3696
15 - https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S004896971100074X
16 - https://www.nature.com/articles/7500518
17 - https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17152224/
18 - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7238532/
19 - https://www.researchgate.net/publication/271853357_Heavy_Metal_Content_and_Health_Risk_of_Potato_and_Corn_Chips_Being_Sold_in_Jordanian_Market/figures
20 - https://oversight.house.gov/sites/democrats.oversight.house.gov/files/ECP%20Second%20Baby%20Food%20Report%209.29.21%20FINAL.pdf
