Токсичність меламіну та Американське товариство нефрологів нирок
Анотація
Токсичність меламіну привернула увагу лікарів в результаті недавнього періоду пошкодження нирок після впливу забрудненого меламіном молока в Китаї. Меламін - це органічна азотиста сполука, що використовується у виробництві пластмас, барвників, добрив та тканин. У поточному інциденті до молока додавали меламін, щоб підвищити хибні результати аналізу вмісту білка. Різні токсичні ефекти меламіну, включаючи нефролітіаз, хронічне запалення нирок та карциному сечового міхура, були вивчені на тваринах. Тут ми розглядаємо епідеміологію, клінічні особливості та результати розслідування щодо єдиного спалаху отруєння меламіном у людей. Ми також вивчаємо токсичність меламіну та ціанурової кислоти для нирок - побічний продукт її синтезу - та пов’язані з ними фактори ризику при впливі та надаємо вказівки щодо рівнів у продуктах.
Меламин був невідомою речовиною для нефрологів до сьогодні. Хоча вивчався як сечогінний засіб 50 років тому1, він ніколи не вступав у клінічну практику з розробкою інших сильнодіючих та безпечних засобів для натурезу. Ця сполука стала головною новиною нещодавно після виникнення спалаху сечокам’яної хвороби у немовлят та дітей, які споживають забруднене меламіном молоко в Китаї. Нефротоксичний ефект меламіну заслуговує на увагу нефрологів, педіатрів, урологів та рентгенологів.
ЩО ТАКЕ МЕЛАМІН?
Меламін - це органічна основа, комерційно синтезована із сечовини з проміжним етапом отримання ціанової кислоти (табл. 1). Реакція також призводить до утворення інших побічних продуктів, включаючи ціанурову кислоту, аммелін та аммелід (рис. 1). Меламін - це 66% азоту за молекулярною масою. Промисловість поєднує його з формальдегідом, виробляючи меламінову смолу, дуже міцний термореактивний пластик та пінку меламіну, полімерний миючий засіб. Інші комерційні продукти, що містять меламін, включають стільниці, дошки для сухого стирання, тканини, клеї, посуд та антипірени. Меламін також є одним з основних компонентів пігменту жовтого кольору 150, який є барвником для чорнил та пластмас. Це також похідне миш'якових препаратів, і Меларсопрол - один із таких препаратів, що використовується для лікування африканського трипаносомозу. Починаючи з 1958 року, меламін застосовують у добривах і іноді пропонують його як небілковий азотистий джерело для годівлі худоби. Однак згодом було показано, що воно є неефективним небілковим джерелом азоту для тварин через його повільний гідроліз у жуйних (Таблиця 1).
Хімічна структура меламіну: У молекулі меламіну є шість атомів азоту, що становить 66% молекулярної маси. Назва Міжнародного союзу чистої та прикладної хімії: 1,3,5-триазин-2,4,6-триамін; інші назви: ціануротріамід, ціануротріамін або ціанурамід.
Короткий зміст хімічних властивостей меламіну 2
ЧОМУ МЕЛАМІН З'ЯВИВСЯ В МОЛОКІ?
Нещодавно в молоко додавали меламін, щоб помилково підвищити вміст його білка методом Кельдаля (рис. 2). Перший етап методу Кельдаля виявляє не тільки азот у білку, але й азот у всіх органічних азотистих сполуках, включаючи меламін. По суті, азот в аналізі реагує з сірчаною кислотою, утворюючи сульфат амонію. Потім додають невелику кількість гідроксиду натрію, і сіль амонію перетворюється назад в аміак. Аміак знову реагує з сірчаною кислотою, а залишок кислоти кількісно визначають додаванням карбонату натрію з метилоранжевим показником рН для кількісного визначення кількості амонійної солі (рис. 2).
Метод Кельдаля, універсально застосовуваний кількісний метод для оцінки вмісту білка в їжі.
Додавання 1 г меламіну в 1 л молока помилково збільшує вміст білка на 0,4%. Коли меламін розчиняється при кімнатній температурі, 3,1 г меламіну можна розчинити у воді без утворення осаду, а вміст білка помилково збільшиться на 1,2%. Це може приблизно призвести до завищення вмісту білка в рідкому молоці на 30%. У разі сухого молока кількість доданого меламіну може бути більшим через його більшу розчинність при більш високій температурі при додаванні теплої води.
МЕТАБОЛІЗМ У ТВАРИН
Меламін не метаболізується тваринами і швидко виводиться із сечею. Понад 90% проглоченого меламіну виводиться протягом 24 годин. Період напіввиведення екскреції меламіну в дослідженнях на тваринах коливався від 2,7 до 4,04 год. 2,3 Рівні меламіну в крові, печінці або плазмі подібні. 2 Об'єм розподілу меламіну у свиней становить 0,61 ± 0,04 л/кг, і він не розподіляється широко у більшості тканин органу. 3 Це дослідження на свинях також підтверджує виведення меламіну, що найкраще підходить для однокамерної моделі, в якій меламін має період напіввиведення 4,04 ± 0,37 год та нирковий кліренс 0,11 ± 0,01 л/год на кг (приблизно 27 мл/хв. ). 3
ТОКСИЧНІСТЬ МЕЛАМІНУ
Досліджень щодо токсичності меламіну, який приймається перорально у людей, не існує. Дані про токсичність в основному походять із досліджень на вівцях, котах, собаках, мишах та щурах. Токсичність можна класифікувати як гостру або хронічну. Найбільш поширеною токсичністю є ниркова токсичність, яка також є найбільш проблемною для нефрологів.
Гостра токсичність у тварин
Меламін має низьку гостру токсичність; LD50, летальна доза сполуки, яка призведе до смерті 50% випробуваних тварин, для меламіну у щурів становить 3,161 г/кг маси тіла. 4 Гостра шкірна токсичність у кроликів проявляється, коли вплив становить> 1 г/кг маси тіла. 5
Прямий контакт призводить до подразнення шкіри та очей, а вдихання викликає подразнення дихальних шляхів. Прийом всередину всередину впливає на травний тракт, проявляючись нудотою, блювотою та діареєю. 6
Гостру токсичність для нирок найкраще ілюструє дослідження овець, проведене в 1953 р. 7 Коли овець годували одноразовою пероральною дозою 100 г меламіну, всі вони померли до 11-го дня. Коли вводили добову дозу від 25 до 50 г меламіну протягом 7 - 9 днів, знову всі вівці загинули. Вони зазнали гострої ниркової недостатності з підвищенням вмісту в крові азоту сечовини та креатиніну з подальшою олігурією, яка передувала смерті. Післясмертні обстеження виявили кристали в канальцях нирок, нефроз та геморагічний цистит. Коли опромінення було зменшено до 10 г/день меламіну протягом 16 - 31 днів, дві третини овець загинули. Знову ж перед смертю вони зазнали втрати апетиту, олігурії та підвищення рівня азоту сечовини та креатиніну в крові. Посмертні аналізи за цих умов також виявили відкладення кристалів у нирках.
Хронічна токсичність у тварин
Тривалий вплив меламіну знижує фертильність і призводить до токсичності для плода в дослідженнях на тваринах. Класичний опис змін сечі, пов’язаних із хронічним впливом меламіну, датується 1953 роком, коли лабораторії Хазлетон провели експеримент на собаках, годуючи їх 3% (30000 ppm) меламіну в їжі протягом 1 року. 8 Були відзначені характерні зміни сечі, включаючи зменшення питомої ваги, збільшення виходу сечі, кристалурію меламіну та протеїнурію з мікроскопічною гематурією. Найчастіше повідомляється про хронічну ниркову токсичність - каменеутворення. Існує невизначеність щодо того, чи призводить меламін до хронічного пошкодження нирок, крім агресивного утворення каменів.
Формування сечового каменю
Більшість досліджень на тваринах щодо підгострого або хронічного впливу меламіну виявляють утворення каменів. Захворюваність коливається від 5 до 100% залежно від дозування меламіну, статі та кількості споживання води. 4,9 До складу каменів входить або комбінація меламіну та сечової кислоти, або меламіну в матриці білка, сечової кислоти та фосфату. 10