Substancje niebezpieczne w żywności wykazujące działanie rakotwórcze i mutagenne

Remigiusz Olędzki

Substancje niebezpieczne w żywności wykazujące działanie rakotwórcze i mutagenne

1. Wstęp

Odpowiednio zaplanowane i zróżnicowane za pomocą różnych grup produktów odżywianie jest powszechnie uznawane jako istotny czynnik ograniczający ryzyko rozwoju szeregu groźnych chorób dotykających współczesnego człowieka, w tym schorzeń nowotworowych. Potwierdzono, że odpowiednio skomponowana dieta może chronić również przed wieloma chorobami dietozależnymi (m. in. cukrzycą typu 2, otyłością), które predysponują do rozwoju nowotworów [1, 2].

Z obserwacji klinicznych wynika, że niektóre produkty żywnościowe, zwyczajowo uznane są za oddziałujące korzystnie na organizm oraz dostarczające konsumentowi pozytywnych bodźców zmysłowych (sensorycznych) mogą w rzeczywistości przyspieszać wzrost komórek nowotworowych w organizmie, a tym samym prowadzić do rozwoju złośliwych postaci nowotworów. Ponadto istnieją również określone rodzaje żywności, które mogą zwiększać ryzyko nawrotu chorób nowotworowych [3, 4].

2. Charakterystyka współczesnych zagrożeń zdrowotnych w sferze konsumpcji i produkcji żywności

Współczesne zagrożenia związane z dostarczaniem żywności i sferą żywienia człowieka są problemem wielowymiarowym, które ze względu na obecne uwarunkowania (np. demograficzne) systemu gospodarki żywieniowej na świecie generują de novo obszar działań w zakresie projektowania i poszukiwania optymalnej strategii rozwoju produkcji żywności. Zarówno źródła, jak i rodzaje współczesnych zagrożeń, wynikających z obecności substancji rakotwórczych w żywności są różne.

Wynika to zarówno z obecności dotychczas już rozpoznanych, jak również z procesu identyfikowania nowych substancji kancerogennych, będących w dużej mierze rezultatem postępu technologicznego w obszarze działalności produkcyjnej człowieka oraz postępu w obszarze analizy składu chemicznego produktów żywnościowych.

Czynniki związane z ryzykiem zachorowania na nowotwory, które wywołane są obecnością substancji rakotwórczych (kancerogennych) oraz mutagennych, można przyporządkować do jednej z dwu kategorii [5, 6]:

 czynników zagrożenia mających swoje źródło wewnątrz danego produktu żywnościowego (np. w naturalnych składnikach żywności lub ich strukturze biochemicznej),

 czynników zagrożenia mających pierwotnie swoje źródło na zewnątrz produktu żywnościowego, które w rezultacie niekorzystnie wpływają na jego skład, walory

1 remigiusz.oledzki@ue.wroc.pl, Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu, Instytut Chemii i Technologii Żywności, Katedra Biotechnologii i Analizy Żywności, ul. Komandorska 118/120, 53-345 Wrocław, tel: 71-36-80-769,

zdrowotne i odżywcze lub czynniki, które inicjują procesy transformacji pierwotnych składników żywności w bardziej toksyczne wtórne składniki.

Narażenia ze strony substancji kancerogennych w żywności są problemem mającym decydujący wpływ na zdrowie konsumentów. Stanowią one jednocześnie jeden z głównych problemów współczesnego świata, którego systematyczne i metodyczne niwelowanie jest niezmiernie istotne ze względu na utrzymanie wysokiej ogólnej kondycji zdrowotnej dynamicznie zwiększającej się liczby ludności Ziemi [7].

3. Czynniki i substancje kancerogenne w żywności

Zgodnie z definicją IARC – Międzynarodowej Agencji Badań nad Rakiem (ang.

International Agency for Research on Cancer) przy Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) substancja rakotwórcza (inaczej nazywana kancerogenną) to związek lub mieszanina związków chemicznych, inicjujących powstanie nowotworu złośliwego lub zwiększających częstotliwość jego nawrotu [8].

W fizjologicznych warunkach wzrost komórek w organizmie jest ściśle kontrolowany. Zarówno nowotwory łagodne, jak i złośliwe powstają w wyniku przemiany komórek prawidłowych w komórki nowotworowe w wieloetapowym procesie, który skutkuje niefizjologicznym podziałem i wzrostem komórek, wykraczającymi poza kontrolę organizmu [9]. Dzieje się to zazwyczaj na skutek zaburzenia przesyłu sygnałów kontrolnych w obrębie jednej z komórek, co skutkuje zakłóceniem cyklu jej życia, a tym samym niekontrolowanym jej podziałem.

Postępujący, niekontrolowany wzrost komórek prowadzi w rezultacie do powstania nadmiernie rozrośniętej masy zwanej „guzem”, który w zależności od cech histologicznych może być łagodny lub złośliwy [10].

Opisane zmiany mogą być wynikiem zaburzeń funkcji genów na skutek mutacji DNA, będących efektem interakcji pomiędzy genami człowieka, a trzema kategoriami czynników zewnętrznych [11]:

 fizycznych oddziaływań rakotwórczych, takich jak promieniowanie ultrafioletowe i jonizujące,

 chemicznych oddziaływań rakotwórczych, takich jak składniki dymu tytoniowego (np. benzopiren), zanieczyszczenia żywności (np. aflatoksyną), zanieczyszczenia wody pitnej (np. arsenem),

 biologicznych oddziaływań rakotwórczych, takich jak zakażenia niektórymi wirusami, bakteriami lub pasożytami.

Do wywołania choroby nowotworowej niezbędne są zmiany ekspresji odpowiednich genów, będące odpowiedzią na określony rodzaj czynnika środowiskowego [12].

Za rakotwórczy efekt niektórych produktów spożywczych odpowiadają zarówno składniki pierwotne żywności, jak również związki chemiczne dodawane do żywności (np. konserwanty) oraz związki powstające z naturalnych składników żywności w procesie jej przetwarzania (np. wędzenia, gotowania czy pieczenia) [13].

Współczesne techniki analityczno-badawcze pozwalają określić zarówno rodzaj, jak również stopnień i zakres oddziaływania czynnika rakotwórczego lub mutagennego, które wynikają ze spożywania różnych rodzajów „współczesnej żywności”. Wyniki wielu badań klinicznych i laboratoryjnych jednoznacznie sugerują,

że konsumpcja określonych rodzajów żywności, szczególnie wysoko przetworzonej, ma kluczowe znaczenie w powstawaniu nowotworów złośliwych. Tym samym świadomość zagrożeń oraz unikanie spożywania nadmiernych ilości żywności wysoce przetworzonej, czy też przebywania w pobliżu miejsc obróbki niektórych rodzajów żywności z wytwarzaniem szkodliwych związków lotnych, stwarzają możliwość zapobiegania znacznej ilości nowotworów złośliwych.

3.1. Zagrożenia kancerogenne wynikające z pierwotnego składu żywności 3.1.1. Substancje kancerogenne zawarte w żywności typu „light”

Jednym z rodzajów żywności, który może stanowić istotne zagrożenie w aspekcie inicjacji procesów transformacji nowotworowej są niektóre tzw. dietetyczne produkty żywnościowe. Wykazano, że syntetyczne substancje słodzące, zapewniające niską kaloryczność tym produktom, stwarzają jednocześnie niebezpieczeństwo dla konsumentów. Według danych corocznie dostarczanych przez Europejski Urząd ds.

Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) wynika, że jedna z najpopularniejszych, syntetycznych substancji słodzących o nazwie aspartam (E951) może być przyczyną rozwoju schorzeń nowotworowych [14, 15].

Pomimo tego, że wyniki obecnie prowadzonych badań nie pozwalają na jednoznaczne określenie wszystkich zależności między zwiększonym spożyciem aspartamu, a nasileniem procesów nowotworzenia, to jednak część z nich może na taki związek wskazywać. Część badań potwierdza, że spożycie aspartamu, powyżej maksymalnie dopuszczalnej dziennej dawki 50 miligramów na kilogram masy ciała może zwiększać ryzyko pojawienia się zmian nowotworowych, szczególnie u osób posiadających geny predysponujące do raka. Potwierdzono, że spożywanie zwiększonych ilości aspartamu jest szczególnie niebezpieczne u osób ze skłonnością genetyczną do rozwoju białaczek, nowotworów tkanki limfatycznej (np. chłoniaków) oraz raka gruczołu piersiowego. Z kolei badania uzupełniające na zwierzętach ujawniły, że nadmierne spożycie aspartamu, może zwiększać prawdopodobieństwo rozwoju raka macicy [15-17].

Niejednoznaczna wydaje się również ocena wpływu na ludzki organizm innego środka słodzącego – sacharyny (E954). Pierwsze obserwacje wskazywały na wyraźne właściwości rakotwórcze tej substancji, czego potwierdzenia doszukiwano się w odnotowywanych przypadkach raka pęcherza moczowego u zwierząt labora- toryjnych (szczurów i myszy), którym podawano sacharynę. Ostatecznie wykazano, że mechanizm, za pomocą którego nowotwór ten powstaje u zwierząt, nie występuje jednak u ludzi [17-19].

Nieco inne obserwacje dotyczące potencjalnie szkodliwego oddziaływania substancji słodzących na organizm zwierząt poczyniono w przypadku innej substancji zastępującej tradycyjny cukier w diecie – sukralozy (E955). Początkowe wyniki badań zdawały się dostarczać przekonujących dowodów, że sukraloza nie jest biologicznie obojętna dla organizmu zwierząt, w tym również człowieka. Sugerowano, że przekroczenie dopuszczalnego dziennego spożycia (ADI) sukralozy, którą Światowa Organizacja Zdrowia określiła na 15 mg/kg masy ciała dziennie, może wywoływać niepożądane skutki uboczne, wśród których są również te zwiększające potencjalne ryzyko rozwoju chorób nowotworowych [20]. Jednakże, jak wynika z najnowszych

informacji ujawnionych przez Komitet Ekspertów ds. Dodatków do Żywności Światowej Organizacji Zdrowia oraz amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) stosowanie sukralozy przez ludzi nie powinno stanowić zagrożenia w aspekcie potencjalnie rakotwórczego oddziaływania, pod warunkiem, że dobowa maksymalna dawka preparatu słodzącego nie zostanie przekroczona [21].

Wysoki poziom bezpieczeństwa spożycia produktów zawierających sukralozę upatruje się w dużej mierze w sposobie metabolizmu tej substancji. Sukraloza to substancja nierozpuszczająca się w tłuszczach i tym samym nie gromadząca się w tkance tłuszczowej, jak również nie ulegająca rozpadowi w organizmie człowieka.

Z tego powodu, że sukraloza jest tylko w minimalnym stopniu wchłaniana przez organizm, przeważająca większość spożytej substancji jest usuwana z organizmu w niezmienionej postaci. Na podstawie tych właściwości aktualne opracowania naukowe sugerują, że sukraloza wykazuje wyjątkowo niską toksyczność i tym samym stwarza niewielkie ryzyko szkodliwego oddziaływania dla konsumentów [22, 23].

Obecnie publikowane wyniki wieloletnich badań nad genotoksycznością sukralozy wskazują, że związek ten w odniesieniu do człowieka nie wykazuje właściwości rakotwórczych, a sukraloza jest bezpieczna, jeśli jej stosowanie nie wykracza poza ilość dopuszczalnego dziennego spożycia (ADI), zalecanego przez FDA, która dla tej substancji wynosi 5 miligramów na kilogram masy ciała. Badania prowadzono z wykorzystaniem: testu odwrotnej mutacji Amesa na Salmonella typhimurium, testu Escherichia coli pol A+/A-, testu oceniającego stopień uszkodzenia chromosomów in vitro w ludzkich limfocytach (test na uszkodzenia chromosomów in vitro i in vivo na poziomie pojedynczej komórki w ludzkich limfocytach krwi obwodowej), testu mutacji genu kinazy tymidynowej na komórkach chłoniaka myszy, testu aberracji chromosomowej in vivo u szczurów oraz testu mikrojądrowego u myszy [24-27].

3.1.2. Węglowodany jako potencjalne substancje kancerogenne

Wyniki badań wskazują, że spożywanie niektórych rodzajów węglowodanów powoduje obniżenie zdolności organizmu do przeciwdziałania procesom nowo- tworowym. Wielokrotnie wyniki badań (które w 1993 roku zostały wyróżnione Nagrodą Nobla) wskazują, że niektóre rodzaje węglowodanów wzmagają wzrost komórek, których cykl komórkowy został zaburzony wskutek mutacji, co powoduje, że nowotwory złośliwe w bardzo szybkim tempie zwiększają swoją masę i objętość [28, 29]. Potwierdzono, że wzrost nowotworów złośliwych ulega szczególnemu nasileniu, jeśli substratem metabolicznym komórek nowotworowych jest syrop glukozowo-fruktozowy. Ponadto badania wskazały na właściwości kancerogenne również takich substancji słodzących jak cukier rafinowany oraz wysokofruktozowy syrop kukurydziany (HFCS, ang: High Fructose Corn Syrup) [30]. Sugeruje się, że obecna w tych produktach fruktoza sprzyja namnażaniu się komórek nowotworowych oraz przyśpiesza tzw. rozplem zmienionych komórek nowotworowych. Z tego powodu wzbogacane w cukry rafinowane produkty spożywcze, takie jak: cukierki, ciastka, lody, płatki śniadaniowe, sosy, czy napoje gazowane są określane przez dietetyków jako produkty wysoce niebezpieczne w aspekcie progresji nowotworowej [31, 32].

Inne badania wykazały, że zwierzęta karmione syropem kukurydzianym o wysokiej zawartości fruktozy charakteryzują się zwiększoną podatnością na rozwój raka wątrobowo-komórkowego (HCC), czyli pierwotnego raka wątroby (łac. hepato-

cellulare carcinoma), związanego z niealkoholowym stłuszczeniem wątroby. Ponadto badane zwierzęta były znacznie bardziej narażone na rozwój chorób metabolicznych, takich jak otyłość czy cukrzyca [29, 31].

Maehara i wsp. [33] w badaniach prowadzonych na modelach zwierzęcych i u ludzi wykazali, że organizmy, które są pozbawione we krwi obwodowej białka AIM (ang.

apoptosis inhibitor of macrophage), zwanego inhibitorem apoptozy makrofagów, są szczególnie narażone na rozwój pierwotnego raka wątroby (raka wątrobowo- komórkowego). Szczególną rolą białka AIM jest indukowanie śmierci zmienionych rakowo hepatocytów (komórek wątroby). Dzieje się to w sytuacji, gdy białko AIM wiążąc się z komórkami nowotworowymi w następstwie uruchomienia aktywacji kaskady dopełniacza, wywołuje ich nekrotyczne obumieranie [33]. Obserwacja ta pozwoliła naukowcom na sformułowanie sugestii, że fruktoza spożywana z dietą może istotnie zwiększać ryzyko pierwotnego raka wątroby, szczególnie u osób, które charakteryzują się równocześnie niskim poziomem lub niską aktywnością białka AIM w krwi [31].

3.1.3. Zagrożenia nowotworowe wynikające ze spożywania wędlin i przetworów mięsnych

Kolejną grupą związków, względem których wykazano właściwości kancerogenne są obecne w niektórych rodzajach żywności azotany (III) (tzw. azotyny). Związki azotu w postaci azotynów hamują w żywności rozwój patogennych drobnoustrojów (głównie z rodzaju Clostridium, jak Clostridium botulinum – wytwarzające silną toksynę zwaną jadem kiełbasianym). Azotany (III) dodawane są do produktów żywnościowych również jako substancje działające przeciwutleniająco oraz jako substancje poprawiające walory sensoryczne gotowych produktów mięsnych (np.

szynek, wędzonek, długodojrzewających kiełbas typu salami i wyrobów podro- bowych), nadając im pożądane przez konsumentów charakterystyczną różową barwę, peklowniczy smak i aromat [34].

Potwierdzono, że azotany (V), powstające z zawartego w wędlinach azotanu (III) sodu, tworzą ze składnikami żywności w określonych warunkach niebezpieczne dla zdrowia człowieka połączenia, głównie z produktami rozkładu aminokwasów, czyli drugorzędowymi i trzeciorzędowymi aminami. Efektem tych połączeń są wysoce kancerogenne nitrozoaminy. Zjawisko to następuje w szczególnym nasileniu w trakcie obróbki termicznej żywności, np. długotrwałego gotowania. Ponadto wykazano, że nitrozoaminy mogą powstawać w opisanym powyżej mechanizmie na skutek długotrwałego przechowywania żywności, czemu również towarzyszy zwiększony rozkład białek i aminokwasów z wytworzeniem drugorzędowych i trzeciorzędowych amin [35]. Szczególnie niebezpiecznym związkiem powstającym w powyżej opisanych warunkach jest N-nitrozodimetyloamina (NDMA), która zaliczana jest nie tylko do silnych substancji rakotwórczych (onkogennych), ale również teratogennych, czyli mogących powodować uszkodzenia płodu oraz hepatotoksycznych (uszkadzających wątrobę) [36-38]. Potwierdzono również, że związki nitrozowe powstałe z zawartego w wędlinach azotanu (III) sodu, są czynnikiem sprzyjającym powstawaniu nowotworów żołądka oraz jelita grubego, jak również nowotworów innych narządów, które mogą być objęte procesem propagacji nowotworowej ze względu na możliwość przenikania związków nitrozowych z żołądka i jelita wraz

z krwią do innych tkanek i narządów [39-42]. Wieloletnie badania nad schorzeniami nowotworowymi, wykorzystujące modele zwierzęce wykazały, że nitrozaminy mogą indukować rozwój gruczolakoraka trzustki oraz wywoływać uszkadzania hepatocytów poprzez tworzenie adduktów z cząsteczkami DNA [43].

Istotnym czynnikiem współoddziałującym z nitrozaminami w rozwoju raka trzustki jest współistniejąca kolonizacja żołądka przez Helicobacter pylori. Zaobserwowano, że opisane zjawisko jest szczególnie nasilone zarówno u osób aktywnie, jak i biernie palących papierosy, które dostarczają do organizmu dodatkowych ilości nitrozoamin [44].

Wskazuje się, że w celu obniżenia ryzyka wystąpienia rozwoju nowotworów wywołanych nitrozaminami, prawidłowa codzienna dieta powinna uwzględniać przede wszystkim mięso białe, które powinno być spożywane kilka razy w tygodniu. Ponadto dietetycy zalecają ograniczenie ilości spożywanych przetworów mięsnych i wędlin wytwarzanych przemysłowo oraz zastąpienie ich mięsem, czy wędlinami, które są przygotowywane w warunkach domowych bez stosowania azotanów [45].

3.1.4. Zagrożenia spowodowane obecnością substancji barwiących żywność

Związkiem często stosowanym w produkcji żywności, któremu coraz częściej przypisuje się znaczącą rolę w inicjowaniu procesów nowotworowych jest czerwień allura (E129, Allura Red AC). Czerwień allura to związek organiczny stosowany do nadawania ciemnopomarańczowej barwy takim produktom jak: ciastka, żelki, galaretki, a także niektóre słodkie napoje i płatki zbożowe. Wyniki aktualnie prowadzonych badań wskazują, że może istnieć związek między spożyciem czerwieni allura, a wzrostem ryzyka wystąpienia zaburzeń kontroli cyklu komórkowego. Na skutek aktywacji protoonkogenów, czerwień allura może zapoczątkować transformację zdrowych komórek organizmu w komórki nowotworowe. Te z kolei w efekcie uzłośliwienia mogą przekształcić się w komórki rakowe [46].

Potwierdzenia kancerogennego oddziaływania czerwieni allura dostarczyły wyniki badań z wykorzystaniem modeli zwierzęcych. Wykazano, że substancja ta przyspiesza wzrost komórek guzów nowotworowych układu chłonnego (tzw. chłoniaków) u myszy oraz przyspiesza konwersję tego rodzaju nowotworu w kierunku złośliwienia [46, 47].

Pomimo braku dowodów potwierdzających, że wysokie spożycie czerwieni allura wywiera skutki kancerogenne również u ludzi, to jednak wskazuje się, że związek ten wywołuje niekorzystne efekty dla zdrowia w postaci reakcji alergicznych czy nadpobudliwości psychoruchowej u dzieci [48].

Ze względu na potwierdzoną ogólną toksyczność dla organizmu, w wielu krajach stosowanie barwnika Allura Red w produktach spożywczych jest kontrolowane lub całkowicie zabronione. Takie kraje jak Szwecja, Dania, Belgia i Francja wprowadziły całkowity zakaz stosowania czerwieni allura w produkcji żywności. W celu oceny bezpieczeństwa Wspólny Komitet Ekspertów FAO/WHO ds. Dodatków do Żywności (JECFA) oraz Komitet Naukowy ds. Żywności (SCF) określiły dopuszczalne dzienne spożycie ADI (ang. acceptable daily intake) Allura Red, które wynosi 0-7 mg/kg masy ciała [49].

Aby nie przekroczyć dopuszczalnego dziennego spożycia czerwieni allura zaleca się kontrolowanie ilości spożywanych produktów spożywczych i napojów barwionych syntetycznie, szczególnie, gdy produkty te oferowane są dzieciom, jak również osobom dorosłym, u których stwierdzono nadwrażliwość lub alergię na ten barwnik, mogącą skutkować groźnymi powikłaniami ogólnoustrojowymi [48, 50].

3.1.5. Skażenie gleby jako czynnik zanieczyszczenia żywności substancjami kancerogennymi

Bardzo niebezpiecznymi związkami mającymi silne działanie mutagenne i kancerogenne są dioksyny. Związki te powstają w wyniku procesu spalania lub ogrzewania surowców organicznych (np. odpadów przemysłowych, węgla kamiennego itp.) w obecności chloru w warunkach ograniczonej dostępności tlenu. Do organizmu człowieka dioksyny najczęściej dostają się z pożywieniem, na którym związki te osadzają się. Związki te są przenoszone przez powietrze zanieczyszczone pyłami spalinowymi i przemysłowymi. Dioksyny osadzając się na roślinach użytkowych, pozyskiwanych z upraw, stają się jednocześnie ich najgroźniejszym zanieczyszczeniem [51, 52]. Inną drogą przedostawania się dioksyn do organizmu człowieka jest mięso i mleko krów wypasanych na łąkach, których roślinność jest skażona dioksynami.

Zwierzęta zjadając skażoną trawę wprowadzają dioksyny do swojego organizmu, gdzie są one kumulowane, przede wszystkim w tkance tłuszczowej [53].

Zdaniem naukowców ekspozycja na dioksyny może powodować wzrost ryzyka nowotworów układu krwiotwórczego i limfatycznego. Zaobserwowano także, że związki te są odpowiedzialne za wzrost częstości występowania raka gruczołu piersiowego u kobiet. Wykazano, że osoby mieszkające w pobliżu spalarni odpadów przemysłowych i komunalnych, które emitują do atmosfery zwiększone ponad normy ilości dioksyn, są bardziej podatne na wystąpienie nowotworów kości i tkanek miękkich oraz chłoniaków (nowotworów tkanki limfatycznej) [54-56].

4. Zagrożenia kancerogenne wynikające z zastosowania wybranych procesów technologicznych lub przechowalniczych żywności

4.1. Zagrożenia związane z konsumpcją żywności poddanej obróbce mikrofalowej

Szereg niebezpiecznych związków w żywności o działaniu kancerogennym może powstawać podczas procesów produkcyjnych. Przykładem produktu żywnościowego, który może stanowić istotne zagrożenie jest prażona kukurydza (tzw. popcorn).

Wykazano, że największe niebezpieczeństwo rakotwórczości nie wynika bezpośrednio z samego procesu przygotowywania tej popularnej przekąski (czyli prażenia ziaren kukurydzy w wysokiej temperaturze), ale ze stosowania specjalnych opakowań (torebek), w których ziarna kukurydzy są umieszczane w urządzeniu mikrofalowym.

Tworzywa, z którego wykonywane są tego typu opakowania, zawierają m.in. kwas perfluoroalkilowy, kwas perfluorooktanowy (PFOA – perfluorooctanoic acid) oraz sulfonian perfluorooktanu (PFOS – perfluorooctane sulfonate), czyli związki powszechnie używane do produkcji powłok odpornych na przywieranie (np. teflonu).

Po podgrzaniu wspomnianych opakowań, związki w nich zawarte przedostają się w znacznych ilościach do produktu żywnościowego stwarzając istotne zagrożenie dla konsumentów. Badania laboratoryjne przeprowadzone na zwierzętach wykazały, że kwas perfluorooktanowy pod wpływem temperatury wykazuje właściwości genotoksyczne oraz może być przyczyną bezpłodności. Kwas perfluorooktanowy coraz częściej wiązany jest również z rozwojem guzów rakowych wątroby, trzustki, jąder, gruczołu piersiowego oraz gruczołu krokowego [57].

Ponadto należy wspomnieć, że popularna przekąska w postaci prażonej kukurydzy dostarcza organizmowi znacznych ilości izomerów trans kwasów tłuszczowych, które również są uważane za istotny czynnik kancerogenezy. Żywność w postaci tzw.

słonych przekąsek zawiera również dużą ilość „tłuszczów trans” i jest postrzegana przez ekspertów za czynnik żywieniowy o silnym oddziaływaniu kancerogennym [58].

Substancjami, które często są dodawane do przekąsek wytworzonych z prażonych w wysokiej temperaturze ziaren kukurydzy są diacetyl i pentanodion. Związki te, należące do grupy dwuketonów stosowane są w celu nadania charakterystycznego maślanego smaku produktom żywnościowym. Z tego powodu znajdują również niejednokrotnie zastosowanie do produkcji karmelu, produktów nabiałowych, czy też napojów alkoholowych. Pomimo, że nie potwierdzono bezpośrednio oddziaływania rakotwórczego diacetylu i pentanodionu, to jednak naukowcy zalecają wysoką ostrożność przy stosowaniu tych substancji. Wykazano bowiem, że powszechne dodawanie tych związków do produktów żywnościowych stwarza bezpośrednie zagrożenie dla osób zaangażowanych w ich wytwarzanie. Potwierdzono, że diacetyl jest odpowiedzialny za rozwój poważnych schorzeń płuc, które często są diagno- zowane u osób pracujących przy produkcji przekąsek wytwarzanych z prażonych w wysokiej temperaturze ziaren kukurydzy [59, 60].

4.2. Substancje kancerogenne w żywności, powstające pod wpływem procesów technologicznych wymagających wysokiej temperatury

Grupą żywności, która stanowi źródło związków potencjalnie rakotwórczych są często spożywane słone przekąski jak chipsy, chrupki, frytki, mocno wypieczone pieczywo, wypiekane ciastka oraz kawa. Stwierdzono, że w żywności zawierającej duże ilości skrobi w wyniku reakcji Maillarda w trakcie długotrwałej obróbki w temperaturze ok. 120°C powstaje akrylamid – organiczny związek chemiczny z grupy amidów [61]. Reakcje Maillarda zachodzą pomiędzy cukrami redukującymi (przede wszystkim glukozą i fruktozą) a aminokwasami (m. in. asparaginą).

Wspomniane przemiany chemiczne występują głównie w temperaturze powyżej 120°C podczas przetwarzania surowców spożywczych w takich procesach jak: smażenie, pieczenie, prażenie, grillowanie, tostowanie, ekstruzja czy suszenie (w podwyższonej temperaturze). Zauważalnym dla konsumenta efektem reakcji Maillarda jest zbrązowiała powierzchnia produktów (np. skórka chleba) oraz ich charakterystyczny smak i aromat (np. aromat wypieczonego pieczywa) [62].

Jak wynika z obserwacji naukowych akrylamid może wykazywać szerokie działanie neurotoksyczne oraz potencjalnie rakotwórcze, co stanowi ważną przesłankę do ograniczenia spożycia mocno wypiekanych produktów skrobiowych bogatych w aminokwasy [63, 64].

Często współistniejącą cechą produktów spożywczych, zawierających akrylamid, jest zwiększona ilość tzw. „tłuszczów trans”, zawierających nienasycone kwasy tłuszczowe z wiązaniem o konfiguracji trans). Tłuszcze takie powstają podczas procesów technologicznych, np. smażenia lub wysokotemperaturowego wypiekania.

Dlatego nadmiernemu spożyciu żywności zawierającej „tłuszcze trans” przypisuje się istotną rolę w powstawaniu raka okrężnicy [65]. Istnieją przesłanki, że rozwój nowotworów przy udziale „tłuszczów trans” może być uwarunkowany procesami oksydacyjnymi i zapalnymi [66, 67]. Wzrastająca liczba zachorowań na nowotwory

u osób spożywających żywność przetworzoną, w składzie której znajdują się częściowo uwodornione tłuszcze sugeruje, że niektóre z tych substancji mogą w sposób istotny zwiększać wytwarzanie czynników odpowiedzialnych za wzrost i niekontrolowane namnażanie zmutowanych komórek oraz rozwój guza w obrębie różnego rodzaju tkanek. Badania naukowe coraz częściej wskazują na związek pomiędzy zwiększonym spożyciem „tłuszczów trans”, a wzrostem ilości stwier- dzanych przypadków nowotworów złośliwych trzustki i układu chłonnego (np.

chłoniaka nieziarniczego) [66]. Ponadto wskazuje się, że produkty zawierające

„tłuszcze trans” mogą być przyczyną rozwoju stanów zapalnych, insulinooporności, nadwagi, otyłości, a także podwyższonej zawartości trójglicerydów oraz frakcji cholesterolu LDL we krwi. Wykazano, że akrylamid może również zwiększać ryzyko rozwoju raka gruczołu piersiowego u kobiet. Kancerogenne oddziaływanie akrylamidu jest szczególnie zauważalne wśród kobiet z dodatnią ekspresją receptora estro- genowego w komórkach gruczołu piersiowego [68].

Należy wspomnieć, że wysoko przetworzona, wieloskładnikowa żywność stanowi ponadto zasobne źródło chlorku sodu, który również jest coraz częściej wymieniany jako jeden z czynników kancerogennych. Większość opublikowanych dotychczas badań epidemiologicznych wskazuje na istnienie możliwego związku pomiędzy konsumpcją intensywnie solonej żywności a ryzykiem zachorowania na raka żołądka.

Rakotwórcze właściwości soli upatruje się w jej wzajemnym synergistycznym współoddziaływaniu z Helicobacter pylori w procesie uszkodzenia śluzówki żołądka, co prowadzi do rozwoju jej przewlekłego zapalenia. Wykazano ponadto, że obecny w diecie chlorek sodu powoduje również zmniejszenie ilości prawidłowych komórek w nabłonku śluzówki żołądka przy jednoczesnym zwiększeniu liczby komórek w fazie S. W fazie S, w której zachodzi synteza DNA, komórki są najbardziej podatne na mutagenezę, co prawdopodobnie jest czynnikiem zwiększającym ryzyko wystąpienia nowotworów tego narządu [69]. Wyniki badań nad rakotwórczością chlorku sodu u zwierząt potwierdziły, że związek ten indukuje zwiększoną replikację DNA w powierzchniowej warstwie komórek śluzowych, co może stanowić etap wyjściowy do rozwoju raka żołądka. Kolejną przesłanką tłumaczącą potencjalną rakotwórczość chlorku sodu jest znaczący wzrost ekspresji cyklooksygenazy-2 (COX-2) i aktywności indukowanej syntazy tlenku azotu (iNOS) w komórkach śluzowych żołądka w odpowiedzi na zwiększone spożycie soli. Zwiększoną ekspresję COX-2 oraz aktywność syntazy tlenku azotu obserwuje się w komórkach wielu typów nowotworów [70]. Z tego powodu dietetycy zalecają ograniczenie spożycia soli kuchennej nie tylko w ramach profilaktyki nowotworowej, ale również jako element przeciwdziałania schorzeniom układu krążenia (m.in. nadciśnieniu, zespołom niewydolności krąże- niowej, chorobie niedokrwiennej serca) oraz przeciwdziałania chorobom nerek (m.in.

niewydolności nerek, zapaleniu kłębków nerkowych, zespołowi nerczycowemu) [71].

Kolejną istotną grupą czynników wywołujących określone efekty kancerogenne jest grupa wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA). Stanowią one liczną grupę związków zawierających od dwóch do nawet kilkunastu pierścieni aromatycznych w cząsteczce, których obecność jest rezultatem niecałkowitego spalania węglowodorów wyższych [72]. Związki te mogą przedostawać się do żywności nie tylko w wyniku procesu przetwarzania żywności, ale również jako zanieczyszczenie z powietrza, gleby oraz wody wykorzystywanej w procesach technologicznych.

Wykazano, że wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne przedostają się do żywności szczególnie, gdy niektóre rodzaje produktów są przygotowywane w trakcie

wędzenia (opalania płomieniem powstałym ze spalania, przede wszystkim drewna drzew iglastych). Ze względu na zjawisko kumulowania się wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w organizmie człowieka oraz ich bardzo silnego miejscowego działania na tkanki i narządy, związki te stanowią istotne zagrożenie w aspekcie inicjacji zmian nowotworowych [73]. Sugeruje się, że jednym z groźniej- szych zagrożeń wynikających z kontaktu z wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi jest zwiększone ryzyko zachorowania na raka płuc [74, 75].

Wyniki dotychczasowych badań pozwoliły ustalić, że mechanizm powstawania zmian nowotworowych pod wpływem wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych ma związek z obecnością ich reaktywnych metabolitów. Metabolity wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych mogą indukować tworzenie się w komórkach adduktów białkowych, które zaburzają fizjologiczną aktywność białek enzymatycznych i receptorowych. Wykazano, że metabolity WWA mogą również inicjować karcynogenezę poprzez nasilenie w komórce procesów oksydacyjnych.

Reaktywne formy tlenu, które w rezultacie stresu oksydacyjnego pojawiają się w ilościach znacznie większych niż fizjologiczne, mogą bezpośrednio reagować z błonowymi strukturami białkowo-lipidowymi oraz z cząsteczkami DNA, prowadząc do zmian w materiale genetycznym, zarówno w komórkach somatycznych, jak i rozrodczych człowieka [74].

Wyniki badań klinicznych potwierdzają zgodnie, że spożywanie żywności zawierającej WWA wiąże się istotnie ze zwiększonym ryzykiem raka jelita grubego.

Największe zagrożenie dla zdrowia człowieka stanowią produkty mięsne oraz rybne zawierające zanieczyszczenia w postaci wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, które powstają w efekcie stosowania tradycyjnych metod wędzenia nieoczyszczonym dymem wędzarniczym. Badania wykazały, że spożywanie powstałych w ten sposób produktów spożywczych zwiększa ryzyko wystąpienia gruczolaków jelita grubego. Gruczolaki to łagodne nowotwory powstałe z rozroś- niętego nabłonka, które w miarę trwania narażenia na kancerogeny i prekancerogeny (substancje wymagające metabolicznej aktywacji w organizmie człowieka) mogą się przekształcić w zmiany złośliwe [75].

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) nie wykazują nagłego działania, kumulują się w organizmie w efekcie częstokrotnego spożywania żywności zawierającej te związki. Dlatego onkolodzy i eksperci Światowej Organizacji Zdrowia przestrzegają przed spożywaniem wędzonego mięsa. Zgodnie z obecnymi zaleceniami produkty wędzone dopuszczone do obrotu powinny zawierać mniej niż 2 mikrogramy bezno(a)pirenu w kilogramie gotowego wyrobu. Natomiast, aby całkowicie wyeli- minować WWA z produktów żywnościowych zaleca się zastąpienie tradycyjnego wędzenia, grillowania i smażenia innymi metodami obróbki termicznej, jak proces duszenia mięsa (proces gotowania mięsa pod przykryciem z niewielką ilością tłuszczu), gotowania, czy też krótkotrwałego smażenia w niskiej temperaturze (do 120°C), w trakcie których powstają nieznaczne ilości substancji szkodliwych [76].

4.3. Narażenia na czynniki rakotwórcze i mutagenne powstałe podczas procesu produkcji hydrolizatów białkowych

Substancją, względem której również potwierdzono rakotwórcze właściwości jest 3-monochloropan-1,2-diol (3-MCPD). Wykazano, że związek ten powstaje w znacznych ilościach w żywności podczas produkcji tzw. hydrolizowanego białka roślinnego. W trakcie procesu rozkładu białka, zachodzącego przy udziale kwasu

chlorowodorowego, dochodzi do reakcji chlorowodoru ze składnikami olejowymi surowca roślinnego (triacyloglicerolu, fosfolipidów oraz glicerolu), w efekcie czego powstaje 3-monochloropropan-1,2-diol (3-MCPD) [77, 78]. Potwierdzono, że związek ten jest uwalniany również z estrów w trakcie hydrolizy katalizowanej przez lipazę [79]. Powyższe reakcje są powszechnie stosowane w produkcji wszelkiego rodzaju wyrobów na bazie soi i innych nasion oleistych o wysokiej zawartości białka. Z tego względu 3-monochloropan-1,2-diol (3-MCPD) jest identyfikowany w takich produktach, jak np. sosy, przyprawy do zup czy produkty typu instant powstałe z wykorzystaniem nasion roślin oleistych [80].

Duży udział w tworzeniu się 3-monochloropan-1,2-diolu (3-MCPD) odgrywają również procesy obróbki termicznej, jak pieczenie, smażenie i grillowanie, którym poddawane są surowce o wysokiej zawartości składników olejowych. Częstym źródłem zanieczyszczenia produktów żywnościowych 3-monochloropan-1,2-diolem jest proces emulgacji surowców piekarniczych, do przebiegu którego wykorzystywane są monoacyloglicerole jako niejonowe, lipofilowe emulgatory [81]. Tym samym, wysokie stężenia 3-MCPD stwierdza się w takich produktach żywnościowych jak ciasta, tosty czy pieczywo, szczególnie, gdy produkty te są wytworzone ze składników charakteryzujących się wysoką zawartością tłuszczów roślinnych [82].

Wykazano, że duży udział w formowaniu 3-monochloropropan-1,2-diolu (3- MCPD) mają zjawiska zachodzące w wysokiej temperaturze (większej niż 150°C), przy równocześnie niskiej aktywności wody (0,15 ≤ aw ≤0,30). Z tego względu zaleca się, aby długotrwale przechowywane i tym samym podsuszane produkty żywnościowe (np. suszony zielony groch, suszona fasola szparagowa), charakteryzujące się dużą utratą wody nie były poddawane długiej i drastycznej obróbce termicznej [83].

Dotychczas przeprowadzone testy na komórkach linii erytrocytów (proerytro- blastów oraz wczesnych erytroblastów zasadochłonnych) nie potwierdziły istotnej toksyczności genetycznej in vivo 3-monochloropropan-1,2-diolu (3-MCPD) [84, 85].

Z kolei badania nad wpływem 3-monochloropropan-1,2-diol (3-MCPD) na powsta- wanie guzów z komórek Leydiga wykazały, że związek ten może się przyczynić do rozwoju nowotworów złośliwych jądra. Badania na zwierzętach wykazały również, że 3-monochloropropan-1,2-diol (3-MCPD) może być potencjalnie rakotwórczy i powodować inicjację procesu nowotworowego nerek oraz gruczołów piersiowych u mężczyzn [86].

4.4. Narażenia na czynniki rakotwórcze i mutagenne wynikające z rozwoju technologii pakowania żywności

Badania wykazały, że istotne zagrożenia dla konsumentów żywności mogą stwarzać substancje wyściełające wnętrza niektórych rodzajów opakowań. Potwier- dzono, że stosowany m.in. do wyściełania metalowych puszek, organiczny związek chemiczny z grupy fenoli – bisfenol A (BPA) wykazuje właściwości kancerogenne [87]. Wyniki badań wskazują, że BPA powoduje zaburzenia endokrynne, które przejawiają się oddziaływaniem tego związku na organizm w podobny sposób do oddziaływania hormonów, takich jak estrogen. W efekcie bisfenol A może funkcjo- nować jako pozakomórkowy sygnał i powodować uruchomienie szlaku sygnalizacji w komórkach raka zapalnego piersi, aktywując kinazy białkowe MAPK (ang. mitogen- activated protein kinases). Z kolei kinazy białkowe MAPK uczestniczą w indukcji

przejścia komórek w fazę S cyklu komórkowego, sprzyjając tym samym rozwojowi guzów tkanki gruczołu piersiowego. Uważa się również, że bisfenol A może naśladować działanie estrogenu w komórkach jajnika, tym samym tworząc określone środowisko, które ułatwia proliferację i progresję guza lub też wywołuje apoptozę zdrowych komórek jajnika [88, 89].

Zaobserwowano również, że ekspozycja komórek nowotworowych na działanie bisfenolu A zmniejsza skuteczność leków onkologicznych, których mechanizm polega na funkcjonalnym zablokowaniu zewnątrzkomórkowej domeny EGFR (ang. epidermal growth factor receptor), czyli czynnika wzrostu receptora naskórkowego, który odgrywa istotną rolę w powstawaniu i progresji chorób nowotworowych [90]. Odkryto, że nawet niewielkie dawki bisfenolu A powodują przekazywanie komórkom zwiększonej ilości sygnałów związanych z funkcjonowaniem oraz kontrolą ich wzrostu, stymulując ich proliferację. W konsekwencji następuje rozrost raka piersi, a w późniejszych etapach rozplem (przerzuty) nowotworu do węzłów chłonnych [91]. Dlatego dietetycy przestrzegają przed spożywaniem żywności przechowywanej w opakowaniach metalowych, gdyż część z nich może zawierać bisfenol A i stanowić istotne zagrożenie dla zdrowia, szczególnie młodych, rozwijających się organizmów [92].

Wykazano też, że bisfenol A zawarty w wewnętrznej warstwie wielu prążkowanych puszek metalowych może przenikać w dużej ilości do zawartych w niej takich produktów, jak np. pomidory, kukurydza, fasola, groszek i inne. Badania laboratoryjne na komórkach zwierzęcych potwierdziły, że bisfenol A oprócz efektów kancero- gennych jest związany również z rozwojem niepłodności, cukrzycy i otyłości. Wyniki badań klinicznych wskazują, że bisfenol A, nawet w małych dawkach, może odgrywać istotną rolę w zwiększeniu ryzyka rozwoju cukrzycy typu 2. Związek ten, działając bezpośrednio na komórki trzustkowe, wywołuje zaburzenia wydzielania insuliny oraz glukagonu. Zaobserwowano ponadto, że bisfenol A powoduje zahamowanie wzrostu oraz apoptozę komórek mięśni i tkanki tłuszczowej, jednocześnie wywołując stan oporności na insulinę [93].

Naukowcy ostrzegając przed szkodliwością bisfenolu A wskazują, że jeśli metalowe lub plastikowe opakowanie (np. torebki foliowe, butelki) nie jest oznaczone napisem „bez BPA” lub „BPA FREE”, to prawdopodobnie zawiera ono w swoim składzie szkodliwy bisfenol A [94].

Ze względu na szkodliwość bisfenolu A coraz więcej producentów opakowań przeznaczonych do bezpośredniego kontaktu z żywnością ogranicza lub całkowicie eliminuje ten związek z materiałów opakowaniowych. Jednakże z powodu nadal utrzymującego się szerokiego wykorzystywania bisfenolu A do produkcji różnych plastikowych opakowań i torebek foliowych, toksykolodzy zalecają ograniczenie przechowywania, gotowania, podgrzewania (np. w kuchenkach mikrofalowych) oraz pieczenia produktów spożywczych, które umieszczone są w opakowaniu plastikowym (np. plastikowej saszetce do gotowania ryżu, czy folii do smażenia mięsa). Powyższe zalecenie powinno być szczególnie stosowane w odniesieniu do produktów żywnościowych przeznaczonych dla dzieci i niemowląt (np. soków owocowych i mleka), które często fabrycznie umieszczone w plastikowych butelkach o niewystar- czająco precyzyjnie określonym składzie chemicznym [95, 96]. Dlatego zaleca się, aby w miarę możliwości przelewać produkty żywnościowe dla dzieci do opakowań szklanych, szczególnie, jeśli nie ma pewności, że pierwotne opakowanie żywności nie zawiera bisfenolu A.

5. Podsumowanie

Wzrastające potrzeby żywnościowe stale powiększającej się populacji ludności na świecie generują konieczność zwiększania globalnej produkcji żywności. Negatywnym następstwem tej sytuacji jest pojawiająca się na rynku konsumenckim coraz większa ilość produktów żywnościowych, które nie gwarantują bezpieczeństwa pod względem obecności substancji niebezpiecznych, a wśród nich substancji kancerogennych.

Powszechny dostęp konsumentów do rzetelnych i kompleksowych informacji naukowych na temat zawartości substancji potencjalnie mutagennych i kancero- gennych w żywności, może stanowić ważny czynnik ochrony konsumenckiej, umożliwiający eliminację z rynku tych produktów żywnościowych, które stanowią największe zagrożenie. Jednocześnie należy mieć nadzieję, że działania naukowców będą zmierzały w przyszłości do opracowywania nowych, coraz skuteczniejszych metod identyfikacji substancji niebezpiecznych oraz oceny stopnia ich kancero- genności. Być może budowana na tej podstawie wiedza o substancjach kancero- gennych w żywności, umożliwiająca rozpoznawanie i eliminowanie zagrożeń, będzie stanowić dla konsumentów najskuteczniejszy element bezpieczeństwa i profilaktyki antynowotworowej.

Literatura

1. Boeing H., Bechthold A., Bub A., Ellinger S., Haller D., Kroke A., Leschik-Bonnet E., Müller M. J., Oberritter H., Schulze M., Stehle P., Watzl B., Critical review: vegetables and fruit in the prevention of chronic diseases, Eur J Nutr, 2012, 51(6), s. 637-663.

2. Han J., Zhang L., Guo H., Wysham W. Z., Roque D. R., Willson A.K., Sheng X., Zhou C., Bae-Jump V.L.,Glucose promotes cell proliferation, glucose uptake and invasion in endometrial cancer cells via AMPK/mTOR/S6 and MAPK signaling, Gynecol Oncol, 2015, 138(3), s. 668-675.

3. Mohammadifard N., Hosseini M., Sajjadi F., Maghroun M., Boshtam M., Nouri F., Comparison of effects of soft margarine, blended, ghee, and unhydrogenated oil with hydrogenated oil on serum lipids: A randomized clinical trail, ARYA Atheroscler, 2013, 9(6), s. 363-371.

4. Tanaka T., Reproductive and neurobehavioral effects of Allura Red AC administered to mice in the diet. Toxicology, 1994, 6;92(1-3), s. 169-177.

5. Dolan L. C., Matulka R.A., Burdock G.A., Naturally Occurring Food Toxins, Toxins (Basel), 2010, 2(9), s. 2289-2332.

6. WHO (World Health Organization) Diet, nutrition and the prevention of chronic diseases, 2003, WHO technical report series 916, s. 55.

7. Sitarz S., Janczar-Smuga M., Współczesne zagrożenia bezpieczeństwa żywności, możliwości ich kontroli oraz eliminacji, Nauki Inżynierskie i Technologie, 2012, 2(5) s. 68-93.

8. Abnet C.C., Carcinogenic Food Contaminants, Cancer Invest, 2007, 25(3), s. 189-196.

9. Farrell W.E., Epigenetic mechanisms of tumorigenesis, Horm Metab Res, 2005, 37(6), s. 361-368.

10. Ashkenazi R., Gentry S.N, Jackson L., Trachette L., Pathways to Tumorigenesis – Modeling Mutation Acquisition in Stem Cells and Their Progeny Neoplasia, 2008, 10(11), s. 1170-1182.

11. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs297/en/ (Cancer, Fact sweet, February 2017).

12. Parsa N., Environmental Factors Inducing Human Cancers, Iran J Public Health, 2012, 41(11), s. 1-9.

13. Joshi A. D., Kim A., Lewinger J. P., Ulrich C. M., Potter J. D., Cotterchio M., Marchand L.L., Stern M.C., Meat intake, cooking methods, dietary carcinogens, and colorectal cancer risk: findings from the Colorectal Cancer Family Registry, Cancer Med, 2015, 4(6), s. 936-952.

14. Aune D., Soft drinks, aspartame, and the risk of cancer and cardiovascular disease, Am J Clin Nutr, 2012, 96(6), s. 1249-1251.

15. Soffritti M., Padovani M., Tibaldi E., Falcioni L., Manservisi F., Belpoggi F., The

carcinogenic effects of aspartame: The urgent need for regulatory re-evaluation, Am J Ind Med, 2014, 57(4), s. 383-397.

16. Zwillich T., Aspartame Safety Study Stirs Emotions, Italian Study Shows Sweetener Promotes Cancer in Rats, FDA Says It's Safe, 2007.

17. Tandel. K.R., Sugar substitutes: Health controversy over perceived benefits, J Pharmacol Pharmacother, 2011, 2(4), s. 236-243.

18. Chowaniec J., Hicks R.M., Response of the rat to saccharin with particular reference to the urinary bladder, Br J Cancer, 1979, 39(4), s. 355-375.

19. Reuber M.D., Carcinogenicity of saccharin, Environ Health Perspect, 1978, 25, s.173-200.

20. Kroger M., Meister K., Kava R., Low calorie sweetners and other sugar substitutes:

A review of the safety issues, Compr Rev Food Sci Food Saf, 2006, 5, s. 35-47.

21. National Institutes of Health. National Cancer Institute Artificial Sweeteners and Cancer.

http://www.cancer.gov/about-cancer/causes-prevention/risk/diet/artificial-sweeteners-fact- sheet Available at.

22. Tandel KR., Experimental evaluation of antipyretic and analgesic activities of aspartame, Indian J Pharmacol, 2011, 43(4), s. 486-494.

23. Berry C., Brusick D., Cohen S.M., Hardisty J.F., Grotz Lee., Williams G.M., Sucralose Non-Carcinogenicity: A Review of the Scientific and Regulatory Rationale, Nutr Cancer.

2016 Nov 16, 68(8), s. 1247-1261.

24. Memorandum from Whiteside, Division of Health Effects Evaluation, FDA, to Anderson, Regulatory Policy Branch, February 25, 1999.

25. Brusick D., Grotz V.L., Slesinski R., Kruger C.L., Hayes A.W., The absence of genotoxicity of sucralose, Food Chem Toxicol, 2010, 48(11), s. 3067-3072.

26. Qurrat-ul-Ain, Khan SA. Artificial sweeteners: safe or unsafe? J Pak Med Assoc. 2015;

65(2), s. 225-227.

27. Berry C., Brusick D., Cohen S.M., Hardisty J.F., Grotz V.L., Williams G.M., Sucralose Non-Carcinogenicity: A Review of the Scientific and Regulatory Rationale, Nutr Cancer, 2016, 68(8), s. 1247-1261.

28. Warburg O., Wind F., Negelein E., The metabolism of tumors in the body, J Gen Physiol, 1927, 7, 8(6), s. 519-530.

29. Tasevska N., Jiao L., Cross A. J., Kipnis V., Subar A. F., Hollenbeck A., Schatzkin A., Potischman N., Sugars in diet and risk of cancer in the NIH-AARP, Diet and Health Study, Int J Cancer. 2012, 1, 130(1), s. 159-169.

30. Charrez B., Qiao L., Hebbard L., The role of fructose in metabolism and cancer, Horm Mol Biol Clin Investig, 2015, 22(2), s. 79-89.

31. Ozawa T., Maehara N., Kai T., Arai S., Miyazaki T., Dietary fructose-induced hepatocellular carcinoma development manifested in mice lacking apoptosis inhibitor of macrophage (AIM), Genes Cells, 2016, 21(12), s. 1320-1332.

32. Lindsey K., Boroughs., DeBerardinis R. J., Metabolic pathways promoting cancer cell survival and growth, Nat Cell Biol, 2015, 17(4), s. 351-359.

33. Maehara N., Arai S., Mori M., Iwamura Y., Kurokawa J., Kai T., Kusunoki S., Taniguchi K., Ikeda K., Ohara O., Yamamura K., Miyazaki T., Circulating AIM prevents

hepatocellular carcinoma through complement activation, Cell Rep, 2014, 9,9(1), s. 61-74.

34. Rogozińska I., Wichrowska D., Najpopularniejsze dodatki utrwalające stosowane w nowoczesnej technologii żywności, Inż. Ap. Chem, 2011, 50, 2: 19-21.

35. Domański W., Makles Z., Niebezpieczne nitrozoaminy, CIOP-PIB, Warszawa 2002.

36. Pogoda J.M., Preston-Martin S., Howe G., et al., An international case-control study of maternal diet during pregnancy and childhood brain tumor risk: a histology-specific analysis by food group, Ann Epidemiol, 2009,19, s. 148-160.

37. Dubrow R., Darefsky A. S., Park Y., Mayne S. T., Moore S. C., Kilfoy B., Cross A. J., Sinha R., Hollenbeck A. R., Schatzkin A., Ward M. H., Dietary Components Related to N-Nitroso Compound Formation: A Prospective Study of Adult Glioma Cancer, Epidemiol Biomarkers Prev, 2010, 19(7), s. 1709-1722.

38. Bruning-Fann C.S., Kaneene J.B., The effects of nitrate, nitrite, and N-nitroso compounds on animal health, Vet Hum Toxicol, 1993,35(3), s. 237-253.

39. Nowak A., Libudzisz Z., Karcynogeny w przewodzie pokarmowym człowieka, ŻYWNOŚĆ.

Nauka. Technologia. Jakość, 2008, 4 (59), s. 9-25.

40. Herrmann S.S., Duedahl-Olesen L., Christensen T., Olesen P.T., Granby K., Dietary exposure to volatile and non-volatile N-nitrosamines from processed meat products in Denmark,Food Chem Toxicol. 2015, 80, s. 137-43.

41. Song P., Wu L., Guan W., Dietary Nitrates, Nitrites, and Nitrosamines Intake and the Risk of Gastric Cancer: A Meta-Analysis, Nutrients, 2015, 7(12), s. 9872-9895.

42. Jakszyn P., González C. A., Nitrosamine and related food intake and gastric and oesophageal cancer risk: A systematic review of the epidemiological evidence, World J Gastroenterol, 2006, 21, 12(27), s. 4296-4303.

43. De Mey E., De Maere H., Paelinck H., Fraeye I., Volatile N-nitrosamines in meat products:

Potential precursors, influence of processing, and mitigation strategies, Crit Rev Food Sci Nutr, 2017, 57(13), s. 2909-2923.

44. Risch H.A., Pancreatic cancer: Helicobacter pylori colonization, N-nitrosamine exposures, and ABO blood group, Mol Carcinog, 2012, 51(1), s. 109-118.

45. IARC Monographs evaluate consumption of red meat and processed meat, PRESS RELEASE N° 240, 26 October, 2015, Lyon, France, 26 October 2015 – The International Agency for Research on Cancer (IARC), the cancer agency of the World Health

Organization, has evaluated the carcinogenicity of the consumption of red meat and processed meat.

46. Tsuda S., Murakami M., Matsusaka N., Kano K., Taniguchi K., Sasaki YF., DNA damage induced by red food dyes orally administered to pregnant and male mice, Toxicol Sci, 2001, 61(1), s. 92-99.

47. Shimada C., Kano K., Sasaki Y.F., Sato I, Tsudua S., Differential colon DNA damage induced by azo food additives between rats and mice, J Toxicol Sci, 2010, 35(4), s. 547-554.

48. Rovina K., Siddiquee S., Shaarani S.M., Extraction, Analytical and Advanced Methods for Detection of Allura Red AC (E129) in Food and Beverages Products, Front Microbiol, 2016, 27,7, s.798.

49. European Food Safety Authority (EFSA)., Scientific Opinion on the re-evaluation of Allura Red (E 129) as a food additive, EFSA J, 2009, 7, s. 1327-1363.

50. Borzelleca J.F., Olson J.W., Reno FE., Lifetime toxicity/carcinogenicity studies of FD & C red no. 40 (allura red) in mice, Food Chem Toxicol, 1991, 29(5), s. 313-319.

51. EFSA. 2010. Scientific Report of EFSA, Results of the monitoring of dioxin levels in food and feed, EFSA Journal 2010,8(3), s. 1385.

52. Sadowski M., Grochowalski A., Trwałe zanieczyszczenia organiczne. Tom I – Ocena sytuacji w Polsce, Dział Wydawniczy Instytutu Ochrony Środowiska, Warszawa 2003, ISBN 83-85805-87-7, s. 80-85.

53. Marinković N., Pašalić D., Ferenčak G., Gršković B., Rukavina S.A., Dioxins and human toxicity, Arh Hig Rada Toksikol, 2010, 61(4), s. 445-453.

54. Wang L., Weng S., Wen S., Shi T., Sun G., Zeng Y., Qi C., Chen W., Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans and their association with cancer mortality among workers in one automobile foundry factory, Sci Total Environ, 2013, 15,443, s. 104-111.

55. Stec M., Kurzeja E, Kościołek A, Pawłowska-Góral K., Zagrożenia wynikające z narażenia na dioksyny i dioksynopodobne polichlorowane bifenyle, Probl Hig Epidemiol, 2012, 93(4), s. 639-646.

56. Kitamura K., Kikuchi Y., Watanabe S., Waechter G., Sakurai H., Takada T., Health effects of chronic exposure to polychlorinated dibenzo-P-dioxins (PCDD), dibenzofurans (PCDF) and coplanar PCB (Co-PCB) of municipal waste incinerator workers, J Epidemiol, 2000, 10(4), s. 262-270.

57. Vaughn B., Winquist A., Steenland K., Perfluorooctanoic Acid (PFOA) Exposures and incident cancers among adults living near a chemical plant, Environ Health Perspect, 2013, 121(11-12), s. 1313-1318.

58. Steenland K., Tinker S., Frisbee S., Ducatman A., Vaccarino V., Association of

Perfluorooctanoic Acid and Perfluorooctane Sulfonate With Serum Lipids Among Adults Living Near a Chemical Plant, American Journal of Epidemiology, 2009, 170(10), s. 1268-1278.

59. Zin M., Technologia żywności i żywienia, Wydawnictwo Uniwersytetu Rzeszowskiego, 2014, ISBN: 978-83-7996-051-4.

60. Grimm H.U., Chemia w pożywieniu. Jak działają dodatki do żywności i dlaczego nam szkodzą, Wydawnictwo Vital, 2015, ISBN: 9788364278280.

61. Żyżelewicz D., Nebesny E., Oracz J., Akrylamid – powstawanie, właściwości

fizykochemiczne i biologiczne, BROMAT. CHEM. TOKSYKOL, – XLIII, 2010, 3, s. 2-5.

62. Muttucumaru N., Powers S. J., Elmore J. S., Acrylamide-forming potential of potatoes grown at different locations, and the ratio of free asparagine to reducing sugars at which free asparagine becomes a limiting factor for acrylamide formation, Food Chem, 2017, 1, 220: 76-86.

63. Virk-Baker. M.K., Nagy T.R., Barnes S., Groopman J., Dietary Acrylamide and Human Cancer: A Systematic Review of Literature, Nutr Cancer, 2014, 66(5), s. 774-790.

64. Obón-Santacana M., Kaaks R., Dietary intake of acrylamide and endometrial cancer risk in the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition cohort, Br J Cancer, 2014, 26, 111(5), s. 987-997.

65. Slattery M.L., Benson J., Ma K.N., Schaffer D., Potter J.D., Trans-fatty acids and colon cancer, Nutr Cancer, 2001, 39(2), s. 170-175.

66. Laake I, Carlsen M.H., Pedersen J.I., Weiderpass E., Selmer R., Kirkhus B., Thune I., Veierød MB., Intake of trans fatty acids from partially hydrogenated vegetable and fish oils and ruminant fat in relation to cancer risk, Int J Cancer, 2013, 15,132(6), s. 1389-1403.

67. Longhi R., Almeida R.F., Pettenuzzo L.F., Souza D.G., Machado L., Quincozes-Santos A., Souza D.O., Effect of a trans fatty acid-enriched diet on mitochondrial, inflammatory, and oxidative stress parameters in the cortex and hippocampus of Wistar rats, Eur J Nutr, 2017, doi: 10.1007/s00394-017-1474-3.

68. Olsen A., Christensen J., Outzen M., Olesen P.T., Frandsen H., Overvad K., Halkjær J., Pre-diagnostic acrylamide exposure and survival after breast cancer among

postmenopausal Danish women, Toxicology, 2012, 14,296(1-3), s. 67-72.

69. D'Elia L, Galletti F, Strazzullo P., Dietary salt intake and risk of gastric cancer, Cancer Treat Res,. 2014,159, s. 83-95.

70. Wang X., Terry P.D., Yan H., Review of salt consumption and stomach cancer risk: Epide- miological and biological evidence, World J Gastroenterol, 2009, 14, 15(18), s. 2204-2213.

71. Tuchowska P., Worach-Kardas H., Marcinkowski J.T., Najczęstsze nowotwory złośliwe w Polsce – główne czynniki ryzyka i możliwości optymalizacji działań profilaktycznych, Probl Hig Epidemiol, 2013, 94(2), s. 166-171.

72. Ciemniak A., Chrąchol L., Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) w zbożowych produktach śniadaniowych, Rocz Panstw Zakl Hig, 2008, 59(3), s. 301-307

73. Pokhrel B., Gong P., Wang X., Wang C., Gao S., Polycyclic aromatic hydrocarbons in the urban atmosphere of Nepal: Distribution, sources, seasonal trends, and cancer risk. Sci Total Environ. 2017, 17: S0048-9697(17)32680-3.

74. Moorthy B., Chu C., Carlin DJ., Polycyclic aromatic hydrocarbons: from metabolism to lung cancer,Toxicol Sci, 2015, 145(1), s. 5-15.

75. Diggs D.L., Huderson A.C., Harris K L., Myers J.N., Banks L.D., Rekhadevi P.V., Niaz M.S., Ramesh A., Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and digestive tract cancers – a pers- pective. J Environ Sci Health C Environ Carcinog Ecotoxicol Rev. 2011, 29(4), s. 324-357.

76. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Chapter 5.9 PAHs Air Quality Guidelines – Second Edition, WHO Regional Office for Europe, Copenhagen, Denmark, 2000.

77. Kowalska D., Gruczyńska E., Kowalska M., Chloropropanole, chloropropanodiole i ich estry w żywności, Żywn Nauk Technol Jakość, 2015, 4(101), s. 5-20.

78. Ozcagli E., Alpertunga B., Fenga C., Berktas M., Tsitsimpikou C., Wilks M.F., Tsatsakis Α.M., Effects of 3-monochloropropane-1,2-diol (3-MCPD) and its metabolites on DNA damage and repair under in vitro conditions, Food Chem Toxicol, 2016, 89, s. 1-7.

79. Turek E., 3-Monochloropropano-1,2-Diol (3-MCPD) w diecie i jego znaczenie dla zdrowia człowieka, Probl Hig Epidemiol, 2017, 98(1), s. 1-8.

80. 3-monochloro-1,2-propanediol, IARC Monographs, 2013, 101: 349-374.

81. Breitling-Utzmann C.M., Hrenn H., Haase N.U., Unbehend G.M., Influence of dough ingredients on 3-chloropropane-1,2-diol (3-MCPD) formation in toast, Food Addit Contam, 2005, 22(2), s. 97-103.

82. Rahn A.K.K., Yaylayan V.A., What do we know about the molecular mechanism of 3-MCPD esters formation? Eur J Lipid Sci Tech, 2011, 113(3), s. 323-329

83. FAO/WHO. Discussion paper on chloropropanols derived from the manufacture of acid- HVP and the heat processing of food, Codex Committee on Contaminants in Foods first session, Beijing, China, 16-20 April 2007.

84. Onami S., Cho Y.M., Toyoda T., Horibata K., Ishii Y., Umemura T., Honma M., Nohmi T., Nishikawa A., Ogawa K., Absence of in vivo genotoxicity of 3-monochloropropane-1,2- diol and associated fatty acid esters in a 4-week comprehensive toxicity study using F344 gpt delta rats. Mutagenesis, 2014, 29(4), s. 295-302.

85. 3-monochloro-1,2-propanediol. Some Chemicals Present in Industrial and Consumer Products, Food and Drinking-Water. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, No. 101. Lyon (FR), s. International Agency for Research on Cancer, 2013.

86. Senyildiz M, Alpertunga B, Ozden S., DNA methylation analysis in rat kidney epithelial cells exposed to 3-MCPD and glycidol, Drug Chem Toxicol, 2017, 40(4), s. 432-439.

87. Sungur Ş, Köroğlu M, Özkan A., Determinatıon of bisphenol a migrating from canned food and beverages in markets, Food Chem, 2014, 1,142, s. 87-91.

88. Paulose T, Speroni L, Sonnenschein C, Soto AM., Estrogens in the wrong place at the wrong time: Fetal BPA exposure and mammary cancer. Reprod Toxicol. 2015, 54: 58-65.

89. Gao H., Yang B., Li N., Feng L., Shi X., Zhao W., Liu S., Bisphenol A and Hormone- Associated Cancers: Current Progress and Perspectives Medicine (Baltimore), 2015, 94(1), s. e211.

90. Fitzgerald A. C., Peyton C., Dong J., Thomas P., Bisphenol A and Related Alkylphenols Exert Nongenomic Estrogenic Actions Through a G Protein-Coupled Estrogen Receptor 1

(Gper)/Epidermal Growth Factor Receptor (Egfr) Pathway to Inhibit Meiotic Maturation of Zebrafish Oocytes, Biol Reprod, 2015, 93(6), s. 135.

91. Jenkins S., Wang J., Eltoum I., Desmond R., Lamartiniere C. A., Chronic Oral Exposure to Bisphenol A Results in a Nonmonotonic Dose Response in Mammary Carcinogenesis and Metastasis in MMTV-erbB2 Mice, Environ Health Perspect, 2011, 119(11), s. 1604-1609.

92. Rochester J.R., Bisphenol A and human health: a review of the literature, Reprod Toxicol, 2013, 42: 132-155.

93. Provvisiero D.P., Pivonello C., Muscogiuri G., Negri M., de Angelis C., Simeoli C., Pivonello R., Colao A., Influence of Bisphenol A on Type 2 Diabetes Mellitus, Int J Environ Res Public Health, 2016, 6, 13(10), E989.

94. WHO/FAO., Toxicological and health aspects of bisphenol A. Report of Joint FAO/WHO Expert Meeting 2-5 November 2010 And Report of Stakeholder Meeting on Bisphenol A, 2010 Ottawa, Canada.

95. Konieczna A., Rutkowska A., Rachoń D., Health risk of exposure to Bisphenol A (BPA), Rocz. Panstw. Zakl. Hig, 2015,66(1), s. 5-11.

96. Borchers A., Teuber S.S., Keen C.L., Gershwin M.E., Food safety, Clin Rev Allergy Immunol, 2010, 39(2), s. 95-141.

Substancje niebezpieczne w żywności wykazujące działanie rakotwórcze i mutagenne

Abstrakt

Zbilansowane i zróżnicowane odżywianie jest jednym z istotnych czynników ograniczających ryzyko rozwoju wielu typów nowotworów. Prawidłowo skomponowana dieta, której podstawą jest różnorodność spożywanych produktów, pomaga chronić również przed chorobami dietozależnymi, takimi jak: cukrzyca, otyłość, choroby sercowo-naczyniowe, czy osteoporoza. Z badań naukowych wynika jednak, że konsumpcja niektórych produktów żywnościowych może inicjować proces nowotworzenia, przyspieszać wzrost już istniejących komórek nowotworowych w organizmie oraz prowadzić do rozwoju nowotworów złośliwych. Składniki o charakterze rakotwórczym obecne w żywności zwiększają również ryzyko naw- rotu chorób nowotworowych po zakończeniu leczenia. Część szkodliwych substancji jest dodawana do żywności w trakcie procesu technologicznego, natomiast część z nich powstaje podczas przetwórstwa żywności na skutek działania szeregu czynników technologicznych jak: wysoka temperatura, promie- niowanie mikrofalowe, procesy hydrolizy lub uwodorniania żywności. W trakcie tych procesów może dochodzić do wydzielania się do masy lub objętości produktów żywnościowych pojedynczych lub złożonych mieszanin substancji szkodliwych o różnym charakterze chemicznym oraz biologicznym, a tym samym zróżnicowanym stopniu i mechanizmie kancerogenności. Źródłem toksyczności dla organizmu człowieka mogą być zarówno same składniki produktów żywnościowych, jak również substancje modyfikujące ich właściwości sensoryczne oraz substancje wchodzące w skład środków konserwujących żywność. Narażenie konsumentów na kancerogenne substancje pochodzenia biologicznego i chemicznego może występować nie tylko podczas konsumpcji żywności, ale również podczas przebywania w pobliżu miejsca, gdzie są przygotowywane lub przechowywane produkty żywnościowe.

Przedstawiony rozdział charakteryzuje zagrożenia wynikające ze spożywania określonych rodzajów współczesnej żywności. Rozdział wskazuje na możliwości podjęcia działań profilaktycznych jakie należy podjąć w trakcie kulinarnej obróbki żywności, by zmniejszyć stopień oddziaływania związków kancero- gennych na organizm człowieka.

Słowa kluczowe: substancje toksyczne, substancje kancerogenne, przetwarzanie żywności, dodatki do żywności

Hazardous substances in food with carcinogenic or mutagenic effects

Abstract

Balanced and differential nutrition is one of the important factors limiting the risk of development of many types of cancer. A well-balanced diet based on a variety of products also helps protect against other civilization diet-related diseases such as: diabetes, obesity, cardiovascular disease and osteoporosis.

However, scientific studies show that the consumption of certain food products can initiate the process of tumor growth or accelerate the growth of already existing cancer cells in the body and development of malignant neoplasm. Carcinogenic components present in foods also increases the risk of cancer recurrence after treatment.

Some of the harmful substances are added to the food during the technological process, while some of them are produced during food processing due to a number of technological factors such as high temperature, microwave radiation, hydrolysis or hydrogenation of food. During these processes, it may secretes to the volume or weight of the foodstuffs single or complex chemical and biological harmful substances, which have a differentiated degree and mechanism of carcinogenicity. The source of toxicity for human can be both the ingredients of food products as well as the substances modifying their sensory properties or substances that preserve food. The exposure of consumers to biological and chemical carcinogenic substances can occur not only during food consumption but also during technological processing of food.

The presented chapter characterizes threats resulting from the consumption of certain types of modern food. The chapter indicates the possibilities of taking preventive measures which should be taken during culinary food processing to reduce the degree of the carcinogenic compounds' influence on the human body.

Keywords: toxic substances, carcinogenic substances, food processing, food additives,