Минимальная инфицирующая доза

Концепция минимальной инфекционной дозы ( МИД ), также известной как инфекционная доза , традиционно использовалась для инфекционных микроорганизмов , которые загрязняют пищевые продукты. МИД определялась как количество потребленных микроорганизмов (доза), от которых у потребителя наблюдается патология . Например, чтобы вызвать желудочно-кишечные расстройства , пища должна содержать более 100 000 сальмонелл на грамм или 1000 на грамм для сальмонеллеза . ^[1] Однако некоторым вирусам, таким как DHBV (вирус гепатита В уток), требуется всего 9,5 x 10(9) вируса на миллилитр, чтобы вызвать инфекции печени ^[2] . Чтобы узнать потребленную дозу, необходимо также знать массу порции. Это можно рассчитать по следующей формуле:

{\ce {d\ =\ c\times m}}

где:

${\ce {d}}$ = количество бактерий, т.е. доза
${\ce {c}}$ = концентрация бактерий
${\ce {м}}$ = масса ^{[ требуется ссылка ]}

Данная формулировка послужила основой для обоснования установления максимально допустимых микробиологических нормативных концентраций, направленных на защиту здоровья потребителей.

Зависимость доза-эффект и зависимость доза-реакция

Концепция зависимости «доза-реакция» появилась в 1493 году, но ее современное использование относится к 20-му веку ^[3]^[4] , когда количественная оценка риска оформилась как дисциплина в области безопасности пищевых продуктов.

Инфекционная бактерия в пище может вызывать различные эффекты, такие как диарея , рвота , сепсис , менингит , синдром Гийена-Барре и смерть. В большинстве случаев, по мере увеличения дозы, тяжесть патологических эффектов увеличивается, и часто можно установить «доза-эффект». Например, чем выше доза сальмонеллы , тем сильнее диарея вскоре после приема пищи, пока она не достигнет своего максимума.

Однако среди людей, принявших одинаковую дозу, не все оказались затронуты. Доля затронутых людей называется реакцией. Таким образом, зависимость доза-реакция для данного эффекта (например, диарея) — это связь между дозой и вероятностью проявления этого эффекта. Когда реакция составляет менее 10%, наблюдается строго пропорциональная связь между дозой и реакцией:

{\ce {P\ \propto r\times d}}

где:

${\ce {P}}$ = вероятность рассматриваемого эффекта
${\ce {r}}$ = ответ
д = дозировка

Не следует путать зависимость «доза-эффект» и зависимость «доза-реакция».

Последствия

Существование этой связи имеет первое важное следствие: коэффициент пропорциональности, обозначаемый буквой r, точно соответствует вероятности рассматриваемого эффекта, когда доза равна одной бактериальной клетке. В результате минимальная инфицирующая доза точно равна одной бактериальной клетке, что отклоняется от традиционного представления о MID. Пропорциональность имеет второе следствие: когда доза делится на десять, вероятность наблюдения эффекта также делится на десять.

Кроме того, это отношение без порога. В промышленной практике делается все, чтобы снизить вероятность того, что порция содержит бактерию. Поэтому на рынке есть продукты питания, в которых, например, только одна порция из ста загрязнена. Вероятность рассматриваемого эффекта тогда составляет r / 100. Если загрязнен один из десяти тысяч, вероятность возрастает до r / 10 000 и так далее. Линия, представляющая отношение, может быть продолжена до нуля: порога нет.

Если вероятность не быть инфицированным при воздействии одной бактерии равна , то вероятность не быть инфицированным $n$ бактериями будет равна , поэтому вероятность быть инфицированным равна Для читателей, знакомых с понятием D50 (доза, вызывающая эффект у 50% потребителей, подвергшихся воздействию опасности), в большинстве случаев применимо следующее соотношение: $1-р$ $(1-r)^{n}\approx \exp(-nr),$ $1-\exp(-nr).$

{\ce {D50\ =\ -Ln(0.50)\ /\ r\ \approx 0.7\ /\ r}}

Сравнения

Чтобы сравнить зависимости доза-реакция для различных эффектов, вызванных одной и той же бактерией, или для одного и того же эффекта, вызванного разными бактериями, можно напрямую сравнить значения r; также его можно использовать для оценки эффективности таких лекарств, как антибиотики. ^[5] Однако может быть проще сравнить дозы, вызывающие эффект у 50% или 1% потребителей. Это значения D1 (доза, вызывающая эффект, рассматриваемый у 1% потребителей, подвергшихся опасности): ^{[ необходима цитата ]}

Escherichia coli (EHEC), гемолитико-уремический синдром у детей до 6 лет: 8,4 бактериальных клеток;
Escherichia coli (EHEC), гемолитико-уремический синдром у детей в возрасте от 6 до 14 лет: 41,9 бактериальных клеток;
Listeria monocytogenes , тяжелый листериоз среди населения в целом: 4,2x10 ¹¹ бактериальных клеток;
Listeria monocytogenes , тяжелый листериоз у восприимчивой популяции: 9,5x109 ^{бактериальных} клеток.

Эти примеры подчеркивают две важные вещи: ^{[ по мнению кого? ]}

D1 и r зависят не только от бактерии и рассматриваемого эффекта, но и от принадлежности к категориям потребителей, восприимчивых к заболеванию; следовательно, существует столько кривых «доза-реакция», сколько существует патогенов, эффектов для здоровья и чувствительности подвергшихся воздействию лиц;
Для бактерий из приведенных выше примеров порядки величин значений D1 существенно различаются. Поэтому гигиенические практики и меры контроля, которые предприятия пищевой цепи должны применять против этих бактерий, несопоставимы.

Управление рисками

Хотя потребление низкой дозы патогенной бактерии связано с низкой вероятностью заболевания, заражение все равно возможно. Это способствует спорадическим случаям пищевых заболеваний среди населения. В пище нет концентрации бактерий, ниже которой гарантируется отсутствие эпидемии .

Токсигенные бактерии

Некоторые пищевые бактерии могут вызывать заболевания, вырабатывая токсины , а не инфекции, как ETEC . Некоторые синтезируют токсин только тогда, когда их концентрация в пище перед приемом пищи превышает пороговое значение, например, Staphylococcus aureus и Bacillus cereus . Понятие MID к ним не применимо, но существует концентрация, ниже которой они не представляют опасности для здоровья потребителя.

Смотрите также

Ссылки

Стелла, П., Серф, О., Кутсуманис, КП, Нгуен-Тхе, К., Софос, Дж. Н., Валеро, А. и Цвитеринг, М. Х. (2013) Рейтинг микробиологической безопасности пищевых продуктов: новый инструмент и его применение к составным продуктам. Тенденции в пищевой науке и технологии 33 (2): 124–138.
ANSES, Французское агентство по продовольствию, окружающей среде и охране труда, относит к уязвимым группам населения «лиц с более высокой, чем средняя, вероятностью развития симптомов заболевания или серьезных форм заболевания после воздействия опасного пищевого продукта».

^ Канада, Агентство общественного здравоохранения (2001-09-17). "Паспорта безопасности патогенов: инфекционные вещества – Salmonella enterica spp". www.canada.ca . Получено 2024-03-05 .
^ Jilbert, Allison R.; Miller, Darren S.; Scougall, Cathy A.; Turnbull, Helen; Burrell, Christopher J. (декабрь 1996 г.). «Кинетика заражения вирусом гепатита B у уток после инокуляции низкой дозой вируса: один геном ДНК вируса заразен у новорожденных уток». Вирусология . 226 (2): 338–345. doi : 10.1006/viro.1996.0661 . ISSN 0042-6822. PMID 8955053.
^ Waddell, William J. (февраль 2010 г.). «История реакции на дозу». Журнал токсикологических наук . 35 (1): 1–8. doi :10.2131/jts.35.1. ISSN 1880-3989. PMID 20118619.
^ Калабрезе, Эдвард Дж. (июль 2002 г.). «Гормезис: изменение взгляда на дозозависимый ответ, личный отчет об истории и текущем статусе». Mutation Research . 511 (3): 181–189. doi :10.1016/s1383-5742(02)00013-3. ISSN 0027-5107. PMID 12088716.
^ MacNair, Craig R.; Stokes, Jonathan M.; French, Shawn; Myers, Cullen L.; Iyer, Kali R.; Brown, Eric D. (15.12.2016). «Клеточный подход к характеристике антимикробных соединений с помощью кинетической зависимости реакции от дозы». Bioorganic & Medicinal Chemistry . 24 (24): 6315–6319. doi :10.1016/j.bmc.2016.09.053. ISSN 1464-3391. PMID 27713016.