Нитраты в продуктах могут быть полезны. При одном условии

• Анджела Смит-Уэлч
• BBC Future

14 марта 2019

Автор фото, Getty Images

Слово «нитраты», как правило, вызывает негативные ассоциации. Но оказывается, не все так плохо и опасно! Обозреватель BBC Future объясняет, какие нитраты потенциально опасны, а какие нужныя нашему организму.

Последние призывы запретить применение нитратов и нитритов в производстве ветчины из-за риска рака только усилили опасный имидж этих веществ.

Впрочем, связь между пищевыми нитратами и здоровьем неоднозначна. Например, высокое содержание природного нитрата в свекольном соке может снижать артериальное давление и повышать мышечную активность.

Нитраты также — активный ингредиент некоторых лекарственных препаратов, которые прописывают при стенокардии, сниженном притоке крови, вызывающем боль в груди.

Итак, действительно ли нитраты настолько вредны?

Нитраты и нитриты, например, калийная селитра и азотистокислый натрий, являются естественными химическими соединениями, содержащими азот и кислород. В нитратах азот связан с тремя атомами кислорода, а в нитритах — с двумя.

Оба вещества — разрешенные в пищевой промышленности консерванты, которые подавляют распространение вредных бактерий в беконе, ветчине, салями и некоторых видах сыров.

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото,

Морковь — один из самых больших источников нитратов, которые попадают в нее из почвы

Впрочем, из переработанного мяса среднестатистический европеец получает только 5% нитратов, более 80% — из овощей.

Нитраты и нитриты попадают в овощи из почвы, в которой они растут.

Нитраты входят в состав природных минеральных ископаемых, а нитриты образуются грунтовыми микроорганизмами, которые перерабатывают органические вещества.

Зелень, например, шпинат и руккола, возглавляют список продуктов с содержанием нитратов, за ними идут сок сельдерея и свеклы, а также морковь.

Овощи, выращенные органическим способом, содержат немного меньше нитратов, поскольку их удобряют синтетическими нитратами.

Однако существует важное различие между нитратами в мясе и в овощах, и именно от этого и зависит уровень их канцерогенности.

Связаны ли они с раком?

Сами по себе нитраты достаточно инертны, то есть они практически не вступают в химические реакции в организме. Но нитриты и происходящие от них химические вещества — более активны.

Большинство нитритов, с которыми мы сталкиваемся, образуются из нитратов под действием бактерий в ротовой полости. Интересно, что использование антибактериального ополаскивателя заметно снижает их образование.

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото,

В отличие от овощей, в ветчине и колбасе нитриты образуют опасные связи с белками

Под действием кислой среды в желудке они превращаются в нитрозамины, некоторые из которых являются канцерогенными и связаны с раком кишечника.

Но для этого нужны амины, химические вещества, которые происходят от аммиака и в большом количестве содержатся в белковых продуктах.

Нитрозамины также образуются и непосредственно в пище под действием высокой температуры, например, во время жарки бекона.

«Итак, вредными являются не столько сами нитраты или нитриты, сколько способ их обработки и среда, в которой они находятся», — отмечает Кейт Аллен, исполнительный директор по вопросам науки и общественных дел во Всемирном фонде исследования рака.

«Например, нитриты в колбасных изделиях под действием температуры связываются с аминокислотами, образуя нитрозамины — компоненты, способные вызывать рак», — добавляет она.

Аллен, однако, добавляет, что нитриты — лишь одна из причин, почему переработанное мясо способствует раку кишечника, и доля их влияния — неопределенная.

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото,

В переработанном мясе нитриты под действием высокой температуры образуют нитрозамины, вещества, вызывающие рак

Другие опасные вещества — это железо, ПАУ (полиароматические углеводороды), которые образуются в копченом мясе, и гетероциклические амины, образующиеся при жарке мяса на открытом огне. Они также способствуют развитию опухолей.

С другой стороны, хотя Международное агентство по исследованиям рака классифицирует переработанное мясо как «потенциальный канцероген», риск относительно невелик.

В Великобритании, например, рак кишечника возможен у шести из 100 человек. Из тех, кто ежедневно съедает 50 г переработанного мяса (примерно три куска бекона), риск повышается только у семи из 100.

Возможно, даже полезны

Но нитриты не только вредны. Появляется все больше свидетельств, что они полезны для сердечно-сосудистой системы и других органов благодаря молекулам оксида азота.

В 1998 года трое американских ученых получили Нобелевскую премию за открытие значения этого газа для сердечно-сосудистой системы.

Теперь мы знаем, что оксид азота расширяет кровеносные сосуды, снижает кровяное давление и укрепляет организм в борьбе с инфекциями.

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото,

Нитриты, содержащиеся, например, в свекле и других овощах, отвечают за образование оксида азота, который снижает кровяное давление

Нехватку оксида азота связывают с болезнями сердца, диабетом и эректильной дисфункцией.

Хотя оксид азота производится в организме несколькими способами, его образование из нитратов прежде всего важно для пожилых людей, поскольку другие способы его образования с возрастом снижаются.

«Важно, что вещества, образующиеся из нитратов в овощах, не связаны с риском развития рака в отличие от тех, которые образуются из переработанного мяса», — подтверждает Аманда Кросс, лектор по вопросам эпидемиологии рака в Имперском колледже в Лондоне.

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото,

Нитраты в зеленых овощах имеют немало пользы для здоровья и не образуют вредных нитрозаминов, вызывающих рак

Овощи, прежде всего, зеленые листья, не содержат белка, а также имеют защитные компоненты, например, витамин С, полифенолы и клетчатку, которые снижают образование нитрозаминов.

Таким образом, если большинство нитратов в нашем рационе происходит из овощей, что способствует образованию оксида азота, они, наверное, даже полезны для нас.

Один из экспертов в этом вопросе даже утверждает, что многие из нас испытывают дефицит нитратов и нитритов, и их следует отнести к важным питательным веществам, которые могут предотвратить инфаркты и инсульты.

Какое количество безопасно?

Точно определить количество нитратов, которые мы потребляем с пищевыми продуктами, практически невозможно.

«Их уровень может колебаться в 10 тысяч раз, и даже в воде он очень разный в пределах допустимых 50 мг на литр», — говорит эпидемиолог Гюнтер Кульне из Университета Рединга.

«Это означает, что исследования влияния нитратов на организм надо толковать очень осторожно, поскольку наличие нитратов часто свидетельствует лишь о том, что человек просто ел овощи».

В 2017 году Европейский институт по безопасности пищевых продуктов (EFSA) вычислил ежедневную допустимую норму нитратов (которую можно употребить без заметного риска для здоровья) — 235 мг для человека весом около 63 кг.

Но в докладе Института также отмечено, что люди всех возрастов могут спокойно превышать эту норму.

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото,

Поскольку содержание нитратов в пищевых продуктах сильно варьируется, трудно точно сказать, сколько нитратов ежедневно попадает в наш организм

Потребление нитритов, как правило, гораздо ниже (по некоторым оценкам, британцы в среднем съедают 1,5 мг в день).

Как отмечает EFSA, влияние нитритных консервантов — также на безопасном уровне для всех групп населения Европы, за исключением небольшого превышения у детей, которые получают много пищевых добавок.

Некоторые эксперты даже утверждают, что эти нормы уже устарели, и большее количество нитратов не только безопасно, но и полезно.

Правда, речь идет только о нитратах, которые попадают в наш организм с овощами, а не переработанным мясом.

Опасность, конечно, зависит от дозы. 2-9 г (2000-9000 мг) нитратов могут быть чрезвычайно токсичными, вызывая изменения в гемоглобине и синюшный оттенок губ и кожи.

Но получить такую ​​дозу с едой очень сложно, и возможно лишь в случае отравления загрязненной удобрениями водой.

Какой же вывод можно сделать?

Чтобы ваш организм получал «правильные» нитраты и нитриты, съедайте ежедневно по крайней мере пять порций фруктов и овощей, а также избегайте переработанного мяса.

Таким образом, преимущества нитратов почти наверняка превысят их недостатки.

Чем опасно повышенное содержание нитратов и нитритов для организма человека | Здоровье

Откуда берутся нитраты и образуются нитриты? В чем заключается их негативное влияние на организм и как обезопасить себя от вреда? Об этом рассказал заведующий токсико–микологическим отделом ФГБУ «Челябинская МВЛ», подведомственного Россельхознадзору, Минсара Мухаматдиновна Ахуньянова.

– Минсара Мухаматдиновна расскажите, пожалуйста, что представляют собой нитраты?

– Нитраты – это азотистые соединения, которые присутствуют в азотных минеральных удобрениях (нитратных, аммиачных, аммиачно–нитратных, амидных, комбинированных и т. п.) Применение их неизбежно, так как в наш ускоренный век интенсивной технологии это позволяет при относительно меньших затратах получить высокий урожай.

Используемые нитратные удобрения хорошо растворимы в воде, поэтому при внесении в почву они быстро всасываются корневой системой растений. При их нерациональном использовании, отрицательное влияние неблагоприятных погодных условий на процессы нитрификации в почве, а также высокий уровень содержания нитратов и нитритов в воде для полива растений способствуют накоплению нитратов в растениях.

– Какую опасность для организма они представляют?

– Вред нитратов, а точнее их метаболитов заключается в токсичном воздействии на организм. Попадают нитраты в организм человека и животных с растительной пищей и некачественной водой с большим содержанием нитратов и нитритов. Умеренное потребление растительной пищи и воды, содержащих в себе нитраты, не приводит ни к каким последствиям. Они не накапливаются в организме и легко выводятся из него. Но при ежедневном поступлении нитратов в организм под воздействием микрофлоры и ферментов в желудочно–кишечном тракте могут образоваться более опасные соединения – нитриты, которые приводят к кислородному голоданию, в результате превращения гемоглобина в метгемоглобин. В результате кровь хуже справляется со своей основной функцией – снабжением всех клеток тканей кислородом, что приводит к гипоксии. Кроме того нитриты в желудочно–кишечном тракте человека и животных, соединяются с аминами и образуются другие не менее опасные вещества – нитрозамины, воздействие которых тоже приводит к проблемам со здоровьем.

– В чем и где чаще всего содержатся нитраты и нитриты?

– Превышение содержания нитратов и нитритов чаще всего встречается в зелени и в ранних овощах. Помимо овощей, они могут содержаться и в воде. Поступившие с водой нитраты и нитриты, оказывают более существенное влияние на организм человека, чем полученные из растительной продукции. В летнее время содержание нитритов в поверхностных водоемах возрастает. Концентрация наиболее высока в воде колодцев, неглубоких скважин, рек и озер. Поэтому при использовании воды из поверхностных и неглубоких подземных источников не лишним будет сделать анализ воды на нитраты.

– Существуют специальные приборы – портативные нитрат–тестеры, доступные в продаже. Какова вероятность правильного результата таких приборов?

– Их использование нерезультативно. Велика вероятность погрешности таких приборов, поскольку нитрат–тестер измеряет электропроводность растворенных солей в жидкости (соке фрукта/овоща), но продукт может содержать не только нитраты, но и другие соли, такие как обычная соль или магний, кальций, калий. Но это не вредно для нашего организма. То есть нитрат–тестер может показать превышение нормы нитратов, а на самом деле продукт будет богат микроэлементами.

В лабораторных условиях полученные результаты более достоверны: прибор поверяется 1 раз год, перед каждым проведением исследования на нитраты он калибруется.

Также лаборатория регулярно участвует в межлабораторных сравнительных испытаниях, что позволяет оценить точность применяемых методов испытаний и результатов измерений.

– Как же обезопасить себя от вреда нитратов и нитритов и контролировать их наличие?

– Старайтесь покупать овощи по сезону их естественного созревания. Овощи, выращенные в закрытом грунте, содержат в 3–4 раза больше нитратов, чем те же овощи, выращенные в поле. И лучше покупать только в разрешенных для торговли местах. Тогда существует вероятность, что такие продукты проверены. В магазине всегда можно потребовать сертификат качества на реализуемую продукцию. На овощных рынках требуйте заключение лаборатории ветеринарно–санитарной экспертизы. В этом документе должен быть указан уровень нитратов.

Необходимо проводить регулярные исследования на их выявление. Исследования по определению содержания нитратов, нитритов в растительной продукции, воде, кормах, почве проводятся токсико–микологическим отделом нашего Учреждения в соответствии с нормативными документами.

Также снизить содержание нитратов в продуктах можно используя некоторые нехитрые способы приготовления овощей: тщательная промывка либо замачивание в холодной воде, варка без использования алюминиевой посуды, соление, маринование и квашение. Воду можно кипятить или пропускать через специальные домашние очистительные приборы.

Смотрите также:

ВРЕДНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НИТРАТОВ И НИТРИТОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА (Реферат)

Департамент образования администрации города Южно-Сахалинска

Технический лицей №7

Иванова И.В.

ВРЕДНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НИТРАТОВ И НИТРИТОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА.

Научный руководитель: Кац В.В.

Заместитель директора по науке: Багурцева Г. Г.

Работа защищена и принята на

6 научно-практической конференции

“__”_______1999г.

г.Южно-Сахалинск

1999г.

Содержание

1. Вступление: роль растений в питании человека……………………………4

2. Нитраты и нитриты, и их роль в растениях…………………………………..5

3. Вредное воздействие нитратов и нитритов на организм человека…..6

4. Допустимые нормы нитратов для человека…………………………………..7

5. Пути попадания нитритов в организм человека…………………………….7

6. Содержание и накопление нитратов в разных растениях. ………………8

7. Способы снижения вреда нитратов в растениях

на организм человека…………………………………………………………………11

9.Заключение………………………………………………………………………………..12

10.Литература……………………………………………………………………………….13

11.Приложение……………………………………………………………………………..14

Общеизвестно, что самое дорогое у человека — это его здоровье, которое невозможно купить и которое во многом зависит от правильного питания его. Недаром существует пословица: “Скажи мне что ты ешь, и я скажу тебе чем ты болеешь”.

Для большинства уже не секрет, что для укрепления здоровья лучше есть больше фруктов, овощей и меньше животной пищи. При рациональном растительном питании следует выполнять 10 полезных советов, которые помогут человеку прожить дольше и в лучшем здравии (6) :

1. Необходимо включать в суточное меню любой фрукт оранжевого цвета, который содержит ценный для организма бетакаротин, снижающий риск онкологических и сердечных заболеваний, даже среди курящих.

2. Ежедневно на нашем столе должны быть фрукты и овощи, содержащие витамин С. Это в первую очередь относится к больным сахарным диабетом, ибо исследования итальянских учёных установили, что дневная доза витамина С в 1000 мг ускоряет выработку гормона инсулина.

3. Помидоры кроме приятного вкуса обладают и целебными свойствами благодаря высокому содержанию в них ликопина. Ежедневное употребление помидор значительно снижает риск возникновения рака толстой кишки, ротовой полости, желудка, т.к. нейтрализует действие нитрозаминов, способствующих развитию раковых клетов. Отмечено также, что кто ест помидоры в достаточном количестве, значительно энергичнее и подвижнее, чем те, кто пренебрегает этими овощами.

4. Фрукты надо есть в сыром виде. Убедительную статистику представили английские учёные. Основываясь на данных 17-летнего исследования, проведённого среди жителей Англии, Шотландии и Уэльса, учёные установили, что те, кто ежедневно лакомились свежими фруктами, на 24% снизили шанс острых сердечных приступов, на 32% риск инсульта и на 21% преждевременную смерть.

5. Обязательно употреблять в пищу изюм и курагу, они незаменимы для тех, кто хочет укрепить здоровье и набраться больше сил и энергии, т.к. калий, содержащийся в них, способствует лучшей работе сердечной мышцы.

6. Очень полезны фруктовые соки, хотя они не содержат ни белка, ни жира, ни многих микроэлементов, как молоко, значит и поэтому они калорийны. Следует помнить, что фруктовые соки не могут заменить пищу, чем могут злоупотреблять дети. Один стакан фруктового сока в день для ребёнка вполне достаточно.

7. Ежедневно рекомендуется съедать за день 2 фруктовых блюда. На первый взгляд это кажется нереальным, но в действительности всё значительно проще, для чего следует добавить банан к утренней каше и апельсин в течении дня, — и дневная норма употребления фруктов обеспечена.

8. Сырые овощи обеспечивают хорошее настроение, свежую кожу, изящную фигуру, снижают хлопоты с желудком и кишечником, т.к. содержат в себе значительное количество клечатки. Особенно это важно при сидячем образе жизни и против ожирения и запоров. Целительные силы сырой растительной пищи известны давно.

9. Лук и чеснок нужен, чтобы избавиться от гниения в пищеварительном тракте в результате неправильного питания, и особенно в период массового распространения гриппа.

10. Фрукты лучше съедать за 0,5 часа до еды, натощак и без хлеба.

По Брэггу 3/5 всей диеты должны составлять фрукты и овощи: сырые, печёные и слегка варёные.

Итак, фрукты и овощи, но они должны быть здоровыми и чистыми от таких веществ, как нитраты и нитриты.

Нитраты и нитриты, и их роль в растениях.

Азот — это один из самых важнейших химических элементов в жизни растений, т.к. он необходим для синтеза аминокислот, из которых образуются белки. Азот получает растение из почвы в виде минеральных азотных солей (нитратных и аммиачных).

В растениях азот подвергается сложным превращениям. Метаболизм азота в растениях — это сложный процесс, и нитраты занимают в нём промежуточное положение:

HNO3 – HNO2 – (HNO)2 – NH2OH + NH3 |

(нитрат) (нитрит) (гипонитрит) (гидроксиламин) (аммиак)

Нитраты в растениях восстанавливаются до нитритов. В этом процессе участвуют различные металлы (молибден, железо, медь, марганец), и при этом происходит интенсивная трата углеводов, т.к. на восстановление тратится энергия, источником которой являются углеводы. Нитриты могут накапливаться в растениях и этим подавлять их рост. Но основная часть нитритов, подвергаясь дальнейшим превращениям, даёт аммиак (Nh4). Аммиак русский учёный Д.М. Прянишников назвал альфой и омегой в питании растений.

Вредное воздействие нитратов на организм человека.

Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами, при их чрезмерной подкормке аммиачной селитрой (1).

В мировой науке о нитратах знали уже гараздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельско-хозяйственных животных :

1. Нитраты под воздействием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитратов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нём 2-х валентное железо в 3-х валентное. Врезультате образуется вещество метгемоглобин, который уже не способен переносить кислород. Поэтому нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия), в результате чего накапливается молочная кислота, холестерин, и резко падает количество белка.

2. Особенно опасны нитраты для грудных детей, т.к. их ферментная основа несовершенна и востановление метгемоглобина в гемоглобин идёт медленно.

3. Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества токсины, в результате чего идёт токсикация, т.е. отравление организма. Основными признаками нитратных отравлений у человека являются:

• синюшность ногтей, лица, губ и видимых слизистых оболочек;

• тошнота, рвота, боли в животе;

• понос, часто с кровью, увеличение печени, желтизна белков глаз;

• головные боли, повышенная усталость, сонливость, снижение работоспособности;

• одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери сознания;

• при выраженном отравлении — смерть.

4. Нитраты снижают содержание витаминов в пище, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие горманов, а через них влияют на все виды обмена веществ.

5. У беременных женщин возникают выкидыши, а у мужчин — снижение потенции.

6. При длительном поступлении нитратов в организм человека (пусть даже в незначительных дозах) уменьшается количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы.

7. Установлено, что нитраты сильно влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека.

8. Нитраты способны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровеное давление.

При всём вышеизложенном следует помнить, вред наносят организму человека не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются при определённых условиях.

Чем опасны нитраты в пище и как снизить вред от их потребления?

Нитраты – соли азотной кислоты, присутствующие во всех живых организмах и составляющие необходимую часть питания растений. Основными источниками поступления нитратов в человеческий организм являются продукты растительного происхождения (прежде всего овощи) и вода.

Иллюстрация: https://nutritionfacts.org/

 

Уровень накопления нитратов в овощах

Cодержание нитратов	Виды овощных культур
Низкое (10-150 мг/кг)	Горох, томаты, сладкий стручковый перец, чеснок, картофель салатный цикорий, репчатый лук и поздняя морковь.
Среднее (150-700 мг/кг)	Огурцы, поздняя белокочанная капуста, зеленый лук в открытом грунте, тыква, кабачки, патиссоны, лук-порей, щавель, ранняя морковь, корнеплоды петрушки, лук-батун, цветная капуста (осенью).
Высокое (700-1500 мг/кг)	Ранняя цветная и белокочанная капуста, столовая свекла, капуста брокколи, корневой сельдерей, брюква, кольраби, ревень, репа, хрен, редис и редька в открытом грунте, зеленый лук в защищенном грунте.
Максимальное (1500-4000мг/кг)	Салат, савойская и пекинская капуста, мангольд (листовая свекла), шпинат, укроп, редис в защищенном грунте, листья столовой свеклы и петрушки, сельдерей.

 

Само по себе присутствие нитратов в организме человека естественно и обнаруживается даже у людей, рацион которых полностью лишен нитратов. Но опасным может быть избыток этих веществ: прежде всего возможностью восстановления до более токсичных нитритов и нитрозаминов, которое происходит как в самих продуктах питания, так и в организме человека.

Откуда нитраты в овощах?

Расхожее мнение — из минеральных удобрений. Однако некоторое количество нитратов можно обнаружить в овоще, выросшем в любых условиях, даже при полном отсутствии подкормки. Степень насыщенности растения нитратами зависит примерно от 20 условий, половину из которых можно регулировать.

Основные из этих факторов — биологические особенности и растений и отдельных сортов, температура и влажность почвы и воздуха, интенсивность и продолжительность освещения, технология выращивания овощных культур (включая и использование удобрений, но не только минеральных).

Спровоцировать чрезмерное накопление нитратов может не только увеличение доз вносимых азотных удобрений, но и несбалансированность питания растений (т.е. использование азотных, не дополненных калийными и фосфорными удобрениями), и нерациональное применения органических подкормок (особенно бесподстилочного навоза и птичьего помета), несвоевременное внесение удобрений, невнимание к свойством почвы, которая может содержать повышенное количество нитратов сама по себе. Усилению накопления нитратов способствует недостаток света – например, при выращивании в теплицах в условиях короткого светового дня, или при загущенных посевах (в том числе в открытом грунте).

В каких овощах нитратов меньше?

Наименьшее для данного растения содержание нитратов можно обнаружить в полностью зрелых плодах среднего для данного сорта размера. Плодовая часть растения в начале роста накапливает нитраты для дальнейшего питания, а к моменту достижения зрелости успевает большую часть их израсходовать для построения собственных клеток. Мелкие экземпляры, возможно, накопили это питательное вещество для дальнейшего роста, слишком крупные – использовали его слишком активно и тоже накопили про запас. Содержание нитратов может быть различным не только в разных партиях одного и того же овоща, но и в отдельных экземплярах в одном пакете.

По-разному накапливают нитраты не только разные биологические виды овощей (табл.1), но отдельные сорта внутри одного вида. Энтузиастами-учеными и практиками выявлены отдельные сорта овощных культур, содержащих минимальные для данного растения количества нитратов. Например, у капусты — это Зимовка и Подарок, у свеклы — Бюрдо, у моркови — Шантенэ. Бирючекуртская, Консервная. Круглоплодные сорта редиса содержат меньше нитратов, чем длинноплодные. Однако последовательно особенности накопления нитратов различными сортами овощей не изучаются.

Аскорбиновая кислота, и согласно некоторым публикациям, витамин Е, нейтрализуют возможность вредного влияния нитратов на организм (аскорбиновая кислота блокирует их преобразование в нитриты). Таким образом, к овощам, богатым витамином С, требования по содержанию нитратов могут быть менее жесткими.

Что происходит с нитратами во время хранения?

Количество нитратов в овощах снижается в процессе хранения. Через полгода хранения в картофеле остается только 30% содержащихся нитратов, в моркови – 44%.  Необходимое условие для этого – хранение в сухом, проветриваемом помещении, при пониженной температуре воздуха. В ином случае под действием микроорганизмов в продукте могут образовываться нитриты и нитрозамины.

Чтобы избежать образования нитритов, овощи на хранение закладывают чистыми и сухими, без механических повреждении. Чистота – значит малое количество микроорганизмов, сухость ограничивает перемещение микробов, отсутствие повреждений затрудняет питание микробов из клеток растений, в том числе переработку нитратов. Однако не все овощи хорошо хранятся после мытья.

Риск образования нитритов возрастает с ростом температуры хранения (оптимальной считается 2-5 градусов С для различных видов овощной продукции, при этой температуре активность микроорганизмов невысокая). В замороженных овощах нитриты не образуются, но длительное размораживание способствует этому процессу. Скорость снижения количества нитратов при хранении овощей и степень риска преобразования их в нитриты в целом зависит от вида овоща, исходного содержания нитратов, тщательности подготовки к хранению и режима хранения.

В соленых и маринованных овощах содержание нитратов снижается за счет перехода в рассол. В первую неделю в соленьях идет интенсивное образование нитритов, но еще за 1 —2 недели их количество снижается. В целом соленья и маринады к весне могут потерять до 50% нитратов.

Нитраты в разных частях овощей

Снижению вреда от нитратов способствует употребление тех частей овоща, которые накапливают их в наименьшей степени.

В листовых овощах особенно опасными являются сокопроводящие системы (в просторечии — жилки и стебельки). Причем концентрация нитратов усиливается по направлению к стеблю и к корню. У пряных трав рекомендуется выбрасывать стебли, у капусты – кочерыжку и утолщенные черешки листьев.

В оболочке моркови нитратов меньше, чем в сердцевине, в огурцах и редисе богаче нитратами кожура. У дыни и арбуза нитраты сильнее накапливаются ближе к корке, особенно в незрелой части. У патиссонов, кабачков и баклажанов – в части, примыкающей к плодоножке. У огурцов, свеклы и редьки – на обоих концах.

Нитраты в колбасе, сырах, воде

В молоке и молочных продуктах содержание нитратов невысокое, как правило, не больше 10 мг/кг. Нитраты и нитриты используются как пищевые добавки при производстве сыров и колбас: санитарные службы считают их дозы допустимыми, однако чрезмерное потребление колбасных изделий может привести к превышению индивидуально допустимой дозы. Практически отсутствуют эти вещества в зерне злаковых культур, так как сосредоточены в стеблях и листьях. Мало накапливается их во фруктах и ягодах (за исключением «ложных», из семейства тыквенных – т.е. дынях и арбузах).

Источником поступления значимых доз нитратов в организм может являться колодезная вода, куда нитраты попадают из почвы. Санитарные службы конкретных регионов обычно осведомлены о степени загрязнения воды нитратами. Вода из артезианских источников свободнее от этих веществ, чем из поверхностных.

Чем вредны нитраты  в рационе?

Главной причиной связанных с нитратами физиологических проблем являются метаболиты нитратов — нитриты. Нитриты, взаимодействуя с гемоглобином, образуют метгемоглобин, который не способен переносить кислород, что приводит к кислородному голоданию.

Метгемоглобин содержится в крови человека и в обычном состоянии – около 2% метгемоглобина. Симптомы острого отравления возникают при повышении содержания метгемоглобина до 30%, при 50% метгемоглобина может наступить смерть. Метгемоглобин может восстанавливаться до гемоглобина в присутствии метгемоглобинредуктазой, которая начинает вырабатываться у человека с трехмесячного возраста.

Метаболизм солей азотной кислоты в организме

Нитраты поступают в организм человека с водой и пищевыми продуктами, а потом всасываются в тонком кишечнике в кровь. Выводятся с мочой и женским молоком. Нарушению этого процесса способствуют нарушения функций почек и пищеварительной системы, а также избыточное поступление нитратов в организм.

Нитраты превращаются в нитриты благодаря деятельности микроорганизмов, преимущественно обитающих в толстом кишечнике. У людей с пониженной кислотностью желудочного сока микрофлора толстого кишечника может проникать в верхние отделы пищеварительного тракта, и в этом случае количество восстановленных и поступивших в кровь нитритов резко увеличивается.

Чувствительность к нитратам повышается в тех же условиях, которые сами по себе способствуют кислородному голоданию: окислы азота и угарный газ в воздухе, состояние опьянения, пребывание высоко в горах.

Кроме участия в образовании метгемоглобина, нитриты опасны тем, что в желудочно-кишечном тракте человека могут соединяться с аминами и амидами любых белковых продуктов и образовывать канцерогенные нитрозамины и нитрозамиды.

Отравление нитратами

Признаки острого отравления могут возникнуть через 1—6 часов после поступления токсических доз нитратов в организм. В картину отравления входят тошнота, рвота, понос, увеличение печени и ее болезненность при ощупывании, понижение артериального давления. Пульс становится неровным, слабого наполнения, конечности – холодными, дыхание учащается. Следом может появиться головная боль, шум в ушах, слабость, судороги мышц лица, отсутствие координации движений, потеря сознания, кома. В легких случаях отравления дело может ограничиться поносом, сонливостью и угнетенным состоянием психики.

Сколько нитратов не повредит?

Первое исследование по поводу влияния нитратов на организм человека проведено в 1945 году и касалось довольно редкого заболевания – метгемоглобинемии, кислородного голодания в связи с переходом гемоглобина крови в метгемоглобин, не способный переносить кислород. Одной из причин болезни было признано отравление токсическими дозами нитратов в питьевой воде.

В 1960-е годы стали исследовать связь избыточного поступления нитратов с пищей (и их превращения в организме в более опасные нитриты и нитрозамины) с другими болезнями: онкологическими, сердечно-сосудистыми, нервными – и признали их избыток одним из провоцирующих факторов.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) называет допустимой суточной дозой 3,7 мг нитратов на 1 кг массы тела, а нитритов — 0,2 мг на кг. Имеются в виду именно азотная часть соли: 250 мг нитратов, безопасных для условного едока массой в 70 кг, эквивалентны, например, 350 мг нитрата натрия. В разных странах представления о допустимой дозе нитратов в рационе отличаются: в Германии это 50-100 мг в сутки, в США — 400-500 мг, в большинстве стран СНГ – 300-320 мг.

Когда вредна «передозировка» нитратов?

По мнению некоторых исследователей, проблема нитратов является надуманной, уводящей внимание потребителей от куда более существенной опасности применения пестицидов, химических пищевых добавок (в том числе нитритов) и других экологических проблем. Ведь дозы нитратов, вызывающих отравление человеческого организма, гораздо выше официально установленных пределов (такие случаи зафиксированы при одномоментном приеме нитратов в виде минеральных удобрений в дозах от 1 до 4 г).

Нет исследований, устанавливающих зависимость превышения рекомендованных норм потребления со средней продолжительностью жизни людей. Но проблемы при потреблении нитратов выше санитарных норм (хотя и ниже однозначно опасных доз) могут быстро возникнуть у людей с болезнями почек, нарушенными функциями желудочно-кишечного тракта, а также у детей до года, в организме которых системы защиты от избытка нитратов еще не полностью сформированы.

Периодически контролируемые санитарными службами нормы по содержанию нитратов в конкретных овощах в теории устанавливаются исходя из присутствия этого овоща в «среднестатистическом» рационе, а также интенсивности накопления нитратов и особенностью их усвоения человеком, определяемого самим биологическими видом растения. Санитарные врачи предполагают, что растительные продукты, особенно активно накапливающие нитраты, люди употребляют умеренно, но на самом деле это не всегда так.

Избавляемся от нитратов во время готовки

• Главный способ нейтрализовать вред от потребления нитратов – умеренное потребление овощей небольшими порциями в течение всего года. Для «аккордного» потребления по сезону больше подходят фрукты (кроме арбузов и дынь), которые накапливают нитраты куда менее интенсивно. Бахчевые культуры, как и большинство овощей, для монодиет и праздников обжорства подходят мало именно по причине усиленного накопления нитратов.
• Имеет смысл, выбирая овощи для питания, примерно подсчитывать предполагаемое потребление нитратов, чтобы уложиться в безопасную норму. При этом стоит иметь в виду, что кулинарная обработка снижает количество нитратов и шансы для их преобразования в нитриты.
• Очистка, мойка и последующая сушка овощей снижает количество нитратов на 3—25%, и, в связи с гибелью микроорганизмов и разрушением ферментов, останавливает процесс превращения нитратов в нитриты.
• Вымачивание в воде в воде листовых зеленых овощей снижает содержание в них нитратов на 15-20% процентов.
• Проверенный в лабораториях способ снижения вреда от потребления ранних пряных трав: зелень необходимо поставить как букет в воду на прямой солнечный свет на 2-3 часа, в течение которых растение практически полностью усвоит запас накопленных веществ.
• Прием противонитратной обработки для свеклы, тыквы, кабачков – нарезать овощи мелкими кубиками и 2-3 раза залить водой комнатной температуры, выдерживая в ней 5-10 минут.
• При варке картофель теряет до 80% нитратов, морковь и капуста – до 70%, свекла – до 40%. При этом интенсивный переход нитратов в отвар происходит в первые 30-40 минут обработки. Эти цифры действительны, если вы слили отвар горячим: при остывании часть нитратов возвращается из отвара в овощ, часть остается в жидкости.
• Переходу нитратов в нитриты способствует длительное размораживание. Поэтому мороженые овощи размораживают непосредственно перед употреблением, в микроволновой печи или предварительно нагретой духовке, либо начинают готовить горячие блюда, не размораживая.
• Опасными для здоровья могут стать свежеприготовленные соки: нитраты в их составе переходят в нитриты очень быстро. Поэтому соки, особенно овощные, либо употребляют сразу, либо стерилизуют.
• Переход нитратов в нитриты и нитрозамины усиливается в очищенных и нарезанных и овощах в составе салатов и других кушаний, хранящихся в теплом месте. Поэтому лучше употреблять свежеприготовленную, в крайнем случае – хранившуюся в холодильнике пищу.
• Кипячение соков и супов, убивая микрофлору, подавляет образование нитритов.
• При варке и тушении удаление нитрозоаминов с паром преобладает над их образованием, поэтому в процессе приготовления капусту, свеклу, кабачки не нужно закрывать крышкой.
• Уничтожение нитратов методами интенсивной кулинарной обработки имеет обратную сторону: те же методы готовки способствуют освобождению овощей от витаминов и других полезных веществ. Поэтому манипуляции с вымачиванием, а также с предварительным бланшированием овощей перед закладкой в суп уместны лишь в случаях риска потребления доз нитратов, значительно превышающих допустимые, либо при гиперчувствительности организма к этим веществам.
• Снизить риск от потребления нитратов можно и в процессе еды – например, если запивать салат из листовой зелени апельсиновым соком с высоким содержанием витамина С.

Контроль овощей на содержание нитратов

Время от времени на рынке появляются домашние тест-полоски для определения содержания нитратов в овощах. Пользователь, прикладывая полоску к срезу продукта, судит о количестве нитратов по интенсивности окрашивания индикатора. Данный способ контроля, однако, не входит в привычный обиход, так как для решения об опасности того или иного показания теста нужно учитывать еще много дополнительных факторов. Кроме того, дешевые тесты быстро приходят в негодность, а дорогие для массового потребления не выпускаются.

Более надежны показания специальных лабораторных приборов для контроля, однако их приобретение требует значительных затрат, а освоение технологии анализа и интерпретации результатов – также дополнительного образования.

Можно ли определить содержание нитратов невооруженным глазом?

Большинство потребителей при выборе продукции доверяют своим непосредственным ощущениям. Кроме данных о накоплении нитратов в овощах, изложенных выше, ориентируются также на внешний вид среза некоторых овощей: неблагоприятным признаком считается наличие уплотнений в мякоти или разрастаний сокопроводящих путей, особенно отличающихся по цвету от остальной мякоти.

Как правило, меньшее содержание нитратов определяется в грунтовых, овощах – по сравнению с тепличными того же вида. Вне обычного периода вегетации отличить привозной грунтовый овощ можно по более интенсивной, в сравнении с соседями по рыночному прилавку, окраске.

В период массового созревания овощей в данном регионе на глазок поддаются анализу только косвенные признаки. Один из таких признаков – «выровненность» размеров помидоров, огурцов и перца, которую сторонники малонитратной диеты считают сигналом опасности. Сама по себе как сортовой признак выровненность никак не связана с накоплением нитратов. Однако верно, что тепличные комбинаты по причинам технологического характера предпочитают выровненные сорта: соответственно более разнородные по размерам овощи скорее окажутся выращенными на грунте.

Чем опасно повышенное содержание нитратов и нитритов для организма человека.

Чем опасно повышенное содержание нитратов и нитритов для организма человека.

Стремление получить высокий урожай любой ценой на приусадебном участке может привести к тому, что овощи станут опасными для здоровья из-за высокого содержания нитратов. Используемые нитратные удобрения хорошо растворимы в воде, поэтому при внесении в почву они быстро всасываются корневой системой растений. При их нерациональном использовании, отрицательное влияние неблагоприятных погодных условий на процессы нитрификации в почве, а также высокий уровень содержания нитратов и нитритов в воде для полива растений способствуют накоплению нитратов в растениях.

Какую опасность для организма они представляют?

– Вред нитратов, а точнее их метаболитов заключается в токсичном воздействии на организм. Попадают нитраты в организм человека и животных с растительной пищей и некачественной водой с большим содержанием нитратов и нитритов. Превышение содержания нитратов и нитритов чаще всего встречается в зелени и в ранних овощах.  Умеренное потребление растительной пищи и воды, содержащих в себе нитраты, не приводит ни к каким последствиям. Они не накапливаются в организме и легко выводятся из него. Но при ежедневном поступлении нитратов в организм под воздействием микрофлоры и ферментов в желудочно–кишечном тракте могут образоваться более опасные соединения – нитриты, которые приводят к кислородному голоданию, в результате превращения гемоглобина в метгемоглобин. В результате кровь хуже справляется со своей основной функцией – снабжением всех клеток тканей кислородом, что приводит к гипоксии. Кроме того нитриты в желудочно–кишечном тракте человека и животных, соединяются с аминами и образуются другие не менее опасные вещества – нитрозамины, воздействие которых тоже приводит к проблемам со здоровьем.

Как же обезопасить себя от вреда нитратов и нитритов и контролировать их наличие?

– Старайтесь покупать овощи по сезону их естественного созревания. Овощи, выращенные в закрытом грунте, содержат в 3–4 раза больше нитратов, чем те же овощи, выращенные в поле

 

Физиологическое влияние нитратов (NO3-) на организм, польза и вред

Содержание:

 

1. Общие сведения о нитратах

2. Физиологическая роль нитратов в организме

3. Негативное влияние нитратов на организм взрослых и детей

 

1. Общие сведения о нитратах.

Нитратами называются соли или эфирсы азотной кислоты, имеющие в своем составе однозарядный анион NO₃^—. Устаревшее название нитратов — селитры. В наше время их можно получить воздействием азотной кислоты на металлы, соли, оксиды и гидроксиды. Большинство нитратов обладают хорошей растворимостью в воде. В расплавленном виде нитраты являются сильными окислителями, тогда как в растворе они не проявляют окислительных свойств. В нормальных условиях нитраты устойчивы.

 

В текущее время основное применение солей азотной кислоты — это производство минеральных удобрений, взрывчатых веществ, в пиротехнике и при производстве ракетного топлива. Кроме того эти вещества применяются в медицине в качестве лекарств и как пищевые добавки при изготовлении мясопродуктов.

 

2. Физиологическая роль нитратов в организме.

Окисленные и восстановленные формы кислородсодержащих соединений азота постоянно присутствуют в любых живых организмах. Они играют важную роль в процессе жизнедеятельности. Нитраты образуются в процессе обмена азотсодержащих веществ в любом нормально функционирующем растительном и животном организме. Продукты обмена нитратов отвечают за нормальную работу сердечнососудистой, желудочно-кишечной и нервной систем.

 

В растительных организмах связанный в нитратах азот — это важнейший элемент питания: он входит в состав белков, хлорофилла, алкалоидов. Соединения азота играют важную роль в процессах фотосинтеза, обмена веществ, образования новых клеток. Они так же незаменимы в формировании почвенного покрова и плодородия экосистем, в повышении продуктивности земледелия.

 

Кальциевая селитра или азотнокислый кальций — активно применяемое в овощеводстве удобрение. При точном соблюдении сроков подкормки урожая и дозировок оно не оказывает негативного эффекта на организм человека, и обеспечивает питательную среду для растений. Проблема рационального использования земель, восполнения выноса питательных элементов и, в частности, недостатка нитратов в грунте может привести к необратимым последствиям для урожая. Исследования показывают, что использование нитратных удобрений позволяет по максимуму реализовать селекционный потенциал современных овощных и фруктовых культур.

 

Нитросоединения могут поступать в организм человека различными путями:

 

— Основной объем попадает в организм со свежими и консервированными овощами (40-80% суточного потребления нитратов). Высоким содержанием нитратов отличаются листовые овощи (салат, шпинат), а также свёкла, укроп, дыни, арбузы. Распределение нитратов в частях растения неравномерно — выявлено, что большая часть накапливается в кожице. В корнеплодах нитраты концентрируются в сердцевине, а также в ботве.

 

— В не переработанном виде рыба и мясо содержат небольшое количество нитратов, однако они добавляются в полуфабрикатную мясную продукцию. Калийная селитра и азотнокислый натрий являются разрешенными к применению пищевыми добавками (Е252 и Е251 соответственно).

 

— Так же анионы NO₃^— могут поступать с питьевой водой: количество зависит от местности и вида питьевой воды. Наибольшее количество может содержаться в грунтовых водах (до 120 мг/л), наименьшее в воде из артезианских источников (до 9 мг/л).

 

Примерное количество NO3— в пищевых продуктах (в норме):
Продукт:	Количество, мг/кг
Свекла (корнеплоды)	в норме 320 (в среднем до 700)
Шпинат	700
Дыня	90-100
Арбуз	60-90
Мясная полуфабрикатная продукция	не более 50 мг/кг (согласно ГОСТ EN 12014-3- 2015)
Бобовые, репчатый лук	10-60
Картофель	250
Капуста белокочанная	ранняя — 500, поздняя — 900
Морковь	ранняя — 250, поздняя — 400
Томаты	300
Огурцы	400

 

Есть несколько способов снизить количество NO₃^— в продуктах, употребляемых в пищу. При тщательном мытье, замачивании, температурной обработке уменьшается количество нитросоединений в овощах и фруктах. Также перед употреблением в пищу можно удалять наиболее богатые нитратами части растений, например: у патиссонов, кабачков и баклажанов стоит срезать верхнюю часть, примыкающую к плодоножке; удалить оба конца и кожуру у огурцов, свёклы, моркови. Но не стоит забывать о том, что с термической обработкой и с удалением кожуры, теряется большая часть витаминов и полезной клетчатки. При варке можно выливать «первую воду», которая может насыщаться нитратами.

 

В ходе биологических реакций в организме, нитраты преобразуются в эндогенную окись азота NO. Это вещество присутствует в организме в виде биологически связанных внутриклеточных молекул и является посредником в цепочке процессов, регулирующих сердечнососудистую деятельность. Многие сердечно-сосудистые заболевания связаны с нарушением усвоения продуктов обмена нитросоединений в организме. Например: факторы риска атеросклероза снижают суммарную биодоступность оксида азота NO; сахарный диабет сопровождается снижением производства в организме оксида азота. Нитраты оказывают влияние на потребность поперечнополосатой мышечной ткани в кислороде, в частности, снижают потребность в кислороде миокарда, что обуславливает лекарственный антиангинальный (антиишемический) эффект. Например, препарат нитроглицерин (сложный эфир глицерина и азотной кислоты) с 1879 г. применяют для купирования приступов ишемической болезни сердца и их предупреждения перед физической нагрузкой. Быстродействующие нитраты до сих пор являются непревзойденным средством для купирования приступов стенокардии. Они способны обеспечить непродолжительный, но надежный эффект. Основную роль в антиангинальном действии нитратов, играет мощное дилатирующее действие (расширение просвета полого органа), оказываемое на коронарные сосуды и гемодинамические изменения, которые возникают в связи с общим расслаблением системы периферийных сосудов. Все это приводит к уменьшению конечного давления в сердце.

 

Так же есть экспериментальные подтверждения, что при краткосрочном применении биологически доступных нитратов (растительного происхождения, например свекольный сок) улучшаются спортивные показатели. В частности, из-за опосредованного воздействия нитратов на гемоглобиновый обмен, улучшается выносливость скелетных мышц в условиях недостатка кислорода. Повышается сердечная и дыхательная эффективность, увеличивается анаэробная пороговая эффективность.

 

3. Негативное влияние нитратов на организм взрослых и детей.

— Поступление в организм NO₃^— в большом количестве может приводить к иммунодепрессивному действию.

 

— Нитраты угнетающе действуют на здоровую микрофлору ЖКТ и способствуют развитию болезнетворной микрофлоры.

 

— NO₃^— влияет на нормальные функции щитовидной железы. В случае систематического превышения нормы потребления нитратов, они влияют на усвояемость йода в организме, что в свою очередь провоцирует дисфункцию щитовидной железы.

 

— Токсичность нитратов обусловливается их превращением в нитриты. Нитриты образуются эндогенно в ротовой полости, и в кишечнике под действием бактерий. Под действием кислотной среды в желудке они превращаются в нитрозамины, которые являются сильным канцерогеном и могут вызывать рак ЖКТ. Нитриты участвуют в окислении гемоглобина в метгемоглобин (МТГ), который не способен транспортировать кислород к тканям, и способствует развитию тканевого кислородного голодания. В норме в организме человека содержится 2% МТГ. При увеличении уровня МТГ до 30% появляются клинические признаки сердечной недостаточности (одышка, головокружение, тахикардия). При 50% метгемоглобина, без срочных реанимационных мероприятий, наступает смерть. Количество МТГ в организме регулируется, в первую очередь, ферментом метгемоглобинредуктазой, которая восстанавливает его до гемоглобина. Метгемоглобинредуктаза начинает вырабатываться в организме ребенка с трехмесячного возраста, поэтому грудные дети до года находятся в особой группе риска по количеству потребляемых нитратов.

 

— Так же нитриты обладают тератогенными свойствами. Тератогенное воздействие нитритов выражается в нарушении эмбрионального развития плода. При неумеренном потреблении нитратов при беременности, нитриты (метаболиты нитратного обмена) с током крови попадают через плацентарный барьер в кровоток плода. Они способствуют развитию врожденных пороков, в частности могут провоцировать пороки развития ЖКТ, а так же врожденный очаговый нефросклероз. Нефросклероз характеризуется тем, что нормальная почечная ткань заменяется соединительной, почка уменьшается в размерах и перестает функционировать.

 

Взрослый здоровый человек без риска для здоровья способен перенести среднесуточную дозу нитросоединений в 350-360 мг; 500 мг нитросоединений за сутки является предельно допустимым количеством; опасная для здоровья доза для взрослого человека составляет 600 мг за сутки. Для ребенка предельно допустимая норма потребления составляет 50 мг в день; для грудного ребенка токсичная доза составляет 10 мг в день.

 

Признаки острого отравления нитратами характеризуются симптомами сердечной недостаточности: одышка, бледность и синюшность покровов, нарушение координации и головокружение. В критических случаях может возникнуть потеря сознания и коматоз.

 

Оцените статью. Всего 1 клик!

Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО «НПП Электрохимия». Любое копирование информации возможно только с разрешения владельца сайта. Размещение активной индексируемой ссылки на https://zctc.ru обязательно.

7 простых советов как снизить вред от влияния нитратов на организм человека | 03.06.2015 | Коронавирус в Туле | Центр71

Рассказывает эксперт ФГБУ «Тульская МВЛ» в области подтверждения соответствия свежих и переработанных картофеля, овощей, бахчевых, фруктов, ягод, грибов и орехов Галина Протопопова (сертификат компетентности эксперта №РОСС RU.0001.3101109):

— Нитраты присутствуют в любом растении, так как они играют ключевую роль в их росте (синтезируют аминокислоты и образуют белки). Человек на протяжении всего своего существования использовал растения в качестве пищи, поэтому его организм привык к определенному количеству нитратов и способен их выводить без вреда.

В самих плодах нитраты распределяются в основном на поверхности (кожуре), в сердцевине и семенной части, в зависимости от вида растения.

Такие овощи, как свекла, салат, редис, укроп, арбуз и дыня, являются продуктами питания, наиболее часто подверженными накоплению нитратами. Фрукты и ягоды же считаются относительно безопасными с точки зрения нитратов.

Следует знать, что количество нитратов в овощах и других растениях зависит не только от количества вносимых удобрений, но также от условий выращивания, качества грунта, времени суток и правильности их хранения. При нехватке тепла и света, нитраты плохо преобразуются в белки и интенсивно скапливаются (поэтому тепличные продукты наиболее опасны для здоровья). Но все же главной причиной отравления людей является неправильная дозировка удобрений при выращивании продуктов.

Применение натуральных органических удобрений (компост, навоз и т.д.) не приводит к таким негативным воздействиям на продукт, как иногда получается при использовании минеральных и азотных удобрений. Все это благодаря тому, что органика благоприятно воздействуют на почву – развиваются микроорганизмы и бактерии, помогающие растению получать питательные вещества. В результате чего растение растет правильно – нитраты усваиваются постепенно, без излишних накоплений.

Как избавиться либо уменьшить влияние нитратов на организм человека

Простые советы, которые помогут покупателю в большинстве случаев избавиться от нитратов. Обязательно пользуйтесь этими советами в случае какого-либо подозрения.

1) Мойте и вымачивайте продукты в воде;

2) Удаляйте кожуру, плодоножку и другие части расположения нитратов – все зависит от особенностей плода;

3) Термическая обработка может существенно снизить уровень нитратов. Например, из картошки нитраты легко убираются путем его отваривания около 15 минут;

4) Храните продукты питания правильно. В большинстве случаев плодам необходимы условия с пониженной температурой;

5) Узнавайте происхождение продукта, требуйте заключение анализа и проверяйте своими силами, используя нитратомеры и другие приборы по определению нитратов в продуктах;

6) Если имеется свой участок земли, пользуйтесь им и применяйте только натуральные и калийные удобрения;

7) Зеленый чай – универсальный помощник, поглощающий вредные вещества.

Нитраты и нитриты в здоровье и болезнях

Дис. Старения. 2018 окт; 9 (5): 938–945.

Линша Ма

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и функциональной реконструкции зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Лян Ху

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Сяоюй Фэн

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Songlin Wang

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинский ключ Лаборатория регенерации зубов и функциональной реконструкции, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Линша Ма, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай;

^* Переписку следует направлять по адресу: Dr.Сунлин Ван, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, Китай. Электронная почта: .nc.ude.umcc @ gnawls

Получено 12 ноября 2017 г .; Изменения запрошены 6 декабря 2017 г .; Принято 7 декабря 2017 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильной атрибуции оригинальной работы.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Источником пищевых нитратов (NO ₃ ) в основном являются зеленые листовые овощи, частично всасывающиеся в кровь через слизистую оболочку кишечника. Переработанный нитрат реабсорбируется и концентрируется слюнными железами, а затем выделяется в слюну. В 2012 году сиалин был впервые обнаружен в качестве переносчика нитратов через мембраны млекопитающих в слюнных железах и играет ключевую роль в циркуляции неорганических нитратов, обеспечивая научную основу для дальнейших исследований циркуляции и функций нитратов.Пищевой нитрат может быть преобразован в нитрит (NO ₂ ) оральными комменсальными бактериями под языком или в желудке, после чего нитрит преобразуется в оксид азота (NO) посредством неферментативного синтеза. Раньше считалось, что нитраты и нитриты являются канцерогенными из-за потенциального образования соединений азота, тогда как полезные функции пути NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO игнорировались. В условиях гипоксии и ишемии продукция эндогенного NO из L-аргинина подавляется, а активность экзогенного NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO усиливается.В последнее время появилось больше данных, свидетельствующих о том, что нитраты и нитриты служат резервуаром и выполняют положительные биологические NO-подобные функции. Следовательно, экзогенные пищевые нитраты играют важную роль в различных физиологических действиях как эффективная добавка нитритов и NO в организме человека. Здесь мы обычно рассматриваем источник, циркуляцию и биологические функции диетических нитратов.

Ключевые слова: пищевой нитрат, NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO путь, циркуляция, сиалин

Нитрат (NO ₃ ) и нитрит (NO ₂ ) широко распространены в воде, почве, воздухе и растениях [1].Основным источником абсорбированных нитратов в организме является пища, при этом большую часть составляют зеленые овощи. Хотя нитраты стабильны, пищевые нитраты превращаются в нитриты в результате неферментативного процесса и оксид азота (NO) симбиотическими бактериями в полости рта и желудке, тем самым выполняя физиологические функции NO. NO, продукт метаболизма пищевых нитратов, играет важную роль в защите сердечно-сосудистой системы и слизистой оболочки желудка, а также при метаболических заболеваниях [2, 3].Эндогенный NO является производным аргининового пути и регулируется синтазой оксида азота (NOS) и ее окислительно-восстановительным состоянием. Однако в условиях гипоксии и ишемии активность NOS снижается, что приводит к снижению выработки эндогенного NO. Было обнаружено, что клетки скелетных мышц крыс способны поглощать нитраты из периферической крови, после чего нитрат раскисляется до NO с помощью пути окисления ксантина-редуктазы, тем самым увеличивая скорость кровотока и улучшая метаболизм [4].Пищевой нитрат служил эффективным донором NO, и возможные функции NO из пищевого нитрата широко изучаются.

Считалось, что нитраты вредны из-за потенциальной выработки канцерогенных нитрозаминов в определенных условиях, например, в кислой среде желудка. Сообщалось, что нитрозамины связаны с раком пищевода, раком желудка, раком толстой кишки и другими опухолями [5, 6]. Так, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендовала верхний предел концентрации суточного потребления нитратов и нитритов равным 3.7 мг / кг и 0,06-0,07 мг / кг соответственно [4]. Однако недавние эпидемиологические исследования нитратов и опухолей показали, что нет четких доказательств того, что пищевые нитраты могут увеличивать возникновение опухолей [7]. В 2012 году впервые было сообщено о сиалине как о переносчике нитратов через клеточную мембрану, который играет важную роль в циркуляции пищевых нитратов. Нитрат активно транспортируется сиалином в слюнных железах, концентрируется в слюне, а затем секретируется в полость рта, после чего возвращается в кровоток тела через желудок и кишечник [8].Поскольку пищевые нитраты превращаются в NO бактериями полости рта и желудка посредством неферментативного синтеза, нитраты могут считаться незаменимыми при физиологической деятельности.

Источник нитратов и нитритов

Системные циркулирующие нитраты в основном получают из двух источников, диеты и окисления эндогенного NO, которые соответствуют экзогенным и эндогенным нитратам соответственно [9]. Экзогенные источники нитратов для потребления человеком — это, прежде всего, пищевые продукты, на которые приходится примерно 60-80% общего потребления нитратов [10].Согласно последним сообщениям, овощи, особенно зеленые листовые овощи, такие как шпинат и свекла, содержат большое количество нитратов [11], на долю которых приходится почти 80% -90% общего количества нитратов в рационе [12]. Другими источниками нитратов являются питьевая вода (15–20%) и другие продукты питания, в том числе продукты животного происхождения (10–15%) [13].

Что касается нитрита, примерно 80% -85% [9, 14] общего системного нитрита получается за счет эндогенного превращения из нитрата [15]. Из нитрата превращается почти 93% нитрита [16].Человек потребляет около 1,2–3,0 мг нитрита каждый день [17]. Другими источниками нитритов являются окисление эндогенного NO и экзогенные источники питания (колбасы составляют 4,8%, овощи — 2,2%) [10]. Экзогенный нитрит почти полностью всасывается в двенадцатиперстной и тощей кишках [18]. Большая часть системно циркулирующих нитритов превращается в NO и служит относительно стабильным резервуаром NO.

Распределение и преобразование нитратов и нитритов

Нитраты и нитриты широко распространены в организме человека, хотя распределение совершенно иное.Добровольцы, получавшие воду, меченную азотом 13 ( ¹³ N0 ₃ ^–), обнаружили, что нитрат не всасывается быстро в кровь из желудка, а скорее стабильно присутствует в кишечнике. В то время как после внутривенного введения ¹³ NO ₃ ^— , распределение нитратов в сердце было активным, достигая пиковой концентрации около 3% от общего количества нитратов через 2 минуты, а затем быстро падало в следующие 2 минуты [19 , 20].

Системные нитраты и нитриты циркулировали в крови, слюне и тканях, после обильной нитратной диеты нитрат абсорбировался, и уровень в плазме достигал пика через 15-30 минут с периодом полураспада около 5-8 часов [3, 21, 22].Поскольку концентрация нитратов была примерно в 10 раз выше, чем в плазме, слюна содержала большое количество нитратов [23]. Активная способность нитрата к глотанию в разных органах сильно различается, возможно, в зависимости от экспрессии транспортера нитрата протеина сиалина [8, 24].

Нитриты в крови вскоре превращаются в нитраты с периодом полураспада около 110 секунд, тогда как нитриты в плазме относительно стабильны с периодом полураспада около 20-30 минут [4, 25-28]. Нормальный уровень нитрита в плазме составляет 50-100 нМ и увеличивается в 4-5 раз после приема пищи, богатой нитратами, при которой многочисленные белки и ферменты в крови и тканях катализируют восстановление нитратов до нитритов [2, 29].Превращение нитрата в нитрит было ферментативным процессом, а превращение нитрита в NO — неферментативным процессом.

Циркуляция нитратов и нитритов

Слюнные железы и бактерии полости рта играют важную роль в циркуляции и процессе преобразования экзогенных NO. ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO путь. Пищевые нитраты почти полностью всасываются благодаря своей биодоступности в желудке и тонком кишечнике, и около 75% выводится с мочой, а оставшееся количество реабсорбируется почками, желчными и слюнными железами [3, 30, 31] .В нормальных условиях до 25% рециркулированного нитрата может быть обнаружено в слюнных железах, где концентрация нитратов в 10 раз превышает концентрацию в плазме [32]. В 2012 году на основе модели органов слюнных желез сиалин был открыт как переносчик нитратов в клеточных мембранах млекопитающих, что обеспечило научную основу для изучения биологического действия и метаболизма нитратов в организме [8, 24, 33] Примерно 5-7% диетических нитратов превращается в нитриты в полости рта комменсальными факультативными анаэробными бактериями, расположенными в глубоких криптах задней части языка [34, 35].После этого большая часть нитритов превращается в желудке в оксид азота и систематически всасывается ().

Циркуляция нитратов в организме

Утилизация пищевых нитратов происходит в основном в слюнных железах, где сиалин играет ключевую роль в активном переносе и концентрации нитратов. Часть нитрата преобразуется в нитрит бактериями полости рта и впоследствии всасывается в желудке и кишечнике. Около 25% циркулирующих нитратов реабсорбируется слюнными железами, тогда как большая часть выводится почками.Нитрат выполняет физиологические функции через экзогенный путь NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO. NO, оксид азота; НО ₂ ^— , нитрит; НЕТ ₃ ^— , нитрат.

Функция нитрата и нитрита

В условиях гипоксии и ишемии производство эндогенного NO из L-аргинина подавляется. Напротив, активность экзогенного NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO усиливается.Таким образом, пищевые нитраты и нитриты служат эффективными донорами NO в условиях гипоксии и ишемии [34]. Нитраты и нитриты используются в качестве пищевых добавок в обработанных пищевых продуктах, где они действуют как консерванты, подавляя рост микроорганизмов, в частности, Clostridium botulinum . Помимо прямого антимикробного эффекта нитрита, в последнее время сообщалось о физиологическом воздействии азотных форм, включая неорганические нитраты и нитриты.

Когда пищевые нитраты недоступны, выведение общего количества нитратов, рассчитанное у здоровых добровольцев, было намного больше, чем количество потребляемого вещества, что указывает на то, что нитраты и нитриты могут образовываться в результате эндогенного синтеза.Эндогенная продукция нитратов происходила в основном в тканях слизистой оболочки кишечника [36]. Нитрат выполняет физиологические функции при различных системных действиях, включая снижение артериального давления, ингибирование агрегации тромбоцитов и защитный эффект сосудов — функции, аналогичные функциям NO [3, 37]. Нитраты предотвращают ишемическую болезнь сердца, увеличивая эпикардиальный кровоток за счет расширения сосудов, снижая сопротивление сосудов, подавляя коронарное обкрадывание и уменьшая преднагрузку [38]. Пищевой нитрат (10 ммоль / л нитрата солидия в питьевой воде) может частично улучшить возрастную гипертензию и метаболическую активность у мышей за счет снижения выработки эндогенного NO за счет ингибирования НАДФН-оксидазы и модуляции экспрессии рецептора ангиотензина (ANG) II [39] .Кроме того, неорганические нитраты подавляют (15 ммоль / л KNO ₃ ) острое и хроническое воспаление, повышая количество нейтрофилов, что может уменьшить возникновение атероматозных бляшек [40]. Более того, длительный эксперимент с диетическим дефицитом нитратов и нитритов показал, что мыши будут страдать от метаболического синдрома, эндотелиальной дисфункции и смерти от сердечно-сосудистых заболеваний после 22 месяцев диеты с низким содержанием нитритов / нитратов [41]. Неорганический нитрат выполняет функции снижения артериального давления и улучшения ишемии миокарда за счет усиления активности эпителиальных клеток и диастол кровеносных сосудов, а также уменьшения агрегации тромбоцитов [42].

Нитраты, выделяемые слюной, защищают от язвы желудка, способствуя экспрессии NO в желудке и стимулируя сопутствующее образование слизи [43]. О повреждении желудка, вызванном стрессом, сообщалось с помощью анализа стресса с погружением в воду (WIRS) на модели крыс. Результаты показали, что стресс способствует секреции нитратов в слюне и образованию нитритов у здоровых добровольцев, и что введение экзогенного нитрата (5 ммоль / л NaNO ₃ ) восстанавливает кровоток в слизистой оболочке желудка и уровень интрогастрального NO, тем самым спасая повреждение желудка, вызванное WIRS [44 ].Концентрация биоактивного NO в желудке увеличивалась в 50 раз после приема пищевых нитратов [45]. Между тем неферментативное производство NO из пищевого нитрата (0,1 или 1 ммоль / кг NaNO ₃ ) может эффективно облегчить вызванное диклофенаком повреждение слизистой оболочки желудка и улучшить толщину слоя слизи в желудке [43].

NO может регулировать сердечно-сосудистые заболевания и другие метаболические заболевания, вызванные нарушением обмена веществ. Более того, синтез NO был снижен у мышей с ожирением [46].Высокое кровяное давление, инсулинорезистентность и толерантность к углеводам, вызванные метаболическим нарушением, были обнаружены у мышей с нокаутом ENOS (эндотелиальная синтаза оксида азота) [47]. Пищевые нитраты эффективно дополняют NO за счет активированного экзогенного NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO пути в условиях гипоксии. При непрерывном 3-дневном приеме 0,1 ммоль / кг нитрата натрия перед тренировкой потребление кислорода снизилось в среднем до 5% [48]. Кроме того, нитраты повышали толерантность к физической нагрузке здоровых добровольцев по пути NO-cGMP-PPAR и увеличивали метаболизм жирных кислот в клетках скелетных мышц [49].Экзогенный нитрат (0,7 ммоль / л NaNO ₃ ) может активировать путь цГМФ у мышей и способствовать превращению белого жира в коричневый жир, тем самым усиливая метаболизм жиров и снижая массу тела [50]. Поскольку метаболические заболевания в основном сопровождались нарушением синтеза NO, добавление экзогенного NO из пищевых нитратов могло частично облегчить метаболические заболевания. Таким образом, экзогенный пищевой нитрат является важным элементом в организме человека и играет важную роль в различных физиологических действиях как эффективная добавка нитритов и NO.

Безопасность нитратов и нитритов

Ранее нитраты и нитриты считались предшественниками N-нитрозосоединений, которые классифицировались как канцерогены для человека. Нитрат превращается в нитрит и затем попадает в желудок, где в условиях низкого pH происходит превращение нитрита в реактивную азотистую кислоту [51]. Кроме того, в условиях воспаления и бактерий (Helicobacter Pylori) усилено образование нитрозаминов, связанных с нитратами. Пациенты с ахлоргидрией и избыточным бактериальным ростом имели высокий риск развития рака желудка, возможно, из-за образования нитрозамина [52, 53].Однако этот процесс может быть ослаблен полифенолами и другими антиоксидантами, такими как витамин C. При наличии достаточного количества антиоксидантов, таких как витамин C, нитрозилирование вторичного амина через нитрит было ингибировано [54, 55].

Международное агентство по изучению рака (IARC) пришло к выводу, что в 2010 г. не было существенных доказательств того, что нитраты являются канцерогенами животных [56]. Более того, недавние эпидемиологические исследования показали, что пищевые нитраты не связаны с раком желудка или пищевода у людей [7, 57].Некоторые исследования даже показали, что нитраты могут снизить частоту возникновения рака желудка [11, 58], возможно, потому, что основным источником пищевых нитратов являются овощи, которые содержат большое количество клетчатки, витамина С и других восстановителей. Исследование, проведенное в Корее, где потребление нитратов с пищей (390-742 мг / день) значительно выше, чем в европейских странах (52-156 мг / день) и Китае (422,8 мг / день), показало, что корреляции не обнаружено. между высоким потреблением нитратов и раком [59]. Кроме того, безопасность питания с высоким содержанием нитрата (91 г / л нитрата калия) была определена на модели миниатюрной свиньи.Ткани печени и почек были проверены после кормления высокими дозами нитратов в течение 2 лет, и не было обнаружено системной токсичности или повреждений у миниатюрных свиней [60]. В течение 17 недель непрерывного приема добавки нитрата натрия с водой в дозе 85 мг / л у этих мышей без телесных повреждений были обнаружены повышенная чувствительность к инсулину, снижение уровня ИЛ-10 в плазме и тенденция к увеличению продолжительности жизни без травм [61].

Связь нитрита с раком кажется противоречивой [11]. Корреляция между нитритами и раком желудка противоречива в различных эпидемиологических исследованиях [57].В 2011 году, проводя большое когортное исследование с участием около 50000 человек, за которым наблюдали почти 10 лет, Кросс и его товарищи по команде пришли к выводу, что нитраты и нитриты не связаны с раком пищевода или желудка, тогда как положительные ассоциации были обнаружены между потреблением красного мяса и плоскоклеточный рак пищевода [62]. Некоторые эпидемиологические исследования используют обработанное или копченое мясо в качестве источника экзогенного нитрита, игнорируя сложные соединения, такие как нитрозамины, в таких продуктах питания, что приводит к отсутствию единообразия и научной точности в выводах.Следовательно, связь экзогенного нитрита с раком кажется менее вероятной, поскольку большое количество нитрита образуется эндогенно. Концентрация нитрита в слюне может возрасти до 72 мг / л после потребления нитрата, эквивалентного 200 г шпината [63]. Кроме того, люди контактируют с нитрозамином во многих обстоятельствах, например, через дым, пиво, воду, рабочую среду, особенно сигареты, которые содержат примерно в 100-1000 раз уровень нитрозамина в ежедневном рационе.

Было обнаружено, что метгемоглобинемия вызывается приемом чрезмерного количества нитритов [64], тогда как прием чрезмерного количества нитратов не приводит к нарушению.Исследование, проведенное в Америке, показало, что даже если мать проглотила большое количество нитратов, ребенок не заразится метгемоглобинемией через грудное вскармливание [65]. С другой стороны, диетические нитраты, источником которых в основном являются овощи, содержащие большое количество антиоксидантов, эффективно уменьшают возникновение метгемоглобинемии [3].

Клиническое применение нитратов и нитритов

В условиях болезни или старения активность eNOS снижалась, а продукция NO снижалась, как сообщалось [46, 66, 67], что указывает на то, что экзогенный источник добавки NO мог иметь потенциальное терапевтическое лечение для пациентов, страдающих болезнью или старением.Сообщалось, что нитраты могут снижать кровяное давление у здоровых добровольцев [68], и было установлено в нескольких экспериментах на людях [69]. Скорость аортальной пульсовой волны была улучшена, а агрегаты тромбоцитов и моноцитов уменьшились у пациентов, получавших добавку нитратов, что привело к снижению артериального давления [70]. В то время как в положительных клинических испытаниях сообщалось об отрицательных результатах, показывающих, что не было обнаружено значительного эффекта в снижении артериального давления с добавлением нитратов [71, 72]. Причина этих сложных результатов была неопределенной, и для дальнейших исследований потребовались дополнительные клинические испытания.

Хотя многие положительные эффекты были обнаружены на животных моделях, клиническое использование нитратов было весьма ограниченным. В последние годы стали популярными богатые нитратами фруктовые и овощные напитки, особенно напитки из свеклы, вегетарианский напиток Biotta (Biotta®, Швейцария) [73] и BEET-IT (James White Drinks, Ипсвич, Великобритания) [74-76]. По мере роста осведомленности о нитратах, нитраты и продукты, связанные с нитратами, принимаются.

Заключение

В рамках своего ежедневного рациона люди потребляют неорганические нитраты в основном через зеленые листовые овощи.Помимо их отрицательных свойств, пищевые нитраты и нитриты были зарегистрированы как экзогенные доноры биологического NO, играющие важную роль в физиологической активности. Кроме того, пищевые добавки с нитратами, по-видимому, обладают потенциальным защитным действием для баланса тела, улучшения состояния при расстройствах (инсульт, инфаркт миокарда, системная и легочная гипертензия и т. Д.), А также в облегчении язвы желудка. Нормальные пищевые нитраты и нитриты не показали никакого вреда для здоровья человека, и нет подтвержденных данных, указывающих на явную связь пищевых нитратов и рака.Большинство существующих исследований нитритов и опухолей игнорировали сложные соединения в целевых пищевых продуктах, что приводило к противоречивым выводам среди исследователей. Принимая во внимание различные защитные эффекты, помимо формальных подозреваемых вредных веществ, пищевые нитраты и нитриты играют важную роль в физиологических функциях, обеспечивая неферментативный NO. С новым пониманием нитратов и нитритов их биологические функции и применения требуют дальнейшего изучения в будущем.

Подтверждения Это исследование было поддержано грантом от Национального фонда естественных наук Китая (91649124) и грантов от грантов Пекин управа (Пекин Scholar програмно PXM2016_014226_000034, PXM2016_014226_000006, PXM2015_014226_000116, PXM2015_014226_000055, PXM2015_014226_000052, PXM2014_014226_000048, PXM2014_014226_000013, PXM2014_014226_000053, PXM2013_014226_000055, Z121100005212004, PXM2013_014226_07_000080, PXM2013_014226_000021 и TJSHG201310025005).

Информация для авторов

Линша Ма, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Лян Ху, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Сяоюй Фэн, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Songlin Wang, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Ссылки

[1] Гассара Ф., Куасси А.П., Брар С.К., Белкасеми К. (2016). Зеленые альтернативы нитратам и нитритам в мясных продуктах — обзор. Crit Rev Food Sci Nutr, 56: 2133-2148. [PubMed] [Google Scholar] [2] Говони М., Янссон Э.А., Вайцберг Э., Лундберг Дж. О. (2008). Повышение уровня нитритов в плазме после диетической нитратной нагрузки заметно снижается антибактериальным средством для полоскания рта.Оксид азота, 19: 333-337. [PubMed] [Google Scholar] [3] Лундберг Дж.О., Карлстром М., Ларсен Ф.Дж., Вайцберг Э. (2011). Роль пищевых неорганических нитратов в сердечно-сосудистых заболеваниях и болезнях. Cardiovasc Res, 89: 525-532. [PubMed] [Google Scholar] [4] Вайцберг Э., Лундберг Дж. О. (2013). Новые аспекты диетических нитратов и здоровья человека. Анну Рев Нутр, 33: 129-159. [PubMed] [Google Scholar] [5] Бедейл В., Синделар Дж. Дж., Милковски А.Л. (2016). Пищевые нитраты и нитриты: преимущества, риски и меняющиеся представления. Meat Sci, 120: 85-92.[PubMed] [Google Scholar] [7] Брайан Н.С., Александр Д.Д., Кофлин-младший, Милковски А.Л., Боффетта П. (2012). Проглатывание нитратов и нитритов и риск рака желудка: обновленный обзор. Food Chem Toxicol, 50: 3646-3665. [PubMed] [Google Scholar] [8] Цинь Л., Лю Х, Сунь Ц., Фан З, Ся Д, Дин Г и др. (2012). Сиалин (SLC17A5) действует как переносчик нитратов в плазматической мембране. Proc Natl Acad Sci U S. A., 109: 13434-13439. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [9] Lundberg JO, Weitzberg E (2013). Биология оксидов азота в желудочно-кишечном тракте.Gut, 62: 616-629. [PubMed] [Google Scholar] [10] Арчер Д.Л. (2002). Доказательства того, что употребленные внутрь нитраты и нитриты полезны для здоровья. J Food Prot, 65: 872-875. [PubMed] [Google Scholar] [11] Сонг П., Ву Л., Гуань В. (2015). Пищевые нитраты, нитриты и потребление нитрозаминов и риск рака желудка: метаанализ. Питательные вещества, 7: 9872-9895. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [12] Knight TM, Forman D, Al-Dabbagh SA, Doll R (1987). Оценка диетического потребления нитратов и нитритов в Великобритании.Food Chem Toxicol, 25: 277-285. [PubMed] [Google Scholar] [13] Skibsted LH (2011). Оксид азота, качество и безопасность продуктов на основе мышц. Оксид азота, 24: 176-183. [PubMed] [Google Scholar] [14] Батлер А. (2015). Нитриты и нитраты в рационе человека: канцерогены или полезные гипотензивные агенты? Дж. Этнофармакол, 167: 105-107. [PubMed] [Google Scholar] [15] Mensinga TT, Speijers GJ, Meulenbelt J (2003). Последствия для здоровья воздействия азотистых соединений окружающей среды. Toxicol Rev, 22: 41-51.[PubMed] [Google Scholar] [16] Синделар Дж. Дж., Милковски А. Л. (2012). Споры о безопасности человека вокруг нитратов и нитритов в пище. Оксид азота, 26: 259-266. [PubMed] [Google Scholar] [17] Sobsey MD, Bartram S (2003). Качество воды и здоровье в новом тысячелетии: роль Руководящих принципов Всемирной организации здравоохранения по качеству питьевой воды. Forum Nutr, 56: 396-405. [PubMed] [Google Scholar] [18] Hunault CC, van Velzen AG, Sips AJ, Schothorst RC, Meulenbelt J (2009). Биодоступность нитрита натрия из водного раствора у здоровых взрослых.Toxicol Lett, 190: 48-53. [PubMed] [Google Scholar] [19] Виттер Дж. П., Гатли С. Дж., Балиш Э. (1979). Распределение азота-13 из меченого нитрата (13No3-) у людей и крыс. Наука, 204: 411-413. [PubMed] [Google Scholar] [20] Виттер Дж. П., Балиш Э., Гатли С. Дж. (1979). Распределение азота-13 из меченых нитратов и нитритов у крыс без микробов и крыс с обычной флорой. Appl Environ Microbiol, 38: 870-878. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [21] Tannenbaum SR (1979). Нитраты и нитриты: происхождение от человека.Наука, 205: 1332, 1334-1337. [PubMed] [Google Scholar] [22] Йошида К., Касама К., Китабатаке М., Окуда М., Имаи М. (1980). Метаболическая судьба оксида азота. Int Arch Occup Environ Health, 46: 71-77. [PubMed] [Google Scholar] [23] Xia DS, Deng DJ, Wang SL (2003). Разрушение околоушных желез влияет на нитратный и нитритный обмен. J. Dent Res, 82: 101-105. [PubMed] [Google Scholar] [24] Цюй XM, Ву Ц.Ф., Пан Б.Х., Цзинь Л.Й., Цинь Л.З., Ван С.Л. (2016). От нитратов к оксиду азота: роль слюнных желез и оральных бактерий.J. Dent Res, 95: 1452-1456. [PubMed] [Google Scholar] [25] Kelm M (1999). Метаболизм и распад оксида азота. Biochim Biophys Acta, 1411: 273-289. [PubMed] [Google Scholar] [26] Келм М. (2003). Путь L-аргинин-оксид азота при гипертонии. Curr Hypertens Rep, 5: 80-86. [PubMed] [Google Scholar] [27] Келм М., Прейк-Штайнхофф Х., Прейк М., Штрауэр Б.Е. (1999). Нитрит сыворотки чувствительно отражает образование эндотелиального NO в сосудистой сети предплечья человека: данные для биохимической оценки эндотелиального пути L-аргинин-NO.Cardiovasc Res, 41: 765-772. [PubMed] [Google Scholar] [28] Кеймель С., Рассаф Т., Кельм М. (2006). Нитрит в действии: комментарий к статье «Низкие дозы нитрита внутривенно улучшают гемодинамику на модели острой легочной тромбоэмболии у собак». Free Radic Biol Med, 41: 1750-1752. [PubMed] [Google Scholar] [29] Цвейер Дж. Л., Ли Х., Самоуилов А., Лю X (2010). Механизмы восстановления нитрита до оксида азота в сердце и стенке сосудов. Оксид азота, 22: 83-90. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [30] Fritsch P, de Saint Blanquat G, Klein D (1985).Выведение нитратов и нитритов со слюной и желчью у собак. Food Chem Toxicol, 23: 655-659. [PubMed] [Google Scholar] [31] Кан Т., Бош Дж., Левитт М.Ф., Гольдштейн М.Х. (1975). Влияние нагрузки нитрата натрия на транспорт электролитов почечными канальцами. Am J Physiol, 229: 746-753. [PubMed] [Google Scholar] [32] Шпигельхальдер Б., Айзенбранд Г., Пройссманн Р. (1976). Влияние диетических нитратов на содержание нитритов в слюне человека: возможное значение для образования N-нитрозосоединений in vivo. Food Cosmet Toxicol, 14: 545-548.[PubMed] [Google Scholar] [33] Lundberg JO (2012). Транспорт нитратов в слюнных железах с последствиями для гомеостаза NO. Proc Natl Acad Sci U S. A, 109: 13144-13145. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [34] Брайан Н.С., Айви Дж. Л. (2015). Неорганические нитриты и нитраты: данные в пользу рассмотрения в качестве диетических питательных веществ. Nutr Res, 35: 643-654. [PubMed] [Google Scholar] [35] Гастон Б., Дражен Дж. М., Лоскальцо Дж., Стамлер Дж. С. (1994). Биология оксидов азота в дыхательных путях. Am J Respir Crit Care Med, 149: 538-551.[PubMed] [Google Scholar] [36] Танненбаум С. Р., Фетт Д., Янг В. Р., Лэнд П. Д., Брюс В. Р. (1978). Нитриты и нитраты образуются в результате эндогенного синтеза в кишечнике человека. Science, 200: 1487-1489. [PubMed] [Google Scholar] [37] Капил В., Вайцберг Э., Лундберг Дж. О., Ахлувалия А. (2014). Клинические данные, демонстрирующие полезность неорганических нитратов для здоровья сердечно-сосудистой системы. Оксид азота, 38: 45-57. [PubMed] [Google Scholar] [38] Прагани М.А., Десаи К.П., Морроне Д., Сидху М.С., Боден В.Е. (2017). Роль нитратов в лечении стабильной ишемической болезни сердца: обзор современных данных и рекомендаций.Rev Cardiovasc Med, 18: 14-20. [PubMed] [Google Scholar] [39] Хезель М., Пелели М., Лю М., Цоллбрехт С., Йенсен Б.Л., Чека А. и др. (2016). Пищевые нитраты улучшают возрастную гипертензию и метаболические нарушения у крыс за счет модуляции сигналов рецептора ангиотензина II и ингибирования образования супероксида. Free Radic Biol Med, 99: 87-98. [PubMed] [Google Scholar] [40] Хамбата Р.С., Гош С.М., Ратод К.С., Теватасан Т., Филомена Ф., Сяо К. и др. (2017). Противовоспалительное действие неорганических нитратов стабилизирует атеросклеротическую бляшку.Proc Natl Acad Sci U S. A, 114: E550-E559. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [41] Кина-Танада М., Саканаши М., Танимото А., Канаме Т., Мацудзаки Т., Ногучи К. и др. (2017). Длительный диетический дефицит нитритов и нитратов вызывает метаболический синдром, эндотелиальную дисфункцию и смерть от сердечно-сосудистых заболеваний у мышей. Диабетология, 60: 1138-1151. [PubMed] [Google Scholar] [42] Machha A, Schechter AN (2011). Диетические нитриты и нитраты: обзор потенциальных механизмов положительного воздействия на сердечно-сосудистую систему. Eur J Nutr, 50: 293-303.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [43] Янссон Е.А., Петерссон Дж., Рейндерс К., Собко Т., Бьорн Х., Филлипсон М. и др. (2007). Защита от язв желудка, вызванных приемом нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП), с помощью пищевых нитратов. Free Radic Biol Med, 42: 510-518. [PubMed] [Google Scholar] [44] Цзинь Л., Цинь Л., Ся Д., Лю X, Фан З, Чжан С. и др. (2013). Активная секреция и защитный эффект нитрата слюны от стресса у людей-добровольцев и крыс. Free Radic Biol Med, 57: 61-67. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [45] Петерсон Дж., Филлипсон М., Янссон Э. А., Пацак А., Лундберг Дж. О., Холм Л. (2007).Пищевые нитраты увеличивают кровоток в слизистой оболочке желудка и защитную функцию слизистой оболочки. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 292: G718-724. [PubMed] [Google Scholar] [46] Сирво М., Джексон С.Дж., Блак Л.Дж. (2011). Синтез оксида азота in vivo снижается у пациентов с ожирением и метаболическим синдромом: применение нового метода стабильных изотопов. J. Hypertens, 29: 1515-1527. [PubMed] [Google Scholar] [47] Кук С., Хьюгли О, Эгли М., Волленвейдер П., Бурселин Р., Никод П. и др. (2003). Кластеризация факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний, имитирующих человеческий метаболический синдром X у мышей без eNOS.Swiss Med Wkly, 133: 360-363. [PubMed] [Google Scholar] [49] Эшмор Т., Робертс Л.Д., Мораш А.Дж., Котвица А.О., Финнерти Дж., Вест Дж. А. и др. (2015). Нитраты усиливают окисление жирных кислот в скелетных мышцах посредством механизма, опосредованного оксидом азота-cGMP-PPAR. BMC Biol, 13: 110. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [50] Робертс Л.Д., Эшмор Т., Котвица А.О., Мерфитт С.А., Фернандес Б.О., Филиш М. и др. (2015). Неорганический нитрат способствует потемнению белой жировой ткани по пути нитрат-нитрит-оксид азота.Диабет, 64: 471-484. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [51] McKnight GM, Smith LM, Drummond RS, Duncan CW, Golden M, Benjamin N (1997). Химический синтез оксида азота в желудке из пищевых нитратов у человека. Gut, 40: 211-214. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [52] Ruddell WS, Bone ES, Hill MJ, Blendis LM, Walters CL (1976). Нитрит желудочного сока. Фактор риска рака желудка с пониженным содержанием хлорида натрия? Ланцет, 2: 1037-1039. [PubMed] [Google Scholar] [53] Eisenbrand G, Adam B, Peter M, Malfertheiner P, Schlag P (1984).Образование нитритов в желудочном соке у пациентов с различными желудочными расстройствами после приема стандартной дозы нитратов — возможный фактор риска канцерогенеза желудка. IARC Sci Publ: 963-968. [PubMed] [Google Scholar] [54] Weisburger JH (1977). Витамин С и предотвращение образования нитрозаминов. Ланцет, 2: 607. [PubMed] [Google Scholar] [55] Эркекоглу П., Байдар Т. (2010). Оценка защитного действия аскорбиновой кислоты на индуцированную нитритами и нитрозаминами цитотоксичность и генотоксичность в линии гепатомы человека.Toxicol Mech Methods, 20: 45-52. [PubMed] [Google Scholar] [56] Люди IWGotEoCRt (2010). Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для человека. Попадание внутрь нитратных и нитритных, а также пептидных токсинов цианобактерий. IARC Monogr Eval Carcinog Risks Risks Hum, 94: v-vii, 1-412. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [57] Jakszyn P, Gonzalez CA (2006). Нитрозамин и связанный с ним прием пищи и риск рака желудка и пищевода: систематический обзор эпидемиологических данных. Всемирный журнал J Gastroenterol, 12: 4296-4303.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [58] Эрнандес-Рамирес РУ, Гальван-Портильо М.В., Уорд М.Х., Агудо А., Гонсалес К.А., Онате-Окана Л.Ф. и др. (2009). Диетическое потребление полифенолов, нитратов и нитритов и риск рака желудка в Мехико. Int J Cancer, 125: 1424-1430. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [59] Ким Х.Дж., Ли С.С., Чой Б.А., Ким М.К. (2007). Потребление нитратов по сравнению с потреблением антиоксидантных витаминов влияет на риск рака желудка: исследование случай-контроль в Корее. Nutr Cancer, 59: 185-191.[PubMed] [Google Scholar] [60] Ся Д., Цюй X, Тран С.Д., Шмидт Л.Л., Цинь Л., Чжан С. и др. (2015). Гистологические характеристики после длительной диеты, богатой нитратами, у миниатюрных свиней с атрофией околоушных желез. Int J Clin Exp Pathol, 8: 6225-6234. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [61] Хезель М.П., ​​Лю М., Шиффер Т.А., Ларсен Ф.Дж., Чека А., Уилок К.Э. и др. (2015). Эффекты длительного приема нитратов у мышей. Редокс Биол, 5: 234-242. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [62] Cross AJ, Freedman ND, Ren J, Ward MH, Hollenbeck AR, Schatzkin A, et al.(2011). Потребление мяса и риск рака пищевода и желудка в большом проспективном исследовании. Am J Gastroenterol, 106: 432-442. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [63] Чанг А.С., Ян Т.Ю., Рисковски Г.Л. (2013). Зависимость концентрации аскорбиновой кислоты, нитрата и нитрита от 24-часового цикла свет / темнота для шпината, выращенного в различных условиях. Food Chem, 138: 382-388. [PubMed] [Google Scholar] [64] Катабами К., Хаякава М., Гандо С. (2016). Тяжелая метгемоглобинемия из-за отравления нитритом натрия.Case Rep Emerg Med, 2016: 16. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [65] Грир Ф. Р., Шеннон М., Комитет Американской академии педиатрии по N, Комитет Американской академии педиатрии по окружающей среде H (2005). Детская метгемоглобинемия: роль диетических нитратов в пище и воде. Педиатрия, 116: 784-786. [PubMed] [Google Scholar] [66] Роджерс С.К., Чжан Х, Азхар Дж., Ло С., Вэй Дж.Й. (2013). Воздействие высоких или низких уровней глюкозы ускоряет появление маркеров старения эндотелиальных клеток и вызывает нарушение регуляции синтазы оксида азота.J. Gerontol A Biol Sci Med Sci, 68: 1469-1481. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [67] Новенса Л., Новелла С., Медина П., Сегарра Г., Кастильо Н., Херас М. и др. (2011). Старение отрицательно влияет на опосредованные эстрогенами эффекты на биодоступность оксида азота, сдвигая баланс ERalpha / ERbeta у самок мышей. PLoS One, 6: e25335. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [68] Капил В., Милсом А.Б., Окори М., Малеки-Тойсеркани С., Акрам Ф., Рехман Ф. и др. (2010). Добавки неорганических нитратов снижают кровяное давление у людей: роль NO, полученного из нитритов.Гипертония, 56: 274-281. [PubMed] [Google Scholar] [69] Джи Л.К., Ахлувалия А (2016). Пищевые нитраты понижают кровяное давление: эпидемиологические, доклинические экспериментальные и клинические данные. Curr Hypertens Rep, 18:17. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [70] Велмуруган С., Ган Дж. М., Ратод К. С., Хамбата Р. С., Гош С. М., Хартли А. и др. (2016). Пищевые нитраты улучшают функцию сосудов у пациентов с гиперхолестеринемией: рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование. Am J Clin Nutr, 103: 25-38.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [71] Бондонно К.П., Лю А.Х., Крофт К.Д., Уорд NC, Ян Х, Консидайн М.Дж. и др. (2014). Кратковременное влияние богатых нитратами зеленых листовых овощей на кровяное давление и жесткость артерий у людей с высоким нормальным кровяным давлением. Free Radic Biol Med, 77: 353-362. [PubMed] [Google Scholar] [72] Капил В., Хамбата Р.С., Робертсон А., Колфилд М.Дж., Ахлувалия А. (2015). Пищевые нитраты обеспечивают устойчивое снижение артериального давления у пациентов с гипертонией: рандомизированное, фаза 2, двойное слепое, плацебо-контролируемое исследование.Гипертония, 65: 320-327. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [73] Миллер Г.Д., Марш А.П., Дав Р.В., Биверс Д., Пресли Т., Хелмс С. и др. (2012). Уровень нитратов и нитритов в плазме увеличивается за счет добавки с высоким содержанием нитратов, но не за счет продуктов с высоким содержанием нитратов у пожилых людей. Nutr Res, 32: 160-168. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [74] Бондонно К.П., Лю А.Х., Крофт К.Д., Уорд Северная Каролина, Шинде С., Мудли Й. и др. (2015). Отсутствие эффекта высокого потребления нитратов из свекольного сока на артериальное давление у леченных гипертоников: рандомизированное контролируемое исследование.Am J Clin Nutr, 102: 368-375. [PubMed] [Google Scholar] [75] Фриис А.Л., Стинхольт CB, Локке А., Хансен М. (2017). Диетический свекольный сок — влияние на физическую работоспособность у пациентов с ХОБЛ: рандомизированное контролируемое перекрестное исследование. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis, 12: 1765-1773. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [76] Воан Р.А., Ганнон Н.П., Каррикер С.Р. (2016). Нитратсодержащая свекла улучшает метаболизм миоцитов и содержание митохондрий. J Tradit Complement Med, 6: 17-22. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Нитратов и нитритов в медицине и болезнях

Aging Dis.2018 окт; 9 (5): 938–945.

Линша Ма

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и функциональной реконструкции зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Лян Ху

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Сяоюй Фэн

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Songlin Wang

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинский ключ Лаборатория регенерации зубов и функциональной реконструкции, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Линша Ма, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай;

^* Переписку следует направлять по адресу: Dr.Сунлин Ван, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, Китай. Электронная почта: .nc.ude.umcc @ gnawls

Получено 12 ноября 2017 г .; Изменения запрошены 6 декабря 2017 г .; Принято 7 декабря 2017 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильной атрибуции оригинальной работы.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Источником пищевых нитратов (NO ₃ ) в основном являются зеленые листовые овощи, частично всасывающиеся в кровь через слизистую оболочку кишечника. Переработанный нитрат реабсорбируется и концентрируется слюнными железами, а затем выделяется в слюну. В 2012 году сиалин был впервые обнаружен в качестве переносчика нитратов через мембраны млекопитающих в слюнных железах и играет ключевую роль в циркуляции неорганических нитратов, обеспечивая научную основу для дальнейших исследований циркуляции и функций нитратов.Пищевой нитрат может быть преобразован в нитрит (NO ₂ ) оральными комменсальными бактериями под языком или в желудке, после чего нитрит преобразуется в оксид азота (NO) посредством неферментативного синтеза. Раньше считалось, что нитраты и нитриты являются канцерогенными из-за потенциального образования соединений азота, тогда как полезные функции пути NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO игнорировались. В условиях гипоксии и ишемии продукция эндогенного NO из L-аргинина подавляется, а активность экзогенного NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO усиливается.В последнее время появилось больше данных, свидетельствующих о том, что нитраты и нитриты служат резервуаром и выполняют положительные биологические NO-подобные функции. Следовательно, экзогенные пищевые нитраты играют важную роль в различных физиологических действиях как эффективная добавка нитритов и NO в организме человека. Здесь мы обычно рассматриваем источник, циркуляцию и биологические функции диетических нитратов.

Ключевые слова: пищевой нитрат, NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO путь, циркуляция, сиалин

Нитрат (NO ₃ ) и нитрит (NO ₂ ) широко распространены в воде, почве, воздухе и растениях [1].Основным источником абсорбированных нитратов в организме является пища, при этом большую часть составляют зеленые овощи. Хотя нитраты стабильны, пищевые нитраты превращаются в нитриты в результате неферментативного процесса и оксид азота (NO) симбиотическими бактериями в полости рта и желудке, тем самым выполняя физиологические функции NO. NO, продукт метаболизма пищевых нитратов, играет важную роль в защите сердечно-сосудистой системы и слизистой оболочки желудка, а также при метаболических заболеваниях [2, 3].Эндогенный NO является производным аргининового пути и регулируется синтазой оксида азота (NOS) и ее окислительно-восстановительным состоянием. Однако в условиях гипоксии и ишемии активность NOS снижается, что приводит к снижению выработки эндогенного NO. Было обнаружено, что клетки скелетных мышц крыс способны поглощать нитраты из периферической крови, после чего нитрат раскисляется до NO с помощью пути окисления ксантина-редуктазы, тем самым увеличивая скорость кровотока и улучшая метаболизм [4].Пищевой нитрат служил эффективным донором NO, и возможные функции NO из пищевого нитрата широко изучаются.

Считалось, что нитраты вредны из-за потенциальной выработки канцерогенных нитрозаминов в определенных условиях, например, в кислой среде желудка. Сообщалось, что нитрозамины связаны с раком пищевода, раком желудка, раком толстой кишки и другими опухолями [5, 6]. Так, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендовала верхний предел концентрации суточного потребления нитратов и нитритов равным 3.7 мг / кг и 0,06-0,07 мг / кг соответственно [4]. Однако недавние эпидемиологические исследования нитратов и опухолей показали, что нет четких доказательств того, что пищевые нитраты могут увеличивать возникновение опухолей [7]. В 2012 году впервые было сообщено о сиалине как о переносчике нитратов через клеточную мембрану, который играет важную роль в циркуляции пищевых нитратов. Нитрат активно транспортируется сиалином в слюнных железах, концентрируется в слюне, а затем секретируется в полость рта, после чего возвращается в кровоток тела через желудок и кишечник [8].Поскольку пищевые нитраты превращаются в NO бактериями полости рта и желудка посредством неферментативного синтеза, нитраты могут считаться незаменимыми при физиологической деятельности.

Источник нитратов и нитритов

Системные циркулирующие нитраты в основном получают из двух источников, диеты и окисления эндогенного NO, которые соответствуют экзогенным и эндогенным нитратам соответственно [9]. Экзогенные источники нитратов для потребления человеком — это, прежде всего, пищевые продукты, на которые приходится примерно 60-80% общего потребления нитратов [10].Согласно последним сообщениям, овощи, особенно зеленые листовые овощи, такие как шпинат и свекла, содержат большое количество нитратов [11], на долю которых приходится почти 80% -90% общего количества нитратов в рационе [12]. Другими источниками нитратов являются питьевая вода (15–20%) и другие продукты питания, в том числе продукты животного происхождения (10–15%) [13].

Что касается нитрита, примерно 80% -85% [9, 14] общего системного нитрита получается за счет эндогенного превращения из нитрата [15]. Из нитрата превращается почти 93% нитрита [16].Человек потребляет около 1,2–3,0 мг нитрита каждый день [17]. Другими источниками нитритов являются окисление эндогенного NO и экзогенные источники питания (колбасы составляют 4,8%, овощи — 2,2%) [10]. Экзогенный нитрит почти полностью всасывается в двенадцатиперстной и тощей кишках [18]. Большая часть системно циркулирующих нитритов превращается в NO и служит относительно стабильным резервуаром NO.

Распределение и преобразование нитратов и нитритов

Нитраты и нитриты широко распространены в организме человека, хотя распределение совершенно иное.Добровольцы, получавшие воду, меченную азотом 13 ( ¹³ N0 ₃ ^–), обнаружили, что нитрат не всасывается быстро в кровь из желудка, а скорее стабильно присутствует в кишечнике. В то время как после внутривенного введения ¹³ NO ₃ ^— , распределение нитратов в сердце было активным, достигая пиковой концентрации около 3% от общего количества нитратов через 2 минуты, а затем быстро падало в следующие 2 минуты [19 , 20].

Системные нитраты и нитриты циркулировали в крови, слюне и тканях, после обильной нитратной диеты нитрат абсорбировался, и уровень в плазме достигал пика через 15-30 минут с периодом полураспада около 5-8 часов [3, 21, 22].Поскольку концентрация нитратов была примерно в 10 раз выше, чем в плазме, слюна содержала большое количество нитратов [23]. Активная способность нитрата к глотанию в разных органах сильно различается, возможно, в зависимости от экспрессии транспортера нитрата протеина сиалина [8, 24].

Нитриты в крови вскоре превращаются в нитраты с периодом полураспада около 110 секунд, тогда как нитриты в плазме относительно стабильны с периодом полураспада около 20-30 минут [4, 25-28]. Нормальный уровень нитрита в плазме составляет 50-100 нМ и увеличивается в 4-5 раз после приема пищи, богатой нитратами, при которой многочисленные белки и ферменты в крови и тканях катализируют восстановление нитратов до нитритов [2, 29].Превращение нитрата в нитрит было ферментативным процессом, а превращение нитрита в NO — неферментативным процессом.

Циркуляция нитратов и нитритов

Слюнные железы и бактерии полости рта играют важную роль в циркуляции и процессе преобразования экзогенных NO. ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO путь. Пищевые нитраты почти полностью всасываются благодаря своей биодоступности в желудке и тонком кишечнике, и около 75% выводится с мочой, а оставшееся количество реабсорбируется почками, желчными и слюнными железами [3, 30, 31] .В нормальных условиях до 25% рециркулированного нитрата может быть обнаружено в слюнных железах, где концентрация нитратов в 10 раз превышает концентрацию в плазме [32]. В 2012 году на основе модели органов слюнных желез сиалин был открыт как переносчик нитратов в клеточных мембранах млекопитающих, что обеспечило научную основу для изучения биологического действия и метаболизма нитратов в организме [8, 24, 33] Примерно 5-7% диетических нитратов превращается в нитриты в полости рта комменсальными факультативными анаэробными бактериями, расположенными в глубоких криптах задней части языка [34, 35].После этого большая часть нитритов превращается в желудке в оксид азота и систематически всасывается ().

Циркуляция нитратов в организме

Утилизация пищевых нитратов происходит в основном в слюнных железах, где сиалин играет ключевую роль в активном переносе и концентрации нитратов. Часть нитрата преобразуется в нитрит бактериями полости рта и впоследствии всасывается в желудке и кишечнике. Около 25% циркулирующих нитратов реабсорбируется слюнными железами, тогда как большая часть выводится почками.Нитрат выполняет физиологические функции через экзогенный путь NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO. NO, оксид азота; НО ₂ ^— , нитрит; НЕТ ₃ ^— , нитрат.

Функция нитрата и нитрита

В условиях гипоксии и ишемии производство эндогенного NO из L-аргинина подавляется. Напротив, активность экзогенного NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO усиливается.Таким образом, пищевые нитраты и нитриты служат эффективными донорами NO в условиях гипоксии и ишемии [34]. Нитраты и нитриты используются в качестве пищевых добавок в обработанных пищевых продуктах, где они действуют как консерванты, подавляя рост микроорганизмов, в частности, Clostridium botulinum . Помимо прямого антимикробного эффекта нитрита, в последнее время сообщалось о физиологическом воздействии азотных форм, включая неорганические нитраты и нитриты.

Когда пищевые нитраты недоступны, выведение общего количества нитратов, рассчитанное у здоровых добровольцев, было намного больше, чем количество потребляемого вещества, что указывает на то, что нитраты и нитриты могут образовываться в результате эндогенного синтеза.Эндогенная продукция нитратов происходила в основном в тканях слизистой оболочки кишечника [36]. Нитрат выполняет физиологические функции при различных системных действиях, включая снижение артериального давления, ингибирование агрегации тромбоцитов и защитный эффект сосудов — функции, аналогичные функциям NO [3, 37]. Нитраты предотвращают ишемическую болезнь сердца, увеличивая эпикардиальный кровоток за счет расширения сосудов, снижая сопротивление сосудов, подавляя коронарное обкрадывание и уменьшая преднагрузку [38]. Пищевой нитрат (10 ммоль / л нитрата солидия в питьевой воде) может частично улучшить возрастную гипертензию и метаболическую активность у мышей за счет снижения выработки эндогенного NO за счет ингибирования НАДФН-оксидазы и модуляции экспрессии рецептора ангиотензина (ANG) II [39] .Кроме того, неорганические нитраты подавляют (15 ммоль / л KNO ₃ ) острое и хроническое воспаление, повышая количество нейтрофилов, что может уменьшить возникновение атероматозных бляшек [40]. Более того, длительный эксперимент с диетическим дефицитом нитратов и нитритов показал, что мыши будут страдать от метаболического синдрома, эндотелиальной дисфункции и смерти от сердечно-сосудистых заболеваний после 22 месяцев диеты с низким содержанием нитритов / нитратов [41]. Неорганический нитрат выполняет функции снижения артериального давления и улучшения ишемии миокарда за счет усиления активности эпителиальных клеток и диастол кровеносных сосудов, а также уменьшения агрегации тромбоцитов [42].

Нитраты, выделяемые слюной, защищают от язвы желудка, способствуя экспрессии NO в желудке и стимулируя сопутствующее образование слизи [43]. О повреждении желудка, вызванном стрессом, сообщалось с помощью анализа стресса с погружением в воду (WIRS) на модели крыс. Результаты показали, что стресс способствует секреции нитратов в слюне и образованию нитритов у здоровых добровольцев, и что введение экзогенного нитрата (5 ммоль / л NaNO ₃ ) восстанавливает кровоток в слизистой оболочке желудка и уровень интрогастрального NO, тем самым спасая повреждение желудка, вызванное WIRS [44 ].Концентрация биоактивного NO в желудке увеличивалась в 50 раз после приема пищевых нитратов [45]. Между тем неферментативное производство NO из пищевого нитрата (0,1 или 1 ммоль / кг NaNO ₃ ) может эффективно облегчить вызванное диклофенаком повреждение слизистой оболочки желудка и улучшить толщину слоя слизи в желудке [43].

NO может регулировать сердечно-сосудистые заболевания и другие метаболические заболевания, вызванные нарушением обмена веществ. Более того, синтез NO был снижен у мышей с ожирением [46].Высокое кровяное давление, инсулинорезистентность и толерантность к углеводам, вызванные метаболическим нарушением, были обнаружены у мышей с нокаутом ENOS (эндотелиальная синтаза оксида азота) [47]. Пищевые нитраты эффективно дополняют NO за счет активированного экзогенного NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO пути в условиях гипоксии. При непрерывном 3-дневном приеме 0,1 ммоль / кг нитрата натрия перед тренировкой потребление кислорода снизилось в среднем до 5% [48]. Кроме того, нитраты повышали толерантность к физической нагрузке здоровых добровольцев по пути NO-cGMP-PPAR и увеличивали метаболизм жирных кислот в клетках скелетных мышц [49].Экзогенный нитрат (0,7 ммоль / л NaNO ₃ ) может активировать путь цГМФ у мышей и способствовать превращению белого жира в коричневый жир, тем самым усиливая метаболизм жиров и снижая массу тела [50]. Поскольку метаболические заболевания в основном сопровождались нарушением синтеза NO, добавление экзогенного NO из пищевых нитратов могло частично облегчить метаболические заболевания. Таким образом, экзогенный пищевой нитрат является важным элементом в организме человека и играет важную роль в различных физиологических действиях как эффективная добавка нитритов и NO.

Безопасность нитратов и нитритов

Ранее нитраты и нитриты считались предшественниками N-нитрозосоединений, которые классифицировались как канцерогены для человека. Нитрат превращается в нитрит и затем попадает в желудок, где в условиях низкого pH происходит превращение нитрита в реактивную азотистую кислоту [51]. Кроме того, в условиях воспаления и бактерий (Helicobacter Pylori) усилено образование нитрозаминов, связанных с нитратами. Пациенты с ахлоргидрией и избыточным бактериальным ростом имели высокий риск развития рака желудка, возможно, из-за образования нитрозамина [52, 53].Однако этот процесс может быть ослаблен полифенолами и другими антиоксидантами, такими как витамин C. При наличии достаточного количества антиоксидантов, таких как витамин C, нитрозилирование вторичного амина через нитрит было ингибировано [54, 55].

Международное агентство по изучению рака (IARC) пришло к выводу, что в 2010 г. не было существенных доказательств того, что нитраты являются канцерогенами животных [56]. Более того, недавние эпидемиологические исследования показали, что пищевые нитраты не связаны с раком желудка или пищевода у людей [7, 57].Некоторые исследования даже показали, что нитраты могут снизить частоту возникновения рака желудка [11, 58], возможно, потому, что основным источником пищевых нитратов являются овощи, которые содержат большое количество клетчатки, витамина С и других восстановителей. Исследование, проведенное в Корее, где потребление нитратов с пищей (390-742 мг / день) значительно выше, чем в европейских странах (52-156 мг / день) и Китае (422,8 мг / день), показало, что корреляции не обнаружено. между высоким потреблением нитратов и раком [59]. Кроме того, безопасность питания с высоким содержанием нитрата (91 г / л нитрата калия) была определена на модели миниатюрной свиньи.Ткани печени и почек были проверены после кормления высокими дозами нитратов в течение 2 лет, и не было обнаружено системной токсичности или повреждений у миниатюрных свиней [60]. В течение 17 недель непрерывного приема добавки нитрата натрия с водой в дозе 85 мг / л у этих мышей без телесных повреждений были обнаружены повышенная чувствительность к инсулину, снижение уровня ИЛ-10 в плазме и тенденция к увеличению продолжительности жизни без травм [61].

Связь нитрита с раком кажется противоречивой [11]. Корреляция между нитритами и раком желудка противоречива в различных эпидемиологических исследованиях [57].В 2011 году, проводя большое когортное исследование с участием около 50000 человек, за которым наблюдали почти 10 лет, Кросс и его товарищи по команде пришли к выводу, что нитраты и нитриты не связаны с раком пищевода или желудка, тогда как положительные ассоциации были обнаружены между потреблением красного мяса и плоскоклеточный рак пищевода [62]. Некоторые эпидемиологические исследования используют обработанное или копченое мясо в качестве источника экзогенного нитрита, игнорируя сложные соединения, такие как нитрозамины, в таких продуктах питания, что приводит к отсутствию единообразия и научной точности в выводах.Следовательно, связь экзогенного нитрита с раком кажется менее вероятной, поскольку большое количество нитрита образуется эндогенно. Концентрация нитрита в слюне может возрасти до 72 мг / л после потребления нитрата, эквивалентного 200 г шпината [63]. Кроме того, люди контактируют с нитрозамином во многих обстоятельствах, например, через дым, пиво, воду, рабочую среду, особенно сигареты, которые содержат примерно в 100-1000 раз уровень нитрозамина в ежедневном рационе.

Было обнаружено, что метгемоглобинемия вызывается приемом чрезмерного количества нитритов [64], тогда как прием чрезмерного количества нитратов не приводит к нарушению.Исследование, проведенное в Америке, показало, что даже если мать проглотила большое количество нитратов, ребенок не заразится метгемоглобинемией через грудное вскармливание [65]. С другой стороны, диетические нитраты, источником которых в основном являются овощи, содержащие большое количество антиоксидантов, эффективно уменьшают возникновение метгемоглобинемии [3].

Клиническое применение нитратов и нитритов

В условиях болезни или старения активность eNOS снижалась, а продукция NO снижалась, как сообщалось [46, 66, 67], что указывает на то, что экзогенный источник добавки NO мог иметь потенциальное терапевтическое лечение для пациентов, страдающих болезнью или старением.Сообщалось, что нитраты могут снижать кровяное давление у здоровых добровольцев [68], и было установлено в нескольких экспериментах на людях [69]. Скорость аортальной пульсовой волны была улучшена, а агрегаты тромбоцитов и моноцитов уменьшились у пациентов, получавших добавку нитратов, что привело к снижению артериального давления [70]. В то время как в положительных клинических испытаниях сообщалось об отрицательных результатах, показывающих, что не было обнаружено значительного эффекта в снижении артериального давления с добавлением нитратов [71, 72]. Причина этих сложных результатов была неопределенной, и для дальнейших исследований потребовались дополнительные клинические испытания.

Хотя многие положительные эффекты были обнаружены на животных моделях, клиническое использование нитратов было весьма ограниченным. В последние годы стали популярными богатые нитратами фруктовые и овощные напитки, особенно напитки из свеклы, вегетарианский напиток Biotta (Biotta®, Швейцария) [73] и BEET-IT (James White Drinks, Ипсвич, Великобритания) [74-76]. По мере роста осведомленности о нитратах, нитраты и продукты, связанные с нитратами, принимаются.

Заключение

В рамках своего ежедневного рациона люди потребляют неорганические нитраты в основном через зеленые листовые овощи.Помимо их отрицательных свойств, пищевые нитраты и нитриты были зарегистрированы как экзогенные доноры биологического NO, играющие важную роль в физиологической активности. Кроме того, пищевые добавки с нитратами, по-видимому, обладают потенциальным защитным действием для баланса тела, улучшения состояния при расстройствах (инсульт, инфаркт миокарда, системная и легочная гипертензия и т. Д.), А также в облегчении язвы желудка. Нормальные пищевые нитраты и нитриты не показали никакого вреда для здоровья человека, и нет подтвержденных данных, указывающих на явную связь пищевых нитратов и рака.Большинство существующих исследований нитритов и опухолей игнорировали сложные соединения в целевых пищевых продуктах, что приводило к противоречивым выводам среди исследователей. Принимая во внимание различные защитные эффекты, помимо формальных подозреваемых вредных веществ, пищевые нитраты и нитриты играют важную роль в физиологических функциях, обеспечивая неферментативный NO. С новым пониманием нитратов и нитритов их биологические функции и применения требуют дальнейшего изучения в будущем.

Подтверждения Это исследование было поддержано грантом от Национального фонда естественных наук Китая (91649124) и грантов от грантов Пекин управа (Пекин Scholar програмно PXM2016_014226_000034, PXM2016_014226_000006, PXM2015_014226_000116, PXM2015_014226_000055, PXM2015_014226_000052, PXM2014_014226_000048, PXM2014_014226_000013, PXM2014_014226_000053, PXM2013_014226_000055, Z121100005212004, PXM2013_014226_07_000080, PXM2013_014226_000021 и TJSHG201310025005).

Информация для авторов

Линша Ма, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Лян Ху, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Сяоюй Фэн, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Songlin Wang, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Ссылки

[1] Гассара Ф., Куасси А.П., Брар С.К., Белкасеми К. (2016). Зеленые альтернативы нитратам и нитритам в мясных продуктах — обзор. Crit Rev Food Sci Nutr, 56: 2133-2148. [PubMed] [Google Scholar] [2] Говони М., Янссон Э.А., Вайцберг Э., Лундберг Дж. О. (2008). Повышение уровня нитритов в плазме после диетической нитратной нагрузки заметно снижается антибактериальным средством для полоскания рта.Оксид азота, 19: 333-337. [PubMed] [Google Scholar] [3] Лундберг Дж.О., Карлстром М., Ларсен Ф.Дж., Вайцберг Э. (2011). Роль пищевых неорганических нитратов в сердечно-сосудистых заболеваниях и болезнях. Cardiovasc Res, 89: 525-532. [PubMed] [Google Scholar] [4] Вайцберг Э., Лундберг Дж. О. (2013). Новые аспекты диетических нитратов и здоровья человека. Анну Рев Нутр, 33: 129-159. [PubMed] [Google Scholar] [5] Бедейл В., Синделар Дж. Дж., Милковски А.Л. (2016). Пищевые нитраты и нитриты: преимущества, риски и меняющиеся представления. Meat Sci, 120: 85-92.[PubMed] [Google Scholar] [7] Брайан Н.С., Александр Д.Д., Кофлин-младший, Милковски А.Л., Боффетта П. (2012). Проглатывание нитратов и нитритов и риск рака желудка: обновленный обзор. Food Chem Toxicol, 50: 3646-3665. [PubMed] [Google Scholar] [8] Цинь Л., Лю Х, Сунь Ц., Фан З, Ся Д, Дин Г и др. (2012). Сиалин (SLC17A5) действует как переносчик нитратов в плазматической мембране. Proc Natl Acad Sci U S. A., 109: 13434-13439. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [9] Lundberg JO, Weitzberg E (2013). Биология оксидов азота в желудочно-кишечном тракте.Gut, 62: 616-629. [PubMed] [Google Scholar] [10] Арчер Д.Л. (2002). Доказательства того, что употребленные внутрь нитраты и нитриты полезны для здоровья. J Food Prot, 65: 872-875. [PubMed] [Google Scholar] [11] Сонг П., Ву Л., Гуань В. (2015). Пищевые нитраты, нитриты и потребление нитрозаминов и риск рака желудка: метаанализ. Питательные вещества, 7: 9872-9895. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [12] Knight TM, Forman D, Al-Dabbagh SA, Doll R (1987). Оценка диетического потребления нитратов и нитритов в Великобритании.Food Chem Toxicol, 25: 277-285. [PubMed] [Google Scholar] [13] Skibsted LH (2011). Оксид азота, качество и безопасность продуктов на основе мышц. Оксид азота, 24: 176-183. [PubMed] [Google Scholar] [14] Батлер А. (2015). Нитриты и нитраты в рационе человека: канцерогены или полезные гипотензивные агенты? Дж. Этнофармакол, 167: 105-107. [PubMed] [Google Scholar] [15] Mensinga TT, Speijers GJ, Meulenbelt J (2003). Последствия для здоровья воздействия азотистых соединений окружающей среды. Toxicol Rev, 22: 41-51.[PubMed] [Google Scholar] [16] Синделар Дж. Дж., Милковски А. Л. (2012). Споры о безопасности человека вокруг нитратов и нитритов в пище. Оксид азота, 26: 259-266. [PubMed] [Google Scholar] [17] Sobsey MD, Bartram S (2003). Качество воды и здоровье в новом тысячелетии: роль Руководящих принципов Всемирной организации здравоохранения по качеству питьевой воды. Forum Nutr, 56: 396-405. [PubMed] [Google Scholar] [18] Hunault CC, van Velzen AG, Sips AJ, Schothorst RC, Meulenbelt J (2009). Биодоступность нитрита натрия из водного раствора у здоровых взрослых.Toxicol Lett, 190: 48-53. [PubMed] [Google Scholar] [19] Виттер Дж. П., Гатли С. Дж., Балиш Э. (1979). Распределение азота-13 из меченого нитрата (13No3-) у людей и крыс. Наука, 204: 411-413. [PubMed] [Google Scholar] [20] Виттер Дж. П., Балиш Э., Гатли С. Дж. (1979). Распределение азота-13 из меченых нитратов и нитритов у крыс без микробов и крыс с обычной флорой. Appl Environ Microbiol, 38: 870-878. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [21] Tannenbaum SR (1979). Нитраты и нитриты: происхождение от человека.Наука, 205: 1332, 1334-1337. [PubMed] [Google Scholar] [22] Йошида К., Касама К., Китабатаке М., Окуда М., Имаи М. (1980). Метаболическая судьба оксида азота. Int Arch Occup Environ Health, 46: 71-77. [PubMed] [Google Scholar] [23] Xia DS, Deng DJ, Wang SL (2003). Разрушение околоушных желез влияет на нитратный и нитритный обмен. J. Dent Res, 82: 101-105. [PubMed] [Google Scholar] [24] Цюй XM, Ву Ц.Ф., Пан Б.Х., Цзинь Л.Й., Цинь Л.З., Ван С.Л. (2016). От нитратов к оксиду азота: роль слюнных желез и оральных бактерий.J. Dent Res, 95: 1452-1456. [PubMed] [Google Scholar] [25] Kelm M (1999). Метаболизм и распад оксида азота. Biochim Biophys Acta, 1411: 273-289. [PubMed] [Google Scholar] [26] Келм М. (2003). Путь L-аргинин-оксид азота при гипертонии. Curr Hypertens Rep, 5: 80-86. [PubMed] [Google Scholar] [27] Келм М., Прейк-Штайнхофф Х., Прейк М., Штрауэр Б.Е. (1999). Нитрит сыворотки чувствительно отражает образование эндотелиального NO в сосудистой сети предплечья человека: данные для биохимической оценки эндотелиального пути L-аргинин-NO.Cardiovasc Res, 41: 765-772. [PubMed] [Google Scholar] [28] Кеймель С., Рассаф Т., Кельм М. (2006). Нитрит в действии: комментарий к статье «Низкие дозы нитрита внутривенно улучшают гемодинамику на модели острой легочной тромбоэмболии у собак». Free Radic Biol Med, 41: 1750-1752. [PubMed] [Google Scholar] [29] Цвейер Дж. Л., Ли Х., Самоуилов А., Лю X (2010). Механизмы восстановления нитрита до оксида азота в сердце и стенке сосудов. Оксид азота, 22: 83-90. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [30] Fritsch P, de Saint Blanquat G, Klein D (1985).Выведение нитратов и нитритов со слюной и желчью у собак. Food Chem Toxicol, 23: 655-659. [PubMed] [Google Scholar] [31] Кан Т., Бош Дж., Левитт М.Ф., Гольдштейн М.Х. (1975). Влияние нагрузки нитрата натрия на транспорт электролитов почечными канальцами. Am J Physiol, 229: 746-753. [PubMed] [Google Scholar] [32] Шпигельхальдер Б., Айзенбранд Г., Пройссманн Р. (1976). Влияние диетических нитратов на содержание нитритов в слюне человека: возможное значение для образования N-нитрозосоединений in vivo. Food Cosmet Toxicol, 14: 545-548.[PubMed] [Google Scholar] [33] Lundberg JO (2012). Транспорт нитратов в слюнных железах с последствиями для гомеостаза NO. Proc Natl Acad Sci U S. A, 109: 13144-13145. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [34] Брайан Н.С., Айви Дж. Л. (2015). Неорганические нитриты и нитраты: данные в пользу рассмотрения в качестве диетических питательных веществ. Nutr Res, 35: 643-654. [PubMed] [Google Scholar] [35] Гастон Б., Дражен Дж. М., Лоскальцо Дж., Стамлер Дж. С. (1994). Биология оксидов азота в дыхательных путях. Am J Respir Crit Care Med, 149: 538-551.[PubMed] [Google Scholar] [36] Танненбаум С. Р., Фетт Д., Янг В. Р., Лэнд П. Д., Брюс В. Р. (1978). Нитриты и нитраты образуются в результате эндогенного синтеза в кишечнике человека. Science, 200: 1487-1489. [PubMed] [Google Scholar] [37] Капил В., Вайцберг Э., Лундберг Дж. О., Ахлувалия А. (2014). Клинические данные, демонстрирующие полезность неорганических нитратов для здоровья сердечно-сосудистой системы. Оксид азота, 38: 45-57. [PubMed] [Google Scholar] [38] Прагани М.А., Десаи К.П., Морроне Д., Сидху М.С., Боден В.Е. (2017). Роль нитратов в лечении стабильной ишемической болезни сердца: обзор современных данных и рекомендаций.Rev Cardiovasc Med, 18: 14-20. [PubMed] [Google Scholar] [39] Хезель М., Пелели М., Лю М., Цоллбрехт С., Йенсен Б.Л., Чека А. и др. (2016). Пищевые нитраты улучшают возрастную гипертензию и метаболические нарушения у крыс за счет модуляции сигналов рецептора ангиотензина II и ингибирования образования супероксида. Free Radic Biol Med, 99: 87-98. [PubMed] [Google Scholar] [40] Хамбата Р.С., Гош С.М., Ратод К.С., Теватасан Т., Филомена Ф., Сяо К. и др. (2017). Противовоспалительное действие неорганических нитратов стабилизирует атеросклеротическую бляшку.Proc Natl Acad Sci U S. A, 114: E550-E559. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [41] Кина-Танада М., Саканаши М., Танимото А., Канаме Т., Мацудзаки Т., Ногучи К. и др. (2017). Длительный диетический дефицит нитритов и нитратов вызывает метаболический синдром, эндотелиальную дисфункцию и смерть от сердечно-сосудистых заболеваний у мышей. Диабетология, 60: 1138-1151. [PubMed] [Google Scholar] [42] Machha A, Schechter AN (2011). Диетические нитриты и нитраты: обзор потенциальных механизмов положительного воздействия на сердечно-сосудистую систему. Eur J Nutr, 50: 293-303.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [43] Янссон Е.А., Петерссон Дж., Рейндерс К., Собко Т., Бьорн Х., Филлипсон М. и др. (2007). Защита от язв желудка, вызванных приемом нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП), с помощью пищевых нитратов. Free Radic Biol Med, 42: 510-518. [PubMed] [Google Scholar] [44] Цзинь Л., Цинь Л., Ся Д., Лю X, Фан З, Чжан С. и др. (2013). Активная секреция и защитный эффект нитрата слюны от стресса у людей-добровольцев и крыс. Free Radic Biol Med, 57: 61-67. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [45] Петерсон Дж., Филлипсон М., Янссон Э. А., Пацак А., Лундберг Дж. О., Холм Л. (2007).Пищевые нитраты увеличивают кровоток в слизистой оболочке желудка и защитную функцию слизистой оболочки. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 292: G718-724. [PubMed] [Google Scholar] [46] Сирво М., Джексон С.Дж., Блак Л.Дж. (2011). Синтез оксида азота in vivo снижается у пациентов с ожирением и метаболическим синдромом: применение нового метода стабильных изотопов. J. Hypertens, 29: 1515-1527. [PubMed] [Google Scholar] [47] Кук С., Хьюгли О, Эгли М., Волленвейдер П., Бурселин Р., Никод П. и др. (2003). Кластеризация факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний, имитирующих человеческий метаболический синдром X у мышей без eNOS.Swiss Med Wkly, 133: 360-363. [PubMed] [Google Scholar] [49] Эшмор Т., Робертс Л.Д., Мораш А.Дж., Котвица А.О., Финнерти Дж., Вест Дж. А. и др. (2015). Нитраты усиливают окисление жирных кислот в скелетных мышцах посредством механизма, опосредованного оксидом азота-cGMP-PPAR. BMC Biol, 13: 110. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [50] Робертс Л.Д., Эшмор Т., Котвица А.О., Мерфитт С.А., Фернандес Б.О., Филиш М. и др. (2015). Неорганический нитрат способствует потемнению белой жировой ткани по пути нитрат-нитрит-оксид азота.Диабет, 64: 471-484. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [51] McKnight GM, Smith LM, Drummond RS, Duncan CW, Golden M, Benjamin N (1997). Химический синтез оксида азота в желудке из пищевых нитратов у человека. Gut, 40: 211-214. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [52] Ruddell WS, Bone ES, Hill MJ, Blendis LM, Walters CL (1976). Нитрит желудочного сока. Фактор риска рака желудка с пониженным содержанием хлорида натрия? Ланцет, 2: 1037-1039. [PubMed] [Google Scholar] [53] Eisenbrand G, Adam B, Peter M, Malfertheiner P, Schlag P (1984).Образование нитритов в желудочном соке у пациентов с различными желудочными расстройствами после приема стандартной дозы нитратов — возможный фактор риска канцерогенеза желудка. IARC Sci Publ: 963-968. [PubMed] [Google Scholar] [54] Weisburger JH (1977). Витамин С и предотвращение образования нитрозаминов. Ланцет, 2: 607. [PubMed] [Google Scholar] [55] Эркекоглу П., Байдар Т. (2010). Оценка защитного действия аскорбиновой кислоты на индуцированную нитритами и нитрозаминами цитотоксичность и генотоксичность в линии гепатомы человека.Toxicol Mech Methods, 20: 45-52. [PubMed] [Google Scholar] [56] Люди IWGotEoCRt (2010). Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для человека. Попадание внутрь нитратных и нитритных, а также пептидных токсинов цианобактерий. IARC Monogr Eval Carcinog Risks Risks Hum, 94: v-vii, 1-412. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [57] Jakszyn P, Gonzalez CA (2006). Нитрозамин и связанный с ним прием пищи и риск рака желудка и пищевода: систематический обзор эпидемиологических данных. Всемирный журнал J Gastroenterol, 12: 4296-4303.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [58] Эрнандес-Рамирес РУ, Гальван-Портильо М.В., Уорд М.Х., Агудо А., Гонсалес К.А., Онате-Окана Л.Ф. и др. (2009). Диетическое потребление полифенолов, нитратов и нитритов и риск рака желудка в Мехико. Int J Cancer, 125: 1424-1430. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [59] Ким Х.Дж., Ли С.С., Чой Б.А., Ким М.К. (2007). Потребление нитратов по сравнению с потреблением антиоксидантных витаминов влияет на риск рака желудка: исследование случай-контроль в Корее. Nutr Cancer, 59: 185-191.[PubMed] [Google Scholar] [60] Ся Д., Цюй X, Тран С.Д., Шмидт Л.Л., Цинь Л., Чжан С. и др. (2015). Гистологические характеристики после длительной диеты, богатой нитратами, у миниатюрных свиней с атрофией околоушных желез. Int J Clin Exp Pathol, 8: 6225-6234. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [61] Хезель М.П., ​​Лю М., Шиффер Т.А., Ларсен Ф.Дж., Чека А., Уилок К.Э. и др. (2015). Эффекты длительного приема нитратов у мышей. Редокс Биол, 5: 234-242. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [62] Cross AJ, Freedman ND, Ren J, Ward MH, Hollenbeck AR, Schatzkin A, et al.(2011). Потребление мяса и риск рака пищевода и желудка в большом проспективном исследовании. Am J Gastroenterol, 106: 432-442. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [63] Чанг А.С., Ян Т.Ю., Рисковски Г.Л. (2013). Зависимость концентрации аскорбиновой кислоты, нитрата и нитрита от 24-часового цикла свет / темнота для шпината, выращенного в различных условиях. Food Chem, 138: 382-388. [PubMed] [Google Scholar] [64] Катабами К., Хаякава М., Гандо С. (2016). Тяжелая метгемоглобинемия из-за отравления нитритом натрия.Case Rep Emerg Med, 2016: 16. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [65] Грир Ф. Р., Шеннон М., Комитет Американской академии педиатрии по N, Комитет Американской академии педиатрии по окружающей среде H (2005). Детская метгемоглобинемия: роль диетических нитратов в пище и воде. Педиатрия, 116: 784-786. [PubMed] [Google Scholar] [66] Роджерс С.К., Чжан Х, Азхар Дж., Ло С., Вэй Дж.Й. (2013). Воздействие высоких или низких уровней глюкозы ускоряет появление маркеров старения эндотелиальных клеток и вызывает нарушение регуляции синтазы оксида азота.J. Gerontol A Biol Sci Med Sci, 68: 1469-1481. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [67] Новенса Л., Новелла С., Медина П., Сегарра Г., Кастильо Н., Херас М. и др. (2011). Старение отрицательно влияет на опосредованные эстрогенами эффекты на биодоступность оксида азота, сдвигая баланс ERalpha / ERbeta у самок мышей. PLoS One, 6: e25335. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [68] Капил В., Милсом А.Б., Окори М., Малеки-Тойсеркани С., Акрам Ф., Рехман Ф. и др. (2010). Добавки неорганических нитратов снижают кровяное давление у людей: роль NO, полученного из нитритов.Гипертония, 56: 274-281. [PubMed] [Google Scholar] [69] Джи Л.К., Ахлувалия А (2016). Пищевые нитраты понижают кровяное давление: эпидемиологические, доклинические экспериментальные и клинические данные. Curr Hypertens Rep, 18:17. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [70] Велмуруган С., Ган Дж. М., Ратод К. С., Хамбата Р. С., Гош С. М., Хартли А. и др. (2016). Пищевые нитраты улучшают функцию сосудов у пациентов с гиперхолестеринемией: рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование. Am J Clin Nutr, 103: 25-38.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [71] Бондонно К.П., Лю А.Х., Крофт К.Д., Уорд NC, Ян Х, Консидайн М.Дж. и др. (2014). Кратковременное влияние богатых нитратами зеленых листовых овощей на кровяное давление и жесткость артерий у людей с высоким нормальным кровяным давлением. Free Radic Biol Med, 77: 353-362. [PubMed] [Google Scholar] [72] Капил В., Хамбата Р.С., Робертсон А., Колфилд М.Дж., Ахлувалия А. (2015). Пищевые нитраты обеспечивают устойчивое снижение артериального давления у пациентов с гипертонией: рандомизированное, фаза 2, двойное слепое, плацебо-контролируемое исследование.Гипертония, 65: 320-327. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [73] Миллер Г.Д., Марш А.П., Дав Р.В., Биверс Д., Пресли Т., Хелмс С. и др. (2012). Уровень нитратов и нитритов в плазме увеличивается за счет добавки с высоким содержанием нитратов, но не за счет продуктов с высоким содержанием нитратов у пожилых людей. Nutr Res, 32: 160-168. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [74] Бондонно К.П., Лю А.Х., Крофт К.Д., Уорд Северная Каролина, Шинде С., Мудли Й. и др. (2015). Отсутствие эффекта высокого потребления нитратов из свекольного сока на артериальное давление у леченных гипертоников: рандомизированное контролируемое исследование.Am J Clin Nutr, 102: 368-375. [PubMed] [Google Scholar] [75] Фриис А.Л., Стинхольт CB, Локке А., Хансен М. (2017). Диетический свекольный сок — влияние на физическую работоспособность у пациентов с ХОБЛ: рандомизированное контролируемое перекрестное исследование. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis, 12: 1765-1773. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [76] Воан Р.А., Ганнон Н.П., Каррикер С.Р. (2016). Нитратсодержащая свекла улучшает метаболизм миоцитов и содержание митохондрий. J Tradit Complement Med, 6: 17-22. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Нитратов и нитритов в медицине и болезнях

Aging Dis.2018 окт; 9 (5): 938–945.

Линша Ма

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и функциональной реконструкции зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Лян Ху

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Сяоюй Фэн

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Songlin Wang

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинский ключ Лаборатория регенерации зубов и функциональной реконструкции, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Линша Ма, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай;

^* Переписку следует направлять по адресу: Dr.Сунлин Ван, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, Китай. Электронная почта: .nc.ude.umcc @ gnawls

Получено 12 ноября 2017 г .; Изменения запрошены 6 декабря 2017 г .; Принято 7 декабря 2017 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильной атрибуции оригинальной работы.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Источником пищевых нитратов (NO ₃ ) в основном являются зеленые листовые овощи, частично всасывающиеся в кровь через слизистую оболочку кишечника. Переработанный нитрат реабсорбируется и концентрируется слюнными железами, а затем выделяется в слюну. В 2012 году сиалин был впервые обнаружен в качестве переносчика нитратов через мембраны млекопитающих в слюнных железах и играет ключевую роль в циркуляции неорганических нитратов, обеспечивая научную основу для дальнейших исследований циркуляции и функций нитратов.Пищевой нитрат может быть преобразован в нитрит (NO ₂ ) оральными комменсальными бактериями под языком или в желудке, после чего нитрит преобразуется в оксид азота (NO) посредством неферментативного синтеза. Раньше считалось, что нитраты и нитриты являются канцерогенными из-за потенциального образования соединений азота, тогда как полезные функции пути NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO игнорировались. В условиях гипоксии и ишемии продукция эндогенного NO из L-аргинина подавляется, а активность экзогенного NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO усиливается.В последнее время появилось больше данных, свидетельствующих о том, что нитраты и нитриты служат резервуаром и выполняют положительные биологические NO-подобные функции. Следовательно, экзогенные пищевые нитраты играют важную роль в различных физиологических действиях как эффективная добавка нитритов и NO в организме человека. Здесь мы обычно рассматриваем источник, циркуляцию и биологические функции диетических нитратов.

Ключевые слова: пищевой нитрат, NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO путь, циркуляция, сиалин

Нитрат (NO ₃ ) и нитрит (NO ₂ ) широко распространены в воде, почве, воздухе и растениях [1].Основным источником абсорбированных нитратов в организме является пища, при этом большую часть составляют зеленые овощи. Хотя нитраты стабильны, пищевые нитраты превращаются в нитриты в результате неферментативного процесса и оксид азота (NO) симбиотическими бактериями в полости рта и желудке, тем самым выполняя физиологические функции NO. NO, продукт метаболизма пищевых нитратов, играет важную роль в защите сердечно-сосудистой системы и слизистой оболочки желудка, а также при метаболических заболеваниях [2, 3].Эндогенный NO является производным аргининового пути и регулируется синтазой оксида азота (NOS) и ее окислительно-восстановительным состоянием. Однако в условиях гипоксии и ишемии активность NOS снижается, что приводит к снижению выработки эндогенного NO. Было обнаружено, что клетки скелетных мышц крыс способны поглощать нитраты из периферической крови, после чего нитрат раскисляется до NO с помощью пути окисления ксантина-редуктазы, тем самым увеличивая скорость кровотока и улучшая метаболизм [4].Пищевой нитрат служил эффективным донором NO, и возможные функции NO из пищевого нитрата широко изучаются.

Считалось, что нитраты вредны из-за потенциальной выработки канцерогенных нитрозаминов в определенных условиях, например, в кислой среде желудка. Сообщалось, что нитрозамины связаны с раком пищевода, раком желудка, раком толстой кишки и другими опухолями [5, 6]. Так, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендовала верхний предел концентрации суточного потребления нитратов и нитритов равным 3.7 мг / кг и 0,06-0,07 мг / кг соответственно [4]. Однако недавние эпидемиологические исследования нитратов и опухолей показали, что нет четких доказательств того, что пищевые нитраты могут увеличивать возникновение опухолей [7]. В 2012 году впервые было сообщено о сиалине как о переносчике нитратов через клеточную мембрану, который играет важную роль в циркуляции пищевых нитратов. Нитрат активно транспортируется сиалином в слюнных железах, концентрируется в слюне, а затем секретируется в полость рта, после чего возвращается в кровоток тела через желудок и кишечник [8].Поскольку пищевые нитраты превращаются в NO бактериями полости рта и желудка посредством неферментативного синтеза, нитраты могут считаться незаменимыми при физиологической деятельности.

Источник нитратов и нитритов

Системные циркулирующие нитраты в основном получают из двух источников, диеты и окисления эндогенного NO, которые соответствуют экзогенным и эндогенным нитратам соответственно [9]. Экзогенные источники нитратов для потребления человеком — это, прежде всего, пищевые продукты, на которые приходится примерно 60-80% общего потребления нитратов [10].Согласно последним сообщениям, овощи, особенно зеленые листовые овощи, такие как шпинат и свекла, содержат большое количество нитратов [11], на долю которых приходится почти 80% -90% общего количества нитратов в рационе [12]. Другими источниками нитратов являются питьевая вода (15–20%) и другие продукты питания, в том числе продукты животного происхождения (10–15%) [13].

Что касается нитрита, примерно 80% -85% [9, 14] общего системного нитрита получается за счет эндогенного превращения из нитрата [15]. Из нитрата превращается почти 93% нитрита [16].Человек потребляет около 1,2–3,0 мг нитрита каждый день [17]. Другими источниками нитритов являются окисление эндогенного NO и экзогенные источники питания (колбасы составляют 4,8%, овощи — 2,2%) [10]. Экзогенный нитрит почти полностью всасывается в двенадцатиперстной и тощей кишках [18]. Большая часть системно циркулирующих нитритов превращается в NO и служит относительно стабильным резервуаром NO.

Распределение и преобразование нитратов и нитритов

Нитраты и нитриты широко распространены в организме человека, хотя распределение совершенно иное.Добровольцы, получавшие воду, меченную азотом 13 ( ¹³ N0 ₃ ^–), обнаружили, что нитрат не всасывается быстро в кровь из желудка, а скорее стабильно присутствует в кишечнике. В то время как после внутривенного введения ¹³ NO ₃ ^— , распределение нитратов в сердце было активным, достигая пиковой концентрации около 3% от общего количества нитратов через 2 минуты, а затем быстро падало в следующие 2 минуты [19 , 20].

Системные нитраты и нитриты циркулировали в крови, слюне и тканях, после обильной нитратной диеты нитрат абсорбировался, и уровень в плазме достигал пика через 15-30 минут с периодом полураспада около 5-8 часов [3, 21, 22].Поскольку концентрация нитратов была примерно в 10 раз выше, чем в плазме, слюна содержала большое количество нитратов [23]. Активная способность нитрата к глотанию в разных органах сильно различается, возможно, в зависимости от экспрессии транспортера нитрата протеина сиалина [8, 24].

Нитриты в крови вскоре превращаются в нитраты с периодом полураспада около 110 секунд, тогда как нитриты в плазме относительно стабильны с периодом полураспада около 20-30 минут [4, 25-28]. Нормальный уровень нитрита в плазме составляет 50-100 нМ и увеличивается в 4-5 раз после приема пищи, богатой нитратами, при которой многочисленные белки и ферменты в крови и тканях катализируют восстановление нитратов до нитритов [2, 29].Превращение нитрата в нитрит было ферментативным процессом, а превращение нитрита в NO — неферментативным процессом.

Циркуляция нитратов и нитритов

Слюнные железы и бактерии полости рта играют важную роль в циркуляции и процессе преобразования экзогенных NO. ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO путь. Пищевые нитраты почти полностью всасываются благодаря своей биодоступности в желудке и тонком кишечнике, и около 75% выводится с мочой, а оставшееся количество реабсорбируется почками, желчными и слюнными железами [3, 30, 31] .В нормальных условиях до 25% рециркулированного нитрата может быть обнаружено в слюнных железах, где концентрация нитратов в 10 раз превышает концентрацию в плазме [32]. В 2012 году на основе модели органов слюнных желез сиалин был открыт как переносчик нитратов в клеточных мембранах млекопитающих, что обеспечило научную основу для изучения биологического действия и метаболизма нитратов в организме [8, 24, 33] Примерно 5-7% диетических нитратов превращается в нитриты в полости рта комменсальными факультативными анаэробными бактериями, расположенными в глубоких криптах задней части языка [34, 35].После этого большая часть нитритов превращается в желудке в оксид азота и систематически всасывается ().

Циркуляция нитратов в организме

Утилизация пищевых нитратов происходит в основном в слюнных железах, где сиалин играет ключевую роль в активном переносе и концентрации нитратов. Часть нитрата преобразуется в нитрит бактериями полости рта и впоследствии всасывается в желудке и кишечнике. Около 25% циркулирующих нитратов реабсорбируется слюнными железами, тогда как большая часть выводится почками.Нитрат выполняет физиологические функции через экзогенный путь NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO. NO, оксид азота; НО ₂ ^— , нитрит; НЕТ ₃ ^— , нитрат.

Функция нитрата и нитрита

В условиях гипоксии и ишемии производство эндогенного NO из L-аргинина подавляется. Напротив, активность экзогенного NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO усиливается.Таким образом, пищевые нитраты и нитриты служат эффективными донорами NO в условиях гипоксии и ишемии [34]. Нитраты и нитриты используются в качестве пищевых добавок в обработанных пищевых продуктах, где они действуют как консерванты, подавляя рост микроорганизмов, в частности, Clostridium botulinum . Помимо прямого антимикробного эффекта нитрита, в последнее время сообщалось о физиологическом воздействии азотных форм, включая неорганические нитраты и нитриты.

Когда пищевые нитраты недоступны, выведение общего количества нитратов, рассчитанное у здоровых добровольцев, было намного больше, чем количество потребляемого вещества, что указывает на то, что нитраты и нитриты могут образовываться в результате эндогенного синтеза.Эндогенная продукция нитратов происходила в основном в тканях слизистой оболочки кишечника [36]. Нитрат выполняет физиологические функции при различных системных действиях, включая снижение артериального давления, ингибирование агрегации тромбоцитов и защитный эффект сосудов — функции, аналогичные функциям NO [3, 37]. Нитраты предотвращают ишемическую болезнь сердца, увеличивая эпикардиальный кровоток за счет расширения сосудов, снижая сопротивление сосудов, подавляя коронарное обкрадывание и уменьшая преднагрузку [38]. Пищевой нитрат (10 ммоль / л нитрата солидия в питьевой воде) может частично улучшить возрастную гипертензию и метаболическую активность у мышей за счет снижения выработки эндогенного NO за счет ингибирования НАДФН-оксидазы и модуляции экспрессии рецептора ангиотензина (ANG) II [39] .Кроме того, неорганические нитраты подавляют (15 ммоль / л KNO ₃ ) острое и хроническое воспаление, повышая количество нейтрофилов, что может уменьшить возникновение атероматозных бляшек [40]. Более того, длительный эксперимент с диетическим дефицитом нитратов и нитритов показал, что мыши будут страдать от метаболического синдрома, эндотелиальной дисфункции и смерти от сердечно-сосудистых заболеваний после 22 месяцев диеты с низким содержанием нитритов / нитратов [41]. Неорганический нитрат выполняет функции снижения артериального давления и улучшения ишемии миокарда за счет усиления активности эпителиальных клеток и диастол кровеносных сосудов, а также уменьшения агрегации тромбоцитов [42].

Нитраты, выделяемые слюной, защищают от язвы желудка, способствуя экспрессии NO в желудке и стимулируя сопутствующее образование слизи [43]. О повреждении желудка, вызванном стрессом, сообщалось с помощью анализа стресса с погружением в воду (WIRS) на модели крыс. Результаты показали, что стресс способствует секреции нитратов в слюне и образованию нитритов у здоровых добровольцев, и что введение экзогенного нитрата (5 ммоль / л NaNO ₃ ) восстанавливает кровоток в слизистой оболочке желудка и уровень интрогастрального NO, тем самым спасая повреждение желудка, вызванное WIRS [44 ].Концентрация биоактивного NO в желудке увеличивалась в 50 раз после приема пищевых нитратов [45]. Между тем неферментативное производство NO из пищевого нитрата (0,1 или 1 ммоль / кг NaNO ₃ ) может эффективно облегчить вызванное диклофенаком повреждение слизистой оболочки желудка и улучшить толщину слоя слизи в желудке [43].

NO может регулировать сердечно-сосудистые заболевания и другие метаболические заболевания, вызванные нарушением обмена веществ. Более того, синтез NO был снижен у мышей с ожирением [46].Высокое кровяное давление, инсулинорезистентность и толерантность к углеводам, вызванные метаболическим нарушением, были обнаружены у мышей с нокаутом ENOS (эндотелиальная синтаза оксида азота) [47]. Пищевые нитраты эффективно дополняют NO за счет активированного экзогенного NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO пути в условиях гипоксии. При непрерывном 3-дневном приеме 0,1 ммоль / кг нитрата натрия перед тренировкой потребление кислорода снизилось в среднем до 5% [48]. Кроме того, нитраты повышали толерантность к физической нагрузке здоровых добровольцев по пути NO-cGMP-PPAR и увеличивали метаболизм жирных кислот в клетках скелетных мышц [49].Экзогенный нитрат (0,7 ммоль / л NaNO ₃ ) может активировать путь цГМФ у мышей и способствовать превращению белого жира в коричневый жир, тем самым усиливая метаболизм жиров и снижая массу тела [50]. Поскольку метаболические заболевания в основном сопровождались нарушением синтеза NO, добавление экзогенного NO из пищевых нитратов могло частично облегчить метаболические заболевания. Таким образом, экзогенный пищевой нитрат является важным элементом в организме человека и играет важную роль в различных физиологических действиях как эффективная добавка нитритов и NO.

Безопасность нитратов и нитритов

Ранее нитраты и нитриты считались предшественниками N-нитрозосоединений, которые классифицировались как канцерогены для человека. Нитрат превращается в нитрит и затем попадает в желудок, где в условиях низкого pH происходит превращение нитрита в реактивную азотистую кислоту [51]. Кроме того, в условиях воспаления и бактерий (Helicobacter Pylori) усилено образование нитрозаминов, связанных с нитратами. Пациенты с ахлоргидрией и избыточным бактериальным ростом имели высокий риск развития рака желудка, возможно, из-за образования нитрозамина [52, 53].Однако этот процесс может быть ослаблен полифенолами и другими антиоксидантами, такими как витамин C. При наличии достаточного количества антиоксидантов, таких как витамин C, нитрозилирование вторичного амина через нитрит было ингибировано [54, 55].

Международное агентство по изучению рака (IARC) пришло к выводу, что в 2010 г. не было существенных доказательств того, что нитраты являются канцерогенами животных [56]. Более того, недавние эпидемиологические исследования показали, что пищевые нитраты не связаны с раком желудка или пищевода у людей [7, 57].Некоторые исследования даже показали, что нитраты могут снизить частоту возникновения рака желудка [11, 58], возможно, потому, что основным источником пищевых нитратов являются овощи, которые содержат большое количество клетчатки, витамина С и других восстановителей. Исследование, проведенное в Корее, где потребление нитратов с пищей (390-742 мг / день) значительно выше, чем в европейских странах (52-156 мг / день) и Китае (422,8 мг / день), показало, что корреляции не обнаружено. между высоким потреблением нитратов и раком [59]. Кроме того, безопасность питания с высоким содержанием нитрата (91 г / л нитрата калия) была определена на модели миниатюрной свиньи.Ткани печени и почек были проверены после кормления высокими дозами нитратов в течение 2 лет, и не было обнаружено системной токсичности или повреждений у миниатюрных свиней [60]. В течение 17 недель непрерывного приема добавки нитрата натрия с водой в дозе 85 мг / л у этих мышей без телесных повреждений были обнаружены повышенная чувствительность к инсулину, снижение уровня ИЛ-10 в плазме и тенденция к увеличению продолжительности жизни без травм [61].

Связь нитрита с раком кажется противоречивой [11]. Корреляция между нитритами и раком желудка противоречива в различных эпидемиологических исследованиях [57].В 2011 году, проводя большое когортное исследование с участием около 50000 человек, за которым наблюдали почти 10 лет, Кросс и его товарищи по команде пришли к выводу, что нитраты и нитриты не связаны с раком пищевода или желудка, тогда как положительные ассоциации были обнаружены между потреблением красного мяса и плоскоклеточный рак пищевода [62]. Некоторые эпидемиологические исследования используют обработанное или копченое мясо в качестве источника экзогенного нитрита, игнорируя сложные соединения, такие как нитрозамины, в таких продуктах питания, что приводит к отсутствию единообразия и научной точности в выводах.Следовательно, связь экзогенного нитрита с раком кажется менее вероятной, поскольку большое количество нитрита образуется эндогенно. Концентрация нитрита в слюне может возрасти до 72 мг / л после потребления нитрата, эквивалентного 200 г шпината [63]. Кроме того, люди контактируют с нитрозамином во многих обстоятельствах, например, через дым, пиво, воду, рабочую среду, особенно сигареты, которые содержат примерно в 100-1000 раз уровень нитрозамина в ежедневном рационе.

Было обнаружено, что метгемоглобинемия вызывается приемом чрезмерного количества нитритов [64], тогда как прием чрезмерного количества нитратов не приводит к нарушению.Исследование, проведенное в Америке, показало, что даже если мать проглотила большое количество нитратов, ребенок не заразится метгемоглобинемией через грудное вскармливание [65]. С другой стороны, диетические нитраты, источником которых в основном являются овощи, содержащие большое количество антиоксидантов, эффективно уменьшают возникновение метгемоглобинемии [3].

Клиническое применение нитратов и нитритов

В условиях болезни или старения активность eNOS снижалась, а продукция NO снижалась, как сообщалось [46, 66, 67], что указывает на то, что экзогенный источник добавки NO мог иметь потенциальное терапевтическое лечение для пациентов, страдающих болезнью или старением.Сообщалось, что нитраты могут снижать кровяное давление у здоровых добровольцев [68], и было установлено в нескольких экспериментах на людях [69]. Скорость аортальной пульсовой волны была улучшена, а агрегаты тромбоцитов и моноцитов уменьшились у пациентов, получавших добавку нитратов, что привело к снижению артериального давления [70]. В то время как в положительных клинических испытаниях сообщалось об отрицательных результатах, показывающих, что не было обнаружено значительного эффекта в снижении артериального давления с добавлением нитратов [71, 72]. Причина этих сложных результатов была неопределенной, и для дальнейших исследований потребовались дополнительные клинические испытания.

Хотя многие положительные эффекты были обнаружены на животных моделях, клиническое использование нитратов было весьма ограниченным. В последние годы стали популярными богатые нитратами фруктовые и овощные напитки, особенно напитки из свеклы, вегетарианский напиток Biotta (Biotta®, Швейцария) [73] и BEET-IT (James White Drinks, Ипсвич, Великобритания) [74-76]. По мере роста осведомленности о нитратах, нитраты и продукты, связанные с нитратами, принимаются.

Заключение

В рамках своего ежедневного рациона люди потребляют неорганические нитраты в основном через зеленые листовые овощи.Помимо их отрицательных свойств, пищевые нитраты и нитриты были зарегистрированы как экзогенные доноры биологического NO, играющие важную роль в физиологической активности. Кроме того, пищевые добавки с нитратами, по-видимому, обладают потенциальным защитным действием для баланса тела, улучшения состояния при расстройствах (инсульт, инфаркт миокарда, системная и легочная гипертензия и т. Д.), А также в облегчении язвы желудка. Нормальные пищевые нитраты и нитриты не показали никакого вреда для здоровья человека, и нет подтвержденных данных, указывающих на явную связь пищевых нитратов и рака.Большинство существующих исследований нитритов и опухолей игнорировали сложные соединения в целевых пищевых продуктах, что приводило к противоречивым выводам среди исследователей. Принимая во внимание различные защитные эффекты, помимо формальных подозреваемых вредных веществ, пищевые нитраты и нитриты играют важную роль в физиологических функциях, обеспечивая неферментативный NO. С новым пониманием нитратов и нитритов их биологические функции и применения требуют дальнейшего изучения в будущем.

Подтверждения Это исследование было поддержано грантом от Национального фонда естественных наук Китая (91649124) и грантов от грантов Пекин управа (Пекин Scholar програмно PXM2016_014226_000034, PXM2016_014226_000006, PXM2015_014226_000116, PXM2015_014226_000055, PXM2015_014226_000052, PXM2014_014226_000048, PXM2014_014226_000013, PXM2014_014226_000053, PXM2013_014226_000055, Z121100005212004, PXM2013_014226_07_000080, PXM2013_014226_000021 и TJSHG201310025005).

Информация для авторов

Линша Ма, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Лян Ху, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Сяоюй Фэн, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Songlin Wang, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Ссылки

[1] Гассара Ф., Куасси А.П., Брар С.К., Белкасеми К. (2016). Зеленые альтернативы нитратам и нитритам в мясных продуктах — обзор. Crit Rev Food Sci Nutr, 56: 2133-2148. [PubMed] [Google Scholar] [2] Говони М., Янссон Э.А., Вайцберг Э., Лундберг Дж. О. (2008). Повышение уровня нитритов в плазме после диетической нитратной нагрузки заметно снижается антибактериальным средством для полоскания рта.Оксид азота, 19: 333-337. [PubMed] [Google Scholar] [3] Лундберг Дж.О., Карлстром М., Ларсен Ф.Дж., Вайцберг Э. (2011). Роль пищевых неорганических нитратов в сердечно-сосудистых заболеваниях и болезнях. Cardiovasc Res, 89: 525-532. [PubMed] [Google Scholar] [4] Вайцберг Э., Лундберг Дж. О. (2013). Новые аспекты диетических нитратов и здоровья человека. Анну Рев Нутр, 33: 129-159. [PubMed] [Google Scholar] [5] Бедейл В., Синделар Дж. Дж., Милковски А.Л. (2016). Пищевые нитраты и нитриты: преимущества, риски и меняющиеся представления. Meat Sci, 120: 85-92.[PubMed] [Google Scholar] [7] Брайан Н.С., Александр Д.Д., Кофлин-младший, Милковски А.Л., Боффетта П. (2012). Проглатывание нитратов и нитритов и риск рака желудка: обновленный обзор. Food Chem Toxicol, 50: 3646-3665. [PubMed] [Google Scholar] [8] Цинь Л., Лю Х, Сунь Ц., Фан З, Ся Д, Дин Г и др. (2012). Сиалин (SLC17A5) действует как переносчик нитратов в плазматической мембране. Proc Natl Acad Sci U S. A., 109: 13434-13439. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [9] Lundberg JO, Weitzberg E (2013). Биология оксидов азота в желудочно-кишечном тракте.Gut, 62: 616-629. [PubMed] [Google Scholar] [10] Арчер Д.Л. (2002). Доказательства того, что употребленные внутрь нитраты и нитриты полезны для здоровья. J Food Prot, 65: 872-875. [PubMed] [Google Scholar] [11] Сонг П., Ву Л., Гуань В. (2015). Пищевые нитраты, нитриты и потребление нитрозаминов и риск рака желудка: метаанализ. Питательные вещества, 7: 9872-9895. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [12] Knight TM, Forman D, Al-Dabbagh SA, Doll R (1987). Оценка диетического потребления нитратов и нитритов в Великобритании.Food Chem Toxicol, 25: 277-285. [PubMed] [Google Scholar] [13] Skibsted LH (2011). Оксид азота, качество и безопасность продуктов на основе мышц. Оксид азота, 24: 176-183. [PubMed] [Google Scholar] [14] Батлер А. (2015). Нитриты и нитраты в рационе человека: канцерогены или полезные гипотензивные агенты? Дж. Этнофармакол, 167: 105-107. [PubMed] [Google Scholar] [15] Mensinga TT, Speijers GJ, Meulenbelt J (2003). Последствия для здоровья воздействия азотистых соединений окружающей среды. Toxicol Rev, 22: 41-51.[PubMed] [Google Scholar] [16] Синделар Дж. Дж., Милковски А. Л. (2012). Споры о безопасности человека вокруг нитратов и нитритов в пище. Оксид азота, 26: 259-266. [PubMed] [Google Scholar] [17] Sobsey MD, Bartram S (2003). Качество воды и здоровье в новом тысячелетии: роль Руководящих принципов Всемирной организации здравоохранения по качеству питьевой воды. Forum Nutr, 56: 396-405. [PubMed] [Google Scholar] [18] Hunault CC, van Velzen AG, Sips AJ, Schothorst RC, Meulenbelt J (2009). Биодоступность нитрита натрия из водного раствора у здоровых взрослых.Toxicol Lett, 190: 48-53. [PubMed] [Google Scholar] [19] Виттер Дж. П., Гатли С. Дж., Балиш Э. (1979). Распределение азота-13 из меченого нитрата (13No3-) у людей и крыс. Наука, 204: 411-413. [PubMed] [Google Scholar] [20] Виттер Дж. П., Балиш Э., Гатли С. Дж. (1979). Распределение азота-13 из меченых нитратов и нитритов у крыс без микробов и крыс с обычной флорой. Appl Environ Microbiol, 38: 870-878. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [21] Tannenbaum SR (1979). Нитраты и нитриты: происхождение от человека.Наука, 205: 1332, 1334-1337. [PubMed] [Google Scholar] [22] Йошида К., Касама К., Китабатаке М., Окуда М., Имаи М. (1980). Метаболическая судьба оксида азота. Int Arch Occup Environ Health, 46: 71-77. [PubMed] [Google Scholar] [23] Xia DS, Deng DJ, Wang SL (2003). Разрушение околоушных желез влияет на нитратный и нитритный обмен. J. Dent Res, 82: 101-105. [PubMed] [Google Scholar] [24] Цюй XM, Ву Ц.Ф., Пан Б.Х., Цзинь Л.Й., Цинь Л.З., Ван С.Л. (2016). От нитратов к оксиду азота: роль слюнных желез и оральных бактерий.J. Dent Res, 95: 1452-1456. [PubMed] [Google Scholar] [25] Kelm M (1999). Метаболизм и распад оксида азота. Biochim Biophys Acta, 1411: 273-289. [PubMed] [Google Scholar] [26] Келм М. (2003). Путь L-аргинин-оксид азота при гипертонии. Curr Hypertens Rep, 5: 80-86. [PubMed] [Google Scholar] [27] Келм М., Прейк-Штайнхофф Х., Прейк М., Штрауэр Б.Е. (1999). Нитрит сыворотки чувствительно отражает образование эндотелиального NO в сосудистой сети предплечья человека: данные для биохимической оценки эндотелиального пути L-аргинин-NO.Cardiovasc Res, 41: 765-772. [PubMed] [Google Scholar] [28] Кеймель С., Рассаф Т., Кельм М. (2006). Нитрит в действии: комментарий к статье «Низкие дозы нитрита внутривенно улучшают гемодинамику на модели острой легочной тромбоэмболии у собак». Free Radic Biol Med, 41: 1750-1752. [PubMed] [Google Scholar] [29] Цвейер Дж. Л., Ли Х., Самоуилов А., Лю X (2010). Механизмы восстановления нитрита до оксида азота в сердце и стенке сосудов. Оксид азота, 22: 83-90. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [30] Fritsch P, de Saint Blanquat G, Klein D (1985).Выведение нитратов и нитритов со слюной и желчью у собак. Food Chem Toxicol, 23: 655-659. [PubMed] [Google Scholar] [31] Кан Т., Бош Дж., Левитт М.Ф., Гольдштейн М.Х. (1975). Влияние нагрузки нитрата натрия на транспорт электролитов почечными канальцами. Am J Physiol, 229: 746-753. [PubMed] [Google Scholar] [32] Шпигельхальдер Б., Айзенбранд Г., Пройссманн Р. (1976). Влияние диетических нитратов на содержание нитритов в слюне человека: возможное значение для образования N-нитрозосоединений in vivo. Food Cosmet Toxicol, 14: 545-548.[PubMed] [Google Scholar] [33] Lundberg JO (2012). Транспорт нитратов в слюнных железах с последствиями для гомеостаза NO. Proc Natl Acad Sci U S. A, 109: 13144-13145. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [34] Брайан Н.С., Айви Дж. Л. (2015). Неорганические нитриты и нитраты: данные в пользу рассмотрения в качестве диетических питательных веществ. Nutr Res, 35: 643-654. [PubMed] [Google Scholar] [35] Гастон Б., Дражен Дж. М., Лоскальцо Дж., Стамлер Дж. С. (1994). Биология оксидов азота в дыхательных путях. Am J Respir Crit Care Med, 149: 538-551.[PubMed] [Google Scholar] [36] Танненбаум С. Р., Фетт Д., Янг В. Р., Лэнд П. Д., Брюс В. Р. (1978). Нитриты и нитраты образуются в результате эндогенного синтеза в кишечнике человека. Science, 200: 1487-1489. [PubMed] [Google Scholar] [37] Капил В., Вайцберг Э., Лундберг Дж. О., Ахлувалия А. (2014). Клинические данные, демонстрирующие полезность неорганических нитратов для здоровья сердечно-сосудистой системы. Оксид азота, 38: 45-57. [PubMed] [Google Scholar] [38] Прагани М.А., Десаи К.П., Морроне Д., Сидху М.С., Боден В.Е. (2017). Роль нитратов в лечении стабильной ишемической болезни сердца: обзор современных данных и рекомендаций.Rev Cardiovasc Med, 18: 14-20. [PubMed] [Google Scholar] [39] Хезель М., Пелели М., Лю М., Цоллбрехт С., Йенсен Б.Л., Чека А. и др. (2016). Пищевые нитраты улучшают возрастную гипертензию и метаболические нарушения у крыс за счет модуляции сигналов рецептора ангиотензина II и ингибирования образования супероксида. Free Radic Biol Med, 99: 87-98. [PubMed] [Google Scholar] [40] Хамбата Р.С., Гош С.М., Ратод К.С., Теватасан Т., Филомена Ф., Сяо К. и др. (2017). Противовоспалительное действие неорганических нитратов стабилизирует атеросклеротическую бляшку.Proc Natl Acad Sci U S. A, 114: E550-E559. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [41] Кина-Танада М., Саканаши М., Танимото А., Канаме Т., Мацудзаки Т., Ногучи К. и др. (2017). Длительный диетический дефицит нитритов и нитратов вызывает метаболический синдром, эндотелиальную дисфункцию и смерть от сердечно-сосудистых заболеваний у мышей. Диабетология, 60: 1138-1151. [PubMed] [Google Scholar] [42] Machha A, Schechter AN (2011). Диетические нитриты и нитраты: обзор потенциальных механизмов положительного воздействия на сердечно-сосудистую систему. Eur J Nutr, 50: 293-303.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [43] Янссон Е.А., Петерссон Дж., Рейндерс К., Собко Т., Бьорн Х., Филлипсон М. и др. (2007). Защита от язв желудка, вызванных приемом нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП), с помощью пищевых нитратов. Free Radic Biol Med, 42: 510-518. [PubMed] [Google Scholar] [44] Цзинь Л., Цинь Л., Ся Д., Лю X, Фан З, Чжан С. и др. (2013). Активная секреция и защитный эффект нитрата слюны от стресса у людей-добровольцев и крыс. Free Radic Biol Med, 57: 61-67. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [45] Петерсон Дж., Филлипсон М., Янссон Э. А., Пацак А., Лундберг Дж. О., Холм Л. (2007).Пищевые нитраты увеличивают кровоток в слизистой оболочке желудка и защитную функцию слизистой оболочки. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 292: G718-724. [PubMed] [Google Scholar] [46] Сирво М., Джексон С.Дж., Блак Л.Дж. (2011). Синтез оксида азота in vivo снижается у пациентов с ожирением и метаболическим синдромом: применение нового метода стабильных изотопов. J. Hypertens, 29: 1515-1527. [PubMed] [Google Scholar] [47] Кук С., Хьюгли О, Эгли М., Волленвейдер П., Бурселин Р., Никод П. и др. (2003). Кластеризация факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний, имитирующих человеческий метаболический синдром X у мышей без eNOS.Swiss Med Wkly, 133: 360-363. [PubMed] [Google Scholar] [49] Эшмор Т., Робертс Л.Д., Мораш А.Дж., Котвица А.О., Финнерти Дж., Вест Дж. А. и др. (2015). Нитраты усиливают окисление жирных кислот в скелетных мышцах посредством механизма, опосредованного оксидом азота-cGMP-PPAR. BMC Biol, 13: 110. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [50] Робертс Л.Д., Эшмор Т., Котвица А.О., Мерфитт С.А., Фернандес Б.О., Филиш М. и др. (2015). Неорганический нитрат способствует потемнению белой жировой ткани по пути нитрат-нитрит-оксид азота.Диабет, 64: 471-484. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [51] McKnight GM, Smith LM, Drummond RS, Duncan CW, Golden M, Benjamin N (1997). Химический синтез оксида азота в желудке из пищевых нитратов у человека. Gut, 40: 211-214. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [52] Ruddell WS, Bone ES, Hill MJ, Blendis LM, Walters CL (1976). Нитрит желудочного сока. Фактор риска рака желудка с пониженным содержанием хлорида натрия? Ланцет, 2: 1037-1039. [PubMed] [Google Scholar] [53] Eisenbrand G, Adam B, Peter M, Malfertheiner P, Schlag P (1984).Образование нитритов в желудочном соке у пациентов с различными желудочными расстройствами после приема стандартной дозы нитратов — возможный фактор риска канцерогенеза желудка. IARC Sci Publ: 963-968. [PubMed] [Google Scholar] [54] Weisburger JH (1977). Витамин С и предотвращение образования нитрозаминов. Ланцет, 2: 607. [PubMed] [Google Scholar] [55] Эркекоглу П., Байдар Т. (2010). Оценка защитного действия аскорбиновой кислоты на индуцированную нитритами и нитрозаминами цитотоксичность и генотоксичность в линии гепатомы человека.Toxicol Mech Methods, 20: 45-52. [PubMed] [Google Scholar] [56] Люди IWGotEoCRt (2010). Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для человека. Попадание внутрь нитратных и нитритных, а также пептидных токсинов цианобактерий. IARC Monogr Eval Carcinog Risks Risks Hum, 94: v-vii, 1-412. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [57] Jakszyn P, Gonzalez CA (2006). Нитрозамин и связанный с ним прием пищи и риск рака желудка и пищевода: систематический обзор эпидемиологических данных. Всемирный журнал J Gastroenterol, 12: 4296-4303.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [58] Эрнандес-Рамирес РУ, Гальван-Портильо М.В., Уорд М.Х., Агудо А., Гонсалес К.А., Онате-Окана Л.Ф. и др. (2009). Диетическое потребление полифенолов, нитратов и нитритов и риск рака желудка в Мехико. Int J Cancer, 125: 1424-1430. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [59] Ким Х.Дж., Ли С.С., Чой Б.А., Ким М.К. (2007). Потребление нитратов по сравнению с потреблением антиоксидантных витаминов влияет на риск рака желудка: исследование случай-контроль в Корее. Nutr Cancer, 59: 185-191.[PubMed] [Google Scholar] [60] Ся Д., Цюй X, Тран С.Д., Шмидт Л.Л., Цинь Л., Чжан С. и др. (2015). Гистологические характеристики после длительной диеты, богатой нитратами, у миниатюрных свиней с атрофией околоушных желез. Int J Clin Exp Pathol, 8: 6225-6234. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [61] Хезель М.П., ​​Лю М., Шиффер Т.А., Ларсен Ф.Дж., Чека А., Уилок К.Э. и др. (2015). Эффекты длительного приема нитратов у мышей. Редокс Биол, 5: 234-242. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [62] Cross AJ, Freedman ND, Ren J, Ward MH, Hollenbeck AR, Schatzkin A, et al.(2011). Потребление мяса и риск рака пищевода и желудка в большом проспективном исследовании. Am J Gastroenterol, 106: 432-442. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [63] Чанг А.С., Ян Т.Ю., Рисковски Г.Л. (2013). Зависимость концентрации аскорбиновой кислоты, нитрата и нитрита от 24-часового цикла свет / темнота для шпината, выращенного в различных условиях. Food Chem, 138: 382-388. [PubMed] [Google Scholar] [64] Катабами К., Хаякава М., Гандо С. (2016). Тяжелая метгемоглобинемия из-за отравления нитритом натрия.Case Rep Emerg Med, 2016: 16. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [65] Грир Ф. Р., Шеннон М., Комитет Американской академии педиатрии по N, Комитет Американской академии педиатрии по окружающей среде H (2005). Детская метгемоглобинемия: роль диетических нитратов в пище и воде. Педиатрия, 116: 784-786. [PubMed] [Google Scholar] [66] Роджерс С.К., Чжан Х, Азхар Дж., Ло С., Вэй Дж.Й. (2013). Воздействие высоких или низких уровней глюкозы ускоряет появление маркеров старения эндотелиальных клеток и вызывает нарушение регуляции синтазы оксида азота.J. Gerontol A Biol Sci Med Sci, 68: 1469-1481. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [67] Новенса Л., Новелла С., Медина П., Сегарра Г., Кастильо Н., Херас М. и др. (2011). Старение отрицательно влияет на опосредованные эстрогенами эффекты на биодоступность оксида азота, сдвигая баланс ERalpha / ERbeta у самок мышей. PLoS One, 6: e25335. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [68] Капил В., Милсом А.Б., Окори М., Малеки-Тойсеркани С., Акрам Ф., Рехман Ф. и др. (2010). Добавки неорганических нитратов снижают кровяное давление у людей: роль NO, полученного из нитритов.Гипертония, 56: 274-281. [PubMed] [Google Scholar] [69] Джи Л.К., Ахлувалия А (2016). Пищевые нитраты понижают кровяное давление: эпидемиологические, доклинические экспериментальные и клинические данные. Curr Hypertens Rep, 18:17. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [70] Велмуруган С., Ган Дж. М., Ратод К. С., Хамбата Р. С., Гош С. М., Хартли А. и др. (2016). Пищевые нитраты улучшают функцию сосудов у пациентов с гиперхолестеринемией: рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование. Am J Clin Nutr, 103: 25-38.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [71] Бондонно К.П., Лю А.Х., Крофт К.Д., Уорд NC, Ян Х, Консидайн М.Дж. и др. (2014). Кратковременное влияние богатых нитратами зеленых листовых овощей на кровяное давление и жесткость артерий у людей с высоким нормальным кровяным давлением. Free Radic Biol Med, 77: 353-362. [PubMed] [Google Scholar] [72] Капил В., Хамбата Р.С., Робертсон А., Колфилд М.Дж., Ахлувалия А. (2015). Пищевые нитраты обеспечивают устойчивое снижение артериального давления у пациентов с гипертонией: рандомизированное, фаза 2, двойное слепое, плацебо-контролируемое исследование.Гипертония, 65: 320-327. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [73] Миллер Г.Д., Марш А.П., Дав Р.В., Биверс Д., Пресли Т., Хелмс С. и др. (2012). Уровень нитратов и нитритов в плазме увеличивается за счет добавки с высоким содержанием нитратов, но не за счет продуктов с высоким содержанием нитратов у пожилых людей. Nutr Res, 32: 160-168. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [74] Бондонно К.П., Лю А.Х., Крофт К.Д., Уорд Северная Каролина, Шинде С., Мудли Й. и др. (2015). Отсутствие эффекта высокого потребления нитратов из свекольного сока на артериальное давление у леченных гипертоников: рандомизированное контролируемое исследование.Am J Clin Nutr, 102: 368-375. [PubMed] [Google Scholar] [75] Фриис А.Л., Стинхольт CB, Локке А., Хансен М. (2017). Диетический свекольный сок — влияние на физическую работоспособность у пациентов с ХОБЛ: рандомизированное контролируемое перекрестное исследование. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis, 12: 1765-1773. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [76] Воан Р.А., Ганнон Н.П., Каррикер С.Р. (2016). Нитратсодержащая свекла улучшает метаболизм миоцитов и содержание митохондрий. J Tradit Complement Med, 6: 17-22. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Нитратов и нитритов в медицине и болезнях

Aging Dis.2018 окт; 9 (5): 938–945.

Линша Ма

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и функциональной реконструкции зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Лян Ху

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Сяоюй Фэн

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Songlin Wang

Центр заболеваний слюнных желез и Пекинский ключ Лаборатория регенерации зубов и функциональной реконструкции, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай

Линша Ма, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин 100069, Китай;

^* Переписку следует направлять по адресу: Dr.Сунлин Ван, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, Китай. Электронная почта: .nc.ude.umcc @ gnawls

Получено 12 ноября 2017 г .; Изменения запрошены 6 декабря 2017 г .; Принято 7 декабря 2017 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильной атрибуции оригинальной работы.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Источником пищевых нитратов (NO ₃ ) в основном являются зеленые листовые овощи, частично всасывающиеся в кровь через слизистую оболочку кишечника. Переработанный нитрат реабсорбируется и концентрируется слюнными железами, а затем выделяется в слюну. В 2012 году сиалин был впервые обнаружен в качестве переносчика нитратов через мембраны млекопитающих в слюнных железах и играет ключевую роль в циркуляции неорганических нитратов, обеспечивая научную основу для дальнейших исследований циркуляции и функций нитратов.Пищевой нитрат может быть преобразован в нитрит (NO ₂ ) оральными комменсальными бактериями под языком или в желудке, после чего нитрит преобразуется в оксид азота (NO) посредством неферментативного синтеза. Раньше считалось, что нитраты и нитриты являются канцерогенными из-за потенциального образования соединений азота, тогда как полезные функции пути NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO игнорировались. В условиях гипоксии и ишемии продукция эндогенного NO из L-аргинина подавляется, а активность экзогенного NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO усиливается.В последнее время появилось больше данных, свидетельствующих о том, что нитраты и нитриты служат резервуаром и выполняют положительные биологические NO-подобные функции. Следовательно, экзогенные пищевые нитраты играют важную роль в различных физиологических действиях как эффективная добавка нитритов и NO в организме человека. Здесь мы обычно рассматриваем источник, циркуляцию и биологические функции диетических нитратов.

Ключевые слова: пищевой нитрат, NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO путь, циркуляция, сиалин

Нитрат (NO ₃ ) и нитрит (NO ₂ ) широко распространены в воде, почве, воздухе и растениях [1].Основным источником абсорбированных нитратов в организме является пища, при этом большую часть составляют зеленые овощи. Хотя нитраты стабильны, пищевые нитраты превращаются в нитриты в результате неферментативного процесса и оксид азота (NO) симбиотическими бактериями в полости рта и желудке, тем самым выполняя физиологические функции NO. NO, продукт метаболизма пищевых нитратов, играет важную роль в защите сердечно-сосудистой системы и слизистой оболочки желудка, а также при метаболических заболеваниях [2, 3].Эндогенный NO является производным аргининового пути и регулируется синтазой оксида азота (NOS) и ее окислительно-восстановительным состоянием. Однако в условиях гипоксии и ишемии активность NOS снижается, что приводит к снижению выработки эндогенного NO. Было обнаружено, что клетки скелетных мышц крыс способны поглощать нитраты из периферической крови, после чего нитрат раскисляется до NO с помощью пути окисления ксантина-редуктазы, тем самым увеличивая скорость кровотока и улучшая метаболизм [4].Пищевой нитрат служил эффективным донором NO, и возможные функции NO из пищевого нитрата широко изучаются.

Считалось, что нитраты вредны из-за потенциальной выработки канцерогенных нитрозаминов в определенных условиях, например, в кислой среде желудка. Сообщалось, что нитрозамины связаны с раком пищевода, раком желудка, раком толстой кишки и другими опухолями [5, 6]. Так, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендовала верхний предел концентрации суточного потребления нитратов и нитритов равным 3.7 мг / кг и 0,06-0,07 мг / кг соответственно [4]. Однако недавние эпидемиологические исследования нитратов и опухолей показали, что нет четких доказательств того, что пищевые нитраты могут увеличивать возникновение опухолей [7]. В 2012 году впервые было сообщено о сиалине как о переносчике нитратов через клеточную мембрану, который играет важную роль в циркуляции пищевых нитратов. Нитрат активно транспортируется сиалином в слюнных железах, концентрируется в слюне, а затем секретируется в полость рта, после чего возвращается в кровоток тела через желудок и кишечник [8].Поскольку пищевые нитраты превращаются в NO бактериями полости рта и желудка посредством неферментативного синтеза, нитраты могут считаться незаменимыми при физиологической деятельности.

Источник нитратов и нитритов

Системные циркулирующие нитраты в основном получают из двух источников, диеты и окисления эндогенного NO, которые соответствуют экзогенным и эндогенным нитратам соответственно [9]. Экзогенные источники нитратов для потребления человеком — это, прежде всего, пищевые продукты, на которые приходится примерно 60-80% общего потребления нитратов [10].Согласно последним сообщениям, овощи, особенно зеленые листовые овощи, такие как шпинат и свекла, содержат большое количество нитратов [11], на долю которых приходится почти 80% -90% общего количества нитратов в рационе [12]. Другими источниками нитратов являются питьевая вода (15–20%) и другие продукты питания, в том числе продукты животного происхождения (10–15%) [13].

Что касается нитрита, примерно 80% -85% [9, 14] общего системного нитрита получается за счет эндогенного превращения из нитрата [15]. Из нитрата превращается почти 93% нитрита [16].Человек потребляет около 1,2–3,0 мг нитрита каждый день [17]. Другими источниками нитритов являются окисление эндогенного NO и экзогенные источники питания (колбасы составляют 4,8%, овощи — 2,2%) [10]. Экзогенный нитрит почти полностью всасывается в двенадцатиперстной и тощей кишках [18]. Большая часть системно циркулирующих нитритов превращается в NO и служит относительно стабильным резервуаром NO.

Распределение и преобразование нитратов и нитритов

Нитраты и нитриты широко распространены в организме человека, хотя распределение совершенно иное.Добровольцы, получавшие воду, меченную азотом 13 ( ¹³ N0 ₃ ^–), обнаружили, что нитрат не всасывается быстро в кровь из желудка, а скорее стабильно присутствует в кишечнике. В то время как после внутривенного введения ¹³ NO ₃ ^— , распределение нитратов в сердце было активным, достигая пиковой концентрации около 3% от общего количества нитратов через 2 минуты, а затем быстро падало в следующие 2 минуты [19 , 20].

Системные нитраты и нитриты циркулировали в крови, слюне и тканях, после обильной нитратной диеты нитрат абсорбировался, и уровень в плазме достигал пика через 15-30 минут с периодом полураспада около 5-8 часов [3, 21, 22].Поскольку концентрация нитратов была примерно в 10 раз выше, чем в плазме, слюна содержала большое количество нитратов [23]. Активная способность нитрата к глотанию в разных органах сильно различается, возможно, в зависимости от экспрессии транспортера нитрата протеина сиалина [8, 24].

Нитриты в крови вскоре превращаются в нитраты с периодом полураспада около 110 секунд, тогда как нитриты в плазме относительно стабильны с периодом полураспада около 20-30 минут [4, 25-28]. Нормальный уровень нитрита в плазме составляет 50-100 нМ и увеличивается в 4-5 раз после приема пищи, богатой нитратами, при которой многочисленные белки и ферменты в крови и тканях катализируют восстановление нитратов до нитритов [2, 29].Превращение нитрата в нитрит было ферментативным процессом, а превращение нитрита в NO — неферментативным процессом.

Циркуляция нитратов и нитритов

Слюнные железы и бактерии полости рта играют важную роль в циркуляции и процессе преобразования экзогенных NO. ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO путь. Пищевые нитраты почти полностью всасываются благодаря своей биодоступности в желудке и тонком кишечнике, и около 75% выводится с мочой, а оставшееся количество реабсорбируется почками, желчными и слюнными железами [3, 30, 31] .В нормальных условиях до 25% рециркулированного нитрата может быть обнаружено в слюнных железах, где концентрация нитратов в 10 раз превышает концентрацию в плазме [32]. В 2012 году на основе модели органов слюнных желез сиалин был открыт как переносчик нитратов в клеточных мембранах млекопитающих, что обеспечило научную основу для изучения биологического действия и метаболизма нитратов в организме [8, 24, 33] Примерно 5-7% диетических нитратов превращается в нитриты в полости рта комменсальными факультативными анаэробными бактериями, расположенными в глубоких криптах задней части языка [34, 35].После этого большая часть нитритов превращается в желудке в оксид азота и систематически всасывается ().

Циркуляция нитратов в организме

Утилизация пищевых нитратов происходит в основном в слюнных железах, где сиалин играет ключевую роль в активном переносе и концентрации нитратов. Часть нитрата преобразуется в нитрит бактериями полости рта и впоследствии всасывается в желудке и кишечнике. Около 25% циркулирующих нитратов реабсорбируется слюнными железами, тогда как большая часть выводится почками.Нитрат выполняет физиологические функции через экзогенный путь NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO. NO, оксид азота; НО ₂ ^— , нитрит; НЕТ ₃ ^— , нитрат.

Функция нитрата и нитрита

В условиях гипоксии и ишемии производство эндогенного NO из L-аргинина подавляется. Напротив, активность экзогенного NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO усиливается.Таким образом, пищевые нитраты и нитриты служат эффективными донорами NO в условиях гипоксии и ишемии [34]. Нитраты и нитриты используются в качестве пищевых добавок в обработанных пищевых продуктах, где они действуют как консерванты, подавляя рост микроорганизмов, в частности, Clostridium botulinum . Помимо прямого антимикробного эффекта нитрита, в последнее время сообщалось о физиологическом воздействии азотных форм, включая неорганические нитраты и нитриты.

Когда пищевые нитраты недоступны, выведение общего количества нитратов, рассчитанное у здоровых добровольцев, было намного больше, чем количество потребляемого вещества, что указывает на то, что нитраты и нитриты могут образовываться в результате эндогенного синтеза.Эндогенная продукция нитратов происходила в основном в тканях слизистой оболочки кишечника [36]. Нитрат выполняет физиологические функции при различных системных действиях, включая снижение артериального давления, ингибирование агрегации тромбоцитов и защитный эффект сосудов — функции, аналогичные функциям NO [3, 37]. Нитраты предотвращают ишемическую болезнь сердца, увеличивая эпикардиальный кровоток за счет расширения сосудов, снижая сопротивление сосудов, подавляя коронарное обкрадывание и уменьшая преднагрузку [38]. Пищевой нитрат (10 ммоль / л нитрата солидия в питьевой воде) может частично улучшить возрастную гипертензию и метаболическую активность у мышей за счет снижения выработки эндогенного NO за счет ингибирования НАДФН-оксидазы и модуляции экспрессии рецептора ангиотензина (ANG) II [39] .Кроме того, неорганические нитраты подавляют (15 ммоль / л KNO ₃ ) острое и хроническое воспаление, повышая количество нейтрофилов, что может уменьшить возникновение атероматозных бляшек [40]. Более того, длительный эксперимент с диетическим дефицитом нитратов и нитритов показал, что мыши будут страдать от метаболического синдрома, эндотелиальной дисфункции и смерти от сердечно-сосудистых заболеваний после 22 месяцев диеты с низким содержанием нитритов / нитратов [41]. Неорганический нитрат выполняет функции снижения артериального давления и улучшения ишемии миокарда за счет усиления активности эпителиальных клеток и диастол кровеносных сосудов, а также уменьшения агрегации тромбоцитов [42].

Нитраты, выделяемые слюной, защищают от язвы желудка, способствуя экспрессии NO в желудке и стимулируя сопутствующее образование слизи [43]. О повреждении желудка, вызванном стрессом, сообщалось с помощью анализа стресса с погружением в воду (WIRS) на модели крыс. Результаты показали, что стресс способствует секреции нитратов в слюне и образованию нитритов у здоровых добровольцев, и что введение экзогенного нитрата (5 ммоль / л NaNO ₃ ) восстанавливает кровоток в слизистой оболочке желудка и уровень интрогастрального NO, тем самым спасая повреждение желудка, вызванное WIRS [44 ].Концентрация биоактивного NO в желудке увеличивалась в 50 раз после приема пищевых нитратов [45]. Между тем неферментативное производство NO из пищевого нитрата (0,1 или 1 ммоль / кг NaNO ₃ ) может эффективно облегчить вызванное диклофенаком повреждение слизистой оболочки желудка и улучшить толщину слоя слизи в желудке [43].

NO может регулировать сердечно-сосудистые заболевания и другие метаболические заболевания, вызванные нарушением обмена веществ. Более того, синтез NO был снижен у мышей с ожирением [46].Высокое кровяное давление, инсулинорезистентность и толерантность к углеводам, вызванные метаболическим нарушением, были обнаружены у мышей с нокаутом ENOS (эндотелиальная синтаза оксида азота) [47]. Пищевые нитраты эффективно дополняют NO за счет активированного экзогенного NO ₃ ^— -NO ₂ ^— -NO пути в условиях гипоксии. При непрерывном 3-дневном приеме 0,1 ммоль / кг нитрата натрия перед тренировкой потребление кислорода снизилось в среднем до 5% [48]. Кроме того, нитраты повышали толерантность к физической нагрузке здоровых добровольцев по пути NO-cGMP-PPAR и увеличивали метаболизм жирных кислот в клетках скелетных мышц [49].Экзогенный нитрат (0,7 ммоль / л NaNO ₃ ) может активировать путь цГМФ у мышей и способствовать превращению белого жира в коричневый жир, тем самым усиливая метаболизм жиров и снижая массу тела [50]. Поскольку метаболические заболевания в основном сопровождались нарушением синтеза NO, добавление экзогенного NO из пищевых нитратов могло частично облегчить метаболические заболевания. Таким образом, экзогенный пищевой нитрат является важным элементом в организме человека и играет важную роль в различных физиологических действиях как эффективная добавка нитритов и NO.

Безопасность нитратов и нитритов

Ранее нитраты и нитриты считались предшественниками N-нитрозосоединений, которые классифицировались как канцерогены для человека. Нитрат превращается в нитрит и затем попадает в желудок, где в условиях низкого pH происходит превращение нитрита в реактивную азотистую кислоту [51]. Кроме того, в условиях воспаления и бактерий (Helicobacter Pylori) усилено образование нитрозаминов, связанных с нитратами. Пациенты с ахлоргидрией и избыточным бактериальным ростом имели высокий риск развития рака желудка, возможно, из-за образования нитрозамина [52, 53].Однако этот процесс может быть ослаблен полифенолами и другими антиоксидантами, такими как витамин C. При наличии достаточного количества антиоксидантов, таких как витамин C, нитрозилирование вторичного амина через нитрит было ингибировано [54, 55].

Международное агентство по изучению рака (IARC) пришло к выводу, что в 2010 г. не было существенных доказательств того, что нитраты являются канцерогенами животных [56]. Более того, недавние эпидемиологические исследования показали, что пищевые нитраты не связаны с раком желудка или пищевода у людей [7, 57].Некоторые исследования даже показали, что нитраты могут снизить частоту возникновения рака желудка [11, 58], возможно, потому, что основным источником пищевых нитратов являются овощи, которые содержат большое количество клетчатки, витамина С и других восстановителей. Исследование, проведенное в Корее, где потребление нитратов с пищей (390-742 мг / день) значительно выше, чем в европейских странах (52-156 мг / день) и Китае (422,8 мг / день), показало, что корреляции не обнаружено. между высоким потреблением нитратов и раком [59]. Кроме того, безопасность питания с высоким содержанием нитрата (91 г / л нитрата калия) была определена на модели миниатюрной свиньи.Ткани печени и почек были проверены после кормления высокими дозами нитратов в течение 2 лет, и не было обнаружено системной токсичности или повреждений у миниатюрных свиней [60]. В течение 17 недель непрерывного приема добавки нитрата натрия с водой в дозе 85 мг / л у этих мышей без телесных повреждений были обнаружены повышенная чувствительность к инсулину, снижение уровня ИЛ-10 в плазме и тенденция к увеличению продолжительности жизни без травм [61].

Связь нитрита с раком кажется противоречивой [11]. Корреляция между нитритами и раком желудка противоречива в различных эпидемиологических исследованиях [57].В 2011 году, проводя большое когортное исследование с участием около 50000 человек, за которым наблюдали почти 10 лет, Кросс и его товарищи по команде пришли к выводу, что нитраты и нитриты не связаны с раком пищевода или желудка, тогда как положительные ассоциации были обнаружены между потреблением красного мяса и плоскоклеточный рак пищевода [62]. Некоторые эпидемиологические исследования используют обработанное или копченое мясо в качестве источника экзогенного нитрита, игнорируя сложные соединения, такие как нитрозамины, в таких продуктах питания, что приводит к отсутствию единообразия и научной точности в выводах.Следовательно, связь экзогенного нитрита с раком кажется менее вероятной, поскольку большое количество нитрита образуется эндогенно. Концентрация нитрита в слюне может возрасти до 72 мг / л после потребления нитрата, эквивалентного 200 г шпината [63]. Кроме того, люди контактируют с нитрозамином во многих обстоятельствах, например, через дым, пиво, воду, рабочую среду, особенно сигареты, которые содержат примерно в 100-1000 раз уровень нитрозамина в ежедневном рационе.

Было обнаружено, что метгемоглобинемия вызывается приемом чрезмерного количества нитритов [64], тогда как прием чрезмерного количества нитратов не приводит к нарушению.Исследование, проведенное в Америке, показало, что даже если мать проглотила большое количество нитратов, ребенок не заразится метгемоглобинемией через грудное вскармливание [65]. С другой стороны, диетические нитраты, источником которых в основном являются овощи, содержащие большое количество антиоксидантов, эффективно уменьшают возникновение метгемоглобинемии [3].

Клиническое применение нитратов и нитритов

В условиях болезни или старения активность eNOS снижалась, а продукция NO снижалась, как сообщалось [46, 66, 67], что указывает на то, что экзогенный источник добавки NO мог иметь потенциальное терапевтическое лечение для пациентов, страдающих болезнью или старением.Сообщалось, что нитраты могут снижать кровяное давление у здоровых добровольцев [68], и было установлено в нескольких экспериментах на людях [69]. Скорость аортальной пульсовой волны была улучшена, а агрегаты тромбоцитов и моноцитов уменьшились у пациентов, получавших добавку нитратов, что привело к снижению артериального давления [70]. В то время как в положительных клинических испытаниях сообщалось об отрицательных результатах, показывающих, что не было обнаружено значительного эффекта в снижении артериального давления с добавлением нитратов [71, 72]. Причина этих сложных результатов была неопределенной, и для дальнейших исследований потребовались дополнительные клинические испытания.

Хотя многие положительные эффекты были обнаружены на животных моделях, клиническое использование нитратов было весьма ограниченным. В последние годы стали популярными богатые нитратами фруктовые и овощные напитки, особенно напитки из свеклы, вегетарианский напиток Biotta (Biotta®, Швейцария) [73] и BEET-IT (James White Drinks, Ипсвич, Великобритания) [74-76]. По мере роста осведомленности о нитратах, нитраты и продукты, связанные с нитратами, принимаются.

Заключение

В рамках своего ежедневного рациона люди потребляют неорганические нитраты в основном через зеленые листовые овощи.Помимо их отрицательных свойств, пищевые нитраты и нитриты были зарегистрированы как экзогенные доноры биологического NO, играющие важную роль в физиологической активности. Кроме того, пищевые добавки с нитратами, по-видимому, обладают потенциальным защитным действием для баланса тела, улучшения состояния при расстройствах (инсульт, инфаркт миокарда, системная и легочная гипертензия и т. Д.), А также в облегчении язвы желудка. Нормальные пищевые нитраты и нитриты не показали никакого вреда для здоровья человека, и нет подтвержденных данных, указывающих на явную связь пищевых нитратов и рака.Большинство существующих исследований нитритов и опухолей игнорировали сложные соединения в целевых пищевых продуктах, что приводило к противоречивым выводам среди исследователей. Принимая во внимание различные защитные эффекты, помимо формальных подозреваемых вредных веществ, пищевые нитраты и нитриты играют важную роль в физиологических функциях, обеспечивая неферментативный NO. С новым пониманием нитратов и нитритов их биологические функции и применения требуют дальнейшего изучения в будущем.

Подтверждения Это исследование было поддержано грантом от Национального фонда естественных наук Китая (91649124) и грантов от грантов Пекин управа (Пекин Scholar програмно PXM2016_014226_000034, PXM2016_014226_000006, PXM2015_014226_000116, PXM2015_014226_000055, PXM2015_014226_000052, PXM2014_014226_000048, PXM2014_014226_000013, PXM2014_014226_000053, PXM2013_014226_000055, Z121100005212004, PXM2013_014226_07_000080, PXM2013_014226_000021 и TJSHG201310025005).

Информация для авторов

Линша Ма, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Лян Ху, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Сяоюй Фэн, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Songlin Wang, Центр заболеваний слюнных желез и Пекинская ключевая лаборатория регенерации и восстановления функций зубов, Столичный медицинский университет, Пекин, 100069, Китай.

Ссылки

[1] Гассара Ф., Куасси А.П., Брар С.К., Белкасеми К. (2016). Зеленые альтернативы нитратам и нитритам в мясных продуктах — обзор. Crit Rev Food Sci Nutr, 56: 2133-2148. [PubMed] [Google Scholar] [2] Говони М., Янссон Э.А., Вайцберг Э., Лундберг Дж. О. (2008). Повышение уровня нитритов в плазме после диетической нитратной нагрузки заметно снижается антибактериальным средством для полоскания рта.Оксид азота, 19: 333-337. [PubMed] [Google Scholar] [3] Лундберг Дж.О., Карлстром М., Ларсен Ф.Дж., Вайцберг Э. (2011). Роль пищевых неорганических нитратов в сердечно-сосудистых заболеваниях и болезнях. Cardiovasc Res, 89: 525-532. [PubMed] [Google Scholar] [4] Вайцберг Э., Лундберг Дж. О. (2013). Новые аспекты диетических нитратов и здоровья человека. Анну Рев Нутр, 33: 129-159. [PubMed] [Google Scholar] [5] Бедейл В., Синделар Дж. Дж., Милковски А.Л. (2016). Пищевые нитраты и нитриты: преимущества, риски и меняющиеся представления. Meat Sci, 120: 85-92.[PubMed] [Google Scholar] [7] Брайан Н.С., Александр Д.Д., Кофлин-младший, Милковски А.Л., Боффетта П. (2012). Проглатывание нитратов и нитритов и риск рака желудка: обновленный обзор. Food Chem Toxicol, 50: 3646-3665. [PubMed] [Google Scholar] [8] Цинь Л., Лю Х, Сунь Ц., Фан З, Ся Д, Дин Г и др. (2012). Сиалин (SLC17A5) действует как переносчик нитратов в плазматической мембране. Proc Natl Acad Sci U S. A., 109: 13434-13439. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [9] Lundberg JO, Weitzberg E (2013). Биология оксидов азота в желудочно-кишечном тракте.Gut, 62: 616-629. [PubMed] [Google Scholar] [10] Арчер Д.Л. (2002). Доказательства того, что употребленные внутрь нитраты и нитриты полезны для здоровья. J Food Prot, 65: 872-875. [PubMed] [Google Scholar] [11] Сонг П., Ву Л., Гуань В. (2015). Пищевые нитраты, нитриты и потребление нитрозаминов и риск рака желудка: метаанализ. Питательные вещества, 7: 9872-9895. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [12] Knight TM, Forman D, Al-Dabbagh SA, Doll R (1987). Оценка диетического потребления нитратов и нитритов в Великобритании.Food Chem Toxicol, 25: 277-285. [PubMed] [Google Scholar] [13] Skibsted LH (2011). Оксид азота, качество и безопасность продуктов на основе мышц. Оксид азота, 24: 176-183. [PubMed] [Google Scholar] [14] Батлер А. (2015). Нитриты и нитраты в рационе человека: канцерогены или полезные гипотензивные агенты? Дж. Этнофармакол, 167: 105-107. [PubMed] [Google Scholar] [15] Mensinga TT, Speijers GJ, Meulenbelt J (2003). Последствия для здоровья воздействия азотистых соединений окружающей среды. Toxicol Rev, 22: 41-51.[PubMed] [Google Scholar] [16] Синделар Дж. Дж., Милковски А. Л. (2012). Споры о безопасности человека вокруг нитратов и нитритов в пище. Оксид азота, 26: 259-266. [PubMed] [Google Scholar] [17] Sobsey MD, Bartram S (2003). Качество воды и здоровье в новом тысячелетии: роль Руководящих принципов Всемирной организации здравоохранения по качеству питьевой воды. Forum Nutr, 56: 396-405. [PubMed] [Google Scholar] [18] Hunault CC, van Velzen AG, Sips AJ, Schothorst RC, Meulenbelt J (2009). Биодоступность нитрита натрия из водного раствора у здоровых взрослых.Toxicol Lett, 190: 48-53. [PubMed] [Google Scholar] [19] Виттер Дж. П., Гатли С. Дж., Балиш Э. (1979). Распределение азота-13 из меченого нитрата (13No3-) у людей и крыс. Наука, 204: 411-413. [PubMed] [Google Scholar] [20] Виттер Дж. П., Балиш Э., Гатли С. Дж. (1979). Распределение азота-13 из меченых нитратов и нитритов у крыс без микробов и крыс с обычной флорой. Appl Environ Microbiol, 38: 870-878. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [21] Tannenbaum SR (1979). Нитраты и нитриты: происхождение от человека.Наука, 205: 1332, 1334-1337. [PubMed] [Google Scholar] [22] Йошида К., Касама К., Китабатаке М., Окуда М., Имаи М. (1980). Метаболическая судьба оксида азота. Int Arch Occup Environ Health, 46: 71-77. [PubMed] [Google Scholar] [23] Xia DS, Deng DJ, Wang SL (2003). Разрушение околоушных желез влияет на нитратный и нитритный обмен. J. Dent Res, 82: 101-105. [PubMed] [Google Scholar] [24] Цюй XM, Ву Ц.Ф., Пан Б.Х., Цзинь Л.Й., Цинь Л.З., Ван С.Л. (2016). От нитратов к оксиду азота: роль слюнных желез и оральных бактерий.J. Dent Res, 95: 1452-1456. [PubMed] [Google Scholar] [25] Kelm M (1999). Метаболизм и распад оксида азота. Biochim Biophys Acta, 1411: 273-289. [PubMed] [Google Scholar] [26] Келм М. (2003). Путь L-аргинин-оксид азота при гипертонии. Curr Hypertens Rep, 5: 80-86. [PubMed] [Google Scholar] [27] Келм М., Прейк-Штайнхофф Х., Прейк М., Штрауэр Б.Е. (1999). Нитрит сыворотки чувствительно отражает образование эндотелиального NO в сосудистой сети предплечья человека: данные для биохимической оценки эндотелиального пути L-аргинин-NO.Cardiovasc Res, 41: 765-772. [PubMed] [Google Scholar] [28] Кеймель С., Рассаф Т., Кельм М. (2006). Нитрит в действии: комментарий к статье «Низкие дозы нитрита внутривенно улучшают гемодинамику на модели острой легочной тромбоэмболии у собак». Free Radic Biol Med, 41: 1750-1752. [PubMed] [Google Scholar] [29] Цвейер Дж. Л., Ли Х., Самоуилов А., Лю X (2010). Механизмы восстановления нитрита до оксида азота в сердце и стенке сосудов. Оксид азота, 22: 83-90. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [30] Fritsch P, de Saint Blanquat G, Klein D (1985).Выведение нитратов и нитритов со слюной и желчью у собак. Food Chem Toxicol, 23: 655-659. [PubMed] [Google Scholar] [31] Кан Т., Бош Дж., Левитт М.Ф., Гольдштейн М.Х. (1975). Влияние нагрузки нитрата натрия на транспорт электролитов почечными канальцами. Am J Physiol, 229: 746-753. [PubMed] [Google Scholar] [32] Шпигельхальдер Б., Айзенбранд Г., Пройссманн Р. (1976). Влияние диетических нитратов на содержание нитритов в слюне человека: возможное значение для образования N-нитрозосоединений in vivo. Food Cosmet Toxicol, 14: 545-548.[PubMed] [Google Scholar] [33] Lundberg JO (2012). Транспорт нитратов в слюнных железах с последствиями для гомеостаза NO. Proc Natl Acad Sci U S. A, 109: 13144-13145. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [34] Брайан Н.С., Айви Дж. Л. (2015). Неорганические нитриты и нитраты: данные в пользу рассмотрения в качестве диетических питательных веществ. Nutr Res, 35: 643-654. [PubMed] [Google Scholar] [35] Гастон Б., Дражен Дж. М., Лоскальцо Дж., Стамлер Дж. С. (1994). Биология оксидов азота в дыхательных путях. Am J Respir Crit Care Med, 149: 538-551.[PubMed] [Google Scholar] [36] Танненбаум С. Р., Фетт Д., Янг В. Р., Лэнд П. Д., Брюс В. Р. (1978). Нитриты и нитраты образуются в результате эндогенного синтеза в кишечнике человека. Science, 200: 1487-1489. [PubMed] [Google Scholar] [37] Капил В., Вайцберг Э., Лундберг Дж. О., Ахлувалия А. (2014). Клинические данные, демонстрирующие полезность неорганических нитратов для здоровья сердечно-сосудистой системы. Оксид азота, 38: 45-57. [PubMed] [Google Scholar] [38] Прагани М.А., Десаи К.П., Морроне Д., Сидху М.С., Боден В.Е. (2017). Роль нитратов в лечении стабильной ишемической болезни сердца: обзор современных данных и рекомендаций.Rev Cardiovasc Med, 18: 14-20. [PubMed] [Google Scholar] [39] Хезель М., Пелели М., Лю М., Цоллбрехт С., Йенсен Б.Л., Чека А. и др. (2016). Пищевые нитраты улучшают возрастную гипертензию и метаболические нарушения у крыс за счет модуляции сигналов рецептора ангиотензина II и ингибирования образования супероксида. Free Radic Biol Med, 99: 87-98. [PubMed] [Google Scholar] [40] Хамбата Р.С., Гош С.М., Ратод К.С., Теватасан Т., Филомена Ф., Сяо К. и др. (2017). Противовоспалительное действие неорганических нитратов стабилизирует атеросклеротическую бляшку.Proc Natl Acad Sci U S. A, 114: E550-E559. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [41] Кина-Танада М., Саканаши М., Танимото А., Канаме Т., Мацудзаки Т., Ногучи К. и др. (2017). Длительный диетический дефицит нитритов и нитратов вызывает метаболический синдром, эндотелиальную дисфункцию и смерть от сердечно-сосудистых заболеваний у мышей. Диабетология, 60: 1138-1151. [PubMed] [Google Scholar] [42] Machha A, Schechter AN (2011). Диетические нитриты и нитраты: обзор потенциальных механизмов положительного воздействия на сердечно-сосудистую систему. Eur J Nutr, 50: 293-303.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [43] Янссон Е.А., Петерссон Дж., Рейндерс К., Собко Т., Бьорн Х., Филлипсон М. и др. (2007). Защита от язв желудка, вызванных приемом нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП), с помощью пищевых нитратов. Free Radic Biol Med, 42: 510-518. [PubMed] [Google Scholar] [44] Цзинь Л., Цинь Л., Ся Д., Лю X, Фан З, Чжан С. и др. (2013). Активная секреция и защитный эффект нитрата слюны от стресса у людей-добровольцев и крыс. Free Radic Biol Med, 57: 61-67. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [45] Петерсон Дж., Филлипсон М., Янссон Э. А., Пацак А., Лундберг Дж. О., Холм Л. (2007).Пищевые нитраты увеличивают кровоток в слизистой оболочке желудка и защитную функцию слизистой оболочки. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 292: G718-724. [PubMed] [Google Scholar] [46] Сирво М., Джексон С.Дж., Блак Л.Дж. (2011). Синтез оксида азота in vivo снижается у пациентов с ожирением и метаболическим синдромом: применение нового метода стабильных изотопов. J. Hypertens, 29: 1515-1527. [PubMed] [Google Scholar] [47] Кук С., Хьюгли О, Эгли М., Волленвейдер П., Бурселин Р., Никод П. и др. (2003). Кластеризация факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний, имитирующих человеческий метаболический синдром X у мышей без eNOS.Swiss Med Wkly, 133: 360-363. [PubMed] [Google Scholar] [49] Эшмор Т., Робертс Л.Д., Мораш А.Дж., Котвица А.О., Финнерти Дж., Вест Дж. А. и др. (2015). Нитраты усиливают окисление жирных кислот в скелетных мышцах посредством механизма, опосредованного оксидом азота-cGMP-PPAR. BMC Biol, 13: 110. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [50] Робертс Л.Д., Эшмор Т., Котвица А.О., Мерфитт С.А., Фернандес Б.О., Филиш М. и др. (2015). Неорганический нитрат способствует потемнению белой жировой ткани по пути нитрат-нитрит-оксид азота.Диабет, 64: 471-484. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [51] McKnight GM, Smith LM, Drummond RS, Duncan CW, Golden M, Benjamin N (1997). Химический синтез оксида азота в желудке из пищевых нитратов у человека. Gut, 40: 211-214. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [52] Ruddell WS, Bone ES, Hill MJ, Blendis LM, Walters CL (1976). Нитрит желудочного сока. Фактор риска рака желудка с пониженным содержанием хлорида натрия? Ланцет, 2: 1037-1039. [PubMed] [Google Scholar] [53] Eisenbrand G, Adam B, Peter M, Malfertheiner P, Schlag P (1984).Образование нитритов в желудочном соке у пациентов с различными желудочными расстройствами после приема стандартной дозы нитратов — возможный фактор риска канцерогенеза желудка. IARC Sci Publ: 963-968. [PubMed] [Google Scholar] [54] Weisburger JH (1977). Витамин С и предотвращение образования нитрозаминов. Ланцет, 2: 607. [PubMed] [Google Scholar] [55] Эркекоглу П., Байдар Т. (2010). Оценка защитного действия аскорбиновой кислоты на индуцированную нитритами и нитрозаминами цитотоксичность и генотоксичность в линии гепатомы человека.Toxicol Mech Methods, 20: 45-52. [PubMed] [Google Scholar] [56] Люди IWGotEoCRt (2010). Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для человека. Попадание внутрь нитратных и нитритных, а также пептидных токсинов цианобактерий. IARC Monogr Eval Carcinog Risks Risks Hum, 94: v-vii, 1-412. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [57] Jakszyn P, Gonzalez CA (2006). Нитрозамин и связанный с ним прием пищи и риск рака желудка и пищевода: систематический обзор эпидемиологических данных. Всемирный журнал J Gastroenterol, 12: 4296-4303.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [58] Эрнандес-Рамирес РУ, Гальван-Портильо М.В., Уорд М.Х., Агудо А., Гонсалес К.А., Онате-Окана Л.Ф. и др. (2009). Диетическое потребление полифенолов, нитратов и нитритов и риск рака желудка в Мехико. Int J Cancer, 125: 1424-1430. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [59] Ким Х.Дж., Ли С.С., Чой Б.А., Ким М.К. (2007). Потребление нитратов по сравнению с потреблением антиоксидантных витаминов влияет на риск рака желудка: исследование случай-контроль в Корее. Nutr Cancer, 59: 185-191.[PubMed] [Google Scholar] [60] Ся Д., Цюй X, Тран С.Д., Шмидт Л.Л., Цинь Л., Чжан С. и др. (2015). Гистологические характеристики после длительной диеты, богатой нитратами, у миниатюрных свиней с атрофией околоушных желез. Int J Clin Exp Pathol, 8: 6225-6234. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [61] Хезель М.П., ​​Лю М., Шиффер Т.А., Ларсен Ф.Дж., Чека А., Уилок К.Э. и др. (2015). Эффекты длительного приема нитратов у мышей. Редокс Биол, 5: 234-242. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [62] Cross AJ, Freedman ND, Ren J, Ward MH, Hollenbeck AR, Schatzkin A, et al.(2011). Потребление мяса и риск рака пищевода и желудка в большом проспективном исследовании. Am J Gastroenterol, 106: 432-442. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [63] Чанг А.С., Ян Т.Ю., Рисковски Г.Л. (2013). Зависимость концентрации аскорбиновой кислоты, нитрата и нитрита от 24-часового цикла свет / темнота для шпината, выращенного в различных условиях. Food Chem, 138: 382-388. [PubMed] [Google Scholar] [64] Катабами К., Хаякава М., Гандо С. (2016). Тяжелая метгемоглобинемия из-за отравления нитритом натрия.Case Rep Emerg Med, 2016: 16. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [65] Грир Ф. Р., Шеннон М., Комитет Американской академии педиатрии по N, Комитет Американской академии педиатрии по окружающей среде H (2005). Детская метгемоглобинемия: роль диетических нитратов в пище и воде. Педиатрия, 116: 784-786. [PubMed] [Google Scholar] [66] Роджерс С.К., Чжан Х, Азхар Дж., Ло С., Вэй Дж.Й. (2013). Воздействие высоких или низких уровней глюкозы ускоряет появление маркеров старения эндотелиальных клеток и вызывает нарушение регуляции синтазы оксида азота.J. Gerontol A Biol Sci Med Sci, 68: 1469-1481. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [67] Новенса Л., Новелла С., Медина П., Сегарра Г., Кастильо Н., Херас М. и др. (2011). Старение отрицательно влияет на опосредованные эстрогенами эффекты на биодоступность оксида азота, сдвигая баланс ERalpha / ERbeta у самок мышей. PLoS One, 6: e25335. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [68] Капил В., Милсом А.Б., Окори М., Малеки-Тойсеркани С., Акрам Ф., Рехман Ф. и др. (2010). Добавки неорганических нитратов снижают кровяное давление у людей: роль NO, полученного из нитритов.Гипертония, 56: 274-281. [PubMed] [Google Scholar] [69] Джи Л.К., Ахлувалия А (2016). Пищевые нитраты понижают кровяное давление: эпидемиологические, доклинические экспериментальные и клинические данные. Curr Hypertens Rep, 18:17. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [70] Велмуруган С., Ган Дж. М., Ратод К. С., Хамбата Р. С., Гош С. М., Хартли А. и др. (2016). Пищевые нитраты улучшают функцию сосудов у пациентов с гиперхолестеринемией: рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование. Am J Clin Nutr, 103: 25-38.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [71] Бондонно К.П., Лю А.Х., Крофт К.Д., Уорд NC, Ян Х, Консидайн М.Дж. и др. (2014). Кратковременное влияние богатых нитратами зеленых листовых овощей на кровяное давление и жесткость артерий у людей с высоким нормальным кровяным давлением. Free Radic Biol Med, 77: 353-362. [PubMed] [Google Scholar] [72] Капил В., Хамбата Р.С., Робертсон А., Колфилд М.Дж., Ахлувалия А. (2015). Пищевые нитраты обеспечивают устойчивое снижение артериального давления у пациентов с гипертонией: рандомизированное, фаза 2, двойное слепое, плацебо-контролируемое исследование.Гипертония, 65: 320-327. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [73] Миллер Г.Д., Марш А.П., Дав Р.В., Биверс Д., Пресли Т., Хелмс С. и др. (2012). Уровень нитратов и нитритов в плазме увеличивается за счет добавки с высоким содержанием нитратов, но не за счет продуктов с высоким содержанием нитратов у пожилых людей. Nutr Res, 32: 160-168. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [74] Бондонно К.П., Лю А.Х., Крофт К.Д., Уорд Северная Каролина, Шинде С., Мудли Й. и др. (2015). Отсутствие эффекта высокого потребления нитратов из свекольного сока на артериальное давление у леченных гипертоников: рандомизированное контролируемое исследование.Am J Clin Nutr, 102: 368-375. [PubMed] [Google Scholar] [75] Фриис А.Л., Стинхольт CB, Локке А., Хансен М. (2017). Диетический свекольный сок — влияние на физическую работоспособность у пациентов с ХОБЛ: рандомизированное контролируемое перекрестное исследование. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis, 12: 1765-1773. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] [76] Воан Р.А., Ганнон Н.П., Каррикер С.Р. (2016). Нитратсодержащая свекла улучшает метаболизм миоцитов и содержание митохондрий. J Tradit Complement Med, 6: 17-22. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Нитрат / нитритная токсичность: каковы последствия для здоровья от воздействия нитратов и нитритов? | Экологическая медицина

Острая приобретенная метгемоглобинемия — наиболее серьезное неблагоприятное воздействие на здоровье, вызванное чрезмерным воздействием нитратов или нитритов.Индукторы метгемоглобинемии также действуют через другие механизмы, помимо образования нитратов и нитритов [Nelson and Hostetler 2003; Flomenbaum et al. 2006; Хантер и др. 2011] (см. Таблицу 2).

Метгемоглобинемия может возникать по разной этиологии [Harvey et al. 2010; Грир и Шеннон 2005; Райт и др. 1999; Нельсон и Хостетлер 2003]. Этиологии можно разделить на «приобретенные» и «врожденные». Приобретенные метгемоглобинемии могут быть вызваны экзогенными или эндогенными причинами.

Экзогенные причины включают

• Проглатывание, вдыхание или воздействие на кожу окисляющего лекарственного средства или химического вещества
• Проглатывание нитратов или нитритов с водой или диетой

Эндогенные причины включают

• Системный ацидоз в результате диареи и обезвоживания
• Гастроэнтерит без системного ацидоза

Генетические причины включают

• Генетические нарушения, проявляющиеся в виде цианоза вскоре после рождения:
  • NADH дефицит метгемоглобинредуктазы (дефицит ферментов, которые восстанавливают MetHb до Hb)
    • Тип 1 — недостаточность редуктазы эритроцитов
    • Тип 2 — генерализованная недостаточность редуктазы
  • Болезнь HbM

«Псевдометгемоглобинемия» может возникать из-за неверно истолкованных результатов совместной оксиметрии и включать сульфгемоглобинемию [Haymond et al.2005].

Метгемоглобин может быть образован путем прямого окисления железа в молекуле гемоглобина или косвенного окисления через высвобождение свободных радикалов [Lopez-Shirley et al. 1994; Райт и др. 1999; Нельсон и Хостетлер 2003; Skold et al. 2011].

Метгемоглобинемия — это хорошо известная опасность проглатывания нитратов и нитритов [Hord 2011; Knobeloch et al. 2000; Харрис и др. 1979; AAP 1970; Kross et al. 1992].

• Первый зарегистрированный случай смертельной приобретенной метгемоглобинемии у младенца из-за проглатывания загрязненной нитратами колодезной воды в США произошел в 1945 году [Comly 1945].
• Это состояние также называется «Синдром синего ребенка».
• В последующие 25 лет во всем мире было зарегистрировано около 2 000 аналогичных случаев приобретенной метгемоглобинемии у детей раннего возраста; около 10% таких случаев закончились смертью [Reynolds 2002].
• Спорадические случаи и случайные смертельные случаи произошли в 1980-х, 1990-х и 2000-х годах, чаще всего в результате проглатывания загрязненной нитратами колодезной воды младенцами [Fan and Steinberg 1996; Knobeloch et al. 2000; Shearer et al.1972].
• Метгемоглобинемия от приема внутрь нитратов включает превращение в кишечной флоре нитратов в нитриты, которые всасываются системно и действуют как окислители [Nelson and Hostetler 2003; Skold et al. 2011].

Молекулы гемоглобина содержат железо в структуре гема-порфирина.

• Железо в гемоглобине обычно находится в состоянии Fe ⁺⁺ .
• Железный фрагмент гемоглобина может быть окислен до состояния Fe ⁺⁺⁺ с образованием метгемоглобина (MetHb).
• После образования молекула теряет способность переносить молекулярный кислород и снижает способность выделять кислород тканям. Повышенное сродство к связанному кислороду приводит к смещению влево кривой диссоциации кислород-гемоглобин (см. Рисунок 4).

Определенное количество физиологического образования MetHb происходит постоянно, потому что красные кровяные тельца купаются в кислороде.

• Существует несколько систем эндогенного восстановления для поддержания MetHb в восстановленном состоянии.
• У нормальных людей только около 1% общего гемоглобина составляет MetHb в любой момент времени [Wright et al. 1999; Jaffe and Hultquist 1995; Skold et al. 2011].

MetHb может восстанавливаться обратно в гемоглобин с помощью как НАДН-зависимых, так и НАДФН-зависимых (в меньшей степени) ферментов MetHb-редуктазы.

Более конкретно, системы эритроцитов, ответственные за восстановление метгемоглобина в физиологических условиях, включают (в порядке уменьшения восстановления метгемоглобина):

• NADH метгемоглобинредуктаза (также известная как цитохром b5 метгемоглобинредуктаза, диафораза I, DPNH-диафораза, DPNH-дегидрогеназа I, NADH-дегидрогеназа, NADH-метгемоглобин-ферроцианидредуктаза)
• Кислота аскорбиновая
• Глутатион
• НАДФН-метгемоглобинредуктаза (также известная как диафораза II, НАДФН-дегидрогеназа)

[Haymond et al.2005; Маккензи 2010].

Метгемоглобинемия возникает, когда эти системы перегружены, нарушены, отсутствуют или когда имеется наследственный дефект в структуре самой молекулы гемоглобина (болезнь HbM) [Nelson and Hostetler 2003; DeBaun et al. 2011; McDonagh et al. 2013].

Существует два типа наследственной метгемоглобинемии, вызванной недостаточностью ферментов. Дефицит редуктазы эритроцитов возникает, когда в эритроцитах отсутствует фермент. Общий дефицит редуктазы возникает, когда фермент не функционирует где-либо в организме [DeBaun et al.2011].

Рис. 4. Кривая диссоциации оксигемоглобина . Изображение предоставлено Wikimedia Commons, просмотрено в Grethlein SJ и Besa EC. (2012, 25 июня). Кровезаменители. Medscape. Получено 22.10.13 с http://emedicine.medscape.com/article/207801-overviewexternal icon

.

Синяя линия = нормальный гемоглобин
Зеленая линия = гемоглобин с высоким сродством, метгемоглобин, «сдвиг влево»
Красная линия = гемоглобин с низким сродством, «сдвиг вправо»

Метгемоглобинемия вызывает сдвиг влево кривой диссоциации кислород-гемоглобин, поскольку метгемоглобин не выгружает O2 из Hb.Сульфгемоглобин вызывает сдвиг вправо на кривой диссоциации кислород-гемоглобин.

Правда о нитратах в вашей пище

Потребление нитритов, как правило, намного ниже (по одной оценке, среднее потребление в Великобритании составляет 1,5 мг в день), и EFSA утверждает, что воздействие нитритных консервантов находится в пределах безопасных уровней для всех групп населения в Европе. , за исключением небольшого превышения у детей с диетами с высоким содержанием добавок.

Некоторые эксперты утверждают, что ДСП нитратов / нитритов в любом случае устарели, и что более высокие уровни не только безопасны, но и действительно полезны — если они поступают из овощей, а не из переработанного мяса.

Наличие 300–400 мг нитратов за один прием — потенциально обеспечиваемых большой рукколой и салатом из шпината или рюмкой из свекольного сока — это, например, количество, связанное с падением артериального давления.

Как всегда, доза создает яд, а уровни 2-9 граммов (2000-9000 мг) нитрата могут быть очень токсичными, вызывая изменения гемоглобина, которые проявляются в виде синеватого оттенка на губах и коже. Но этого будет сложно достичь за один присест, и маловероятно, что это произойдет из-за самой пищи — это больше риск, скажем, от воздействия воды, загрязненной удобрениями.

Итог? Если вы хотите есть правильные виды нитратов и нитритов и избегать потенциально канцерогенных, то придерживайтесь разнообразной диеты, включающей как минимум пять порций фруктов и овощей в день, и избегайте слишком частого откусывания мясных продуктов. Таким образом, преимущества нитратов и нитратов почти наверняка перевешивают недостатки.

—

Исправление: в предыдущей версии этой истории говорилось, что Международное агентство по изучению рака классифицирует переработанное мясо как вероятный канцероген, тогда как оно классифицирует его как канцероген.Мы сожалеем об ошибке.

Присоединяйтесь к

0+ будущих поклонников, поставив нам лайк на

Facebook или подписавшись на нас в Twitter или Instagram .

Если вам понравился этот рассказ, подпишитесь на еженедельную рассылку новостей bbc.com под названием «Если вы прочитаете только 6 статей на этой неделе». Тщательно подобранная подборка историй из BBC Future, Culture, Capital и Travel, которые доставляются на ваш почтовый ящик каждую пятницу.

Положительное, отрицательное влияние нитратов | Новости, Спорт, Работа

Некоторые люди до сих пор верят многим «сказкам старых жен», а другие полностью игнорируют их. Одна из тех, в которые я верю, — это «ты то, что ты ешь».

В конце концов, человеческое тело постоянно восстанавливается, восстанавливая поврежденные клетки и заменяя старые ткани. Что еще он может использовать для этих критических задач, помимо употребляемых вами веществ? Где еще взять строительные блоки для производства новых клеток кожи, кальций, необходимый для поддержания прочности костей, и железо, необходимое для поддержания кровотока?

Многие признают важность правильного питания.Но что такое хорошее питание? Насколько сильно можно улучшить свое здоровье и благополучие, потребляя самые лучшие и самые полезные продукты питания? Это вопросы, которые продолжают задаваться и в основном остаются без ответа.

В некоторой степени это связано с трудностями изучения питания человека. Огромное время, необходимое для значительных изменений в состоянии здоровья, невероятное количество переменных в рационе каждого человека с течением времени, факторы окружающей среды, которые невозможно свести в простую формулу, — все это позволяет провести правильно построенное исследование, из которого можно сделать почти научные выводы. невозможно.

Мы узнали много нового о последствиях нездоровой диеты. Хорошо известны эффекты избытка сахара и простых углеводов. А как насчет жиров? Как было написано в многочисленных журналах и периодических изданиях и о чем говорилось в бесчисленных телешоу, «жюри все еще отсутствует» по этому поводу.

Мясо — еще одна спорная тема, которую обсуждают врачи, ученые, соседский мясник и, возможно, даже дальнобойщик, когда он жарит гамбургеры в своем bar-b-que.

По потреблению мяса остается много вопросов. Многие беспокоились о том, как выращивали животное. Насколько вредны вещества, добавленные в перерабатываемое мясо?

По этой теме предметом дискуссии являются нитраты. Что они собой представляют и что они делают с нашей едой? Как они туда попали? И, пожалуй, самое главное, что с нами происходит при употреблении нитратов?

Итак, давайте поговорим о науке о нитратах. Это неорганические соединения, состоящие из азота и кислорода, которые естественным образом встречаются в почве.Но они также естественным образом содержатся во многих овощах (в частности, в некоторых корнеплодах, таких как морковь и картофель, и в некоторых зеленых листовых овощах, таких как шпинат и капуста).

Некоторые люди считают, что нитраты вредны и могут вызывать рак. Однако наука не ясна. Некоторые исследования показывают, что они могут быть даже здоровыми!

Нитраты добавляются в обработанные пищевые продукты (например, бекон) в качестве консерванта. Каковы возможные последствия употребления нитратов в рационе? Остается много путаницы и неуверенности.Когда мы едим нитраты, в нашей пищеварительной системе они превращаются в нитриты, которые затем превращаются в аммиак и утилизируются организмом.

Проглатывание нитратов, независимо от их источника, означает, что вы будете образовывать нитриты. Казалось бы, они являются ключевыми игроками: они могут превращаться либо в оксид азота, который имеет положительные эффекты, либо в нитрозамины, которые считаются вредными. Оксид азота вступает в реакцию с белками, связывающими кислород, в мясе, и это меняет его цвет. Из-за нитритов вяленое мясо становится розовым или красным.Без таких добавок, как нитриты, мясо очень быстро станет коричневым. Но овощи — самый большой диетический источник нитратов…. Безусловно. Количество обработанного мяса невелико по сравнению с овощами.

Срок годности — важный вопрос в этом обсуждении, поскольку большая часть продуктов, потребляемых американцами, перевозится на большие расстояния, прежде чем попасть на стол. Эти добавки позволяют многим продуктам дойти до продуктового магазина и при этом оставаться съедобными. Однако у нитратов есть и другие применения, часто в промышленности.Их используют при производстве пороха и различных взрывчатых веществ. (Разве вы не любите вкусную миску с порохом по утрам?) Нитраты необходимы при производстве удобрений, а также при производстве эмали для стекла.

Подобно нитратам, нитриты представляют собой неорганические соединения, состоящие из азота и кислорода, но имеют другое количество молекул кислорода. Еще одно практическое различие между этими двумя соединениями заключается в том, что нитриты особенно хорошо предотвращают ботулизм (тип бактерий, который особенно опасен).Многие исследования утверждают, что нитраты, как правило, не вредны, если только они не потребляются в больших количествах.

Нитриты сами по себе в умеренных количествах обычно не приносят вреда. Мы знаем, что употребление обработанного мяса напрямую связано с повышенным риском рака пищеварительного тракта. Многие люди считают, что это связано с тем, что нитраты и нитриты могут разлагаться до канцерогенных соединений при воздействии высокой температуры или пищеварительных ферментов.

В некоторых регионах нитраты могут быть обнаружены в питьевой воде.Это может быть проблемой для младенцев до 6 месяцев: они не могут перерабатывать много нитратов. Это может привести к опасному состоянию, называемому метгемоглобинемией, поэтому количество нитратов в питьевой воде регулируется. Однако это не проблема для взрослых или детей старшего возраста, которые прекрасно перерабатывают нитраты.

Пищевые нитраты и нитриты, по-видимому, имеют некоторую пользу для здоровья, потому что они могут превращаться в оксид азота, который вызывает расширение (открытие) кровеносных сосудов и снижение артериального давления.Благодаря этому и другим механизмам оксид азота приносит пользу здоровью сердца. Оксид азота, по-видимому, является критически важной молекулой, образующейся, когда нитрит теряет атом кислорода.

Это короткоживущий газ, выполняющий различные функции в организме. Самое главное, что это сигнальная молекула. Он проходит через стенку артерии и посылает сигналы крошечным мышечным клеткам вокруг артерий, призывая их расслабиться. Когда эти клетки расслабляются, наши кровеносные сосуды расширяются, и кровяное давление падает.

Интересно, что так действует всем известный препарат нитроглицерин.Это источник нитрата, который быстро превращается в оксид азота и расширяет кровеносные сосуды. Это может предотвратить или обратить вспять стенокардию, то есть боль в груди, возникающую, когда сердечная мышца не получает достаточно кислорода из-за снижения кровотока.

Повышенное артериальное давление — один из наиболее значительных факторов риска сердечных заболеваний и инсульта (самых серьезных убийц в мире), поэтому важность этого фактора трудно переоценить. Кроме того, многочисленные исследования показывают, что нитраты могут улучшить физическую работоспособность, особенно во время высокоинтенсивных упражнений на выносливость.Следовательно, многие спортсмены используют нитраты для улучшения спортивных результатов. Это, по-видимому, связано со способностью нитратов повышать эффективность той части клетки, которая производит энергию (митохондрии).

Так что же делать с этим сложным, но распространенным веществом? Кажется, в нем есть потенциал как для положительных, так и для отрицательных качеств. Имеющиеся данные указывают на то, что сгоревшее мясо, будь то жареное или жареное, будет нести с собой повышенный риск канцерогенных нитритов. Хотите угадать, сколько хрустящего бекона вы съели за свою жизнь?

По мере того, как мы узнаем больше о питании, мы сможем более подробно рассказать о том, сколько и какие виды нитратов мы должны или можем потреблять.Еще раз хочу сказать, что наши знания о питании совершенно недостаточны. Придерживайтесь сбалансированной диеты с небольшим количеством обработанного и расфасованного мяса. Другими словами, ешьте, как ваши бабушка и дедушка!

Примечание редактора: доктор Конвей МакЛин — ортопед, в настоящее время занимается лечением стопы и голеностопного сустава на Верхнем полуострове, взяв на себя практику доктора Кена Табора.