В органической химии нитрозамины ( или более формально N -нитрозамины ) представляют собой органические соединения с химической структурой R 2 N-N=O , где R обычно представляет собой алкильную группу . [1] Они содержат нитрозогруппу ( NO + ), связанную с депротонированным амином . Большинство нитрозаминов канцерогенны для животных, кроме человека. [2] Систематический обзор 2006 года подтверждает «положительную связь между потреблением нитритов и нитрозаминов и раком желудка, между потреблением мяса и обработанного мяса и раком желудка и раком пищевода, а также между потреблением консервированной рыбы, овощей и копченых продуктов и раком желудка, но не окончательный». [3]
Химия
Органическая химия нитрозаминов хорошо развита в отношении их синтеза, строения и реакций. [5] [6] Обычно их получают реакцией азотистой кислоты ( HNO 2 ) и вторичных аминов, хотя другие источники нитрозила (например, N2О4, NOCl , RONO ) оказывают тот же эффект: [7]
HONO + R 2 NH → R 2 N-NO + H 2 O
Азотистая кислота обычно возникает в результате протонирования нитрита . Этот метод синтеза актуален для получения нитрозаминов в некоторых биологических условиях. [ нужна цитация ] Нитрозирование также частично обратимо; Арилнитрозамины перегруппировываются с образованием пара -нитрозоариламина в результате перегруппировки Фишера-Хеппа . [8]
Что касается структуры, то ядро C 2 N 2 O нитрозаминов плоское, как установлено методом рентгеновской кристаллографии . Расстояния NN и NO составляют 132 и 126 пм соответственно в диметилнитрозамине , [9] одном из простейших представителей большого класса N-нитрозаминов.
Нитрозамины не являются прямыми канцерогенами. Метаболическая активация необходима для превращения их в алкилирующие агенты , которые модифицируют основания ДНК, вызывая мутации. Конкретные алкилирующие агенты различаются в зависимости от нитрозамина, но предполагается, что все они имеют алкилдиазониевые центры. [10] [4]
История и возникновение
В 1956 году два британских учёных, Джон Барнс и Питер Маги, сообщили, что простой представитель большого класса N-нитрозаминов, диметилнитрозамин , вызывает опухоли печени у крыс. Последующие исследования показали, что примерно 90% из 300 протестированных нитрозаминов были канцерогенными для самых разных животных. [11]
Воздействие табака
Обычным способом воздействия нитрозаминов на обычных потребителей является употребление табака и сигаретный дым. [10] Специфические для табака нитрозамины также можно обнаружить в американском нюхательном табаке , жевательном табаке и, в гораздо меньшей степени, в снюсе (127,9 частей на миллион для американского нюхательного табака по сравнению с 2,8 частей на миллион в шведском нюхательном табаке или снюсе). [12]
Диетическое воздействие
Нитрозосоединения реагируют с первичными аминами в кислой среде с образованием нитрозаминов, которые в метаболизме человека превращаются в мутагенные диазосоединения . При копчении мяса образуются небольшие количества нитро- и нитрозосоединений ; токсичность этих соединений предохраняет мясо от бактериальной инфекции . После завершения отверждения концентрация этих соединений со временем снижается. Их присутствие в готовых продуктах жестко регулировалось после нескольких случаев пищевых отравлений в начале 20- го века, [13], но потребление большого количества обработанного мяса все еще может вызывать небольшое повышение риска рака желудка и пищевода и сегодня. [14] [15] [16] [17]
Эффекты нитрозосоединений резко различаются в желудочно-кишечном тракте и в зависимости от диеты. Нитрозосоединения, присутствующие в кале, не вызывают образования нитрозаминов, поскольку стул имеет нейтральный pH . [19] [20] Желудочная кислота действительно вызывает образование соединений нитрозаминов, но этот процесс ингибируется, когда концентрация аминов низкая (например, диета с низким содержанием белка или отсутствие ферментированной пищи). Процесс также может ингибироваться в случае высокой концентрации витамина С (аскорбиновой кислоты) (например, при диете с высоким содержанием фруктов). [21] [22] [23] Однако, когда 10% еды составляет жир, эффект меняется на обратный, и аскорбиновая кислота заметно увеличивает образование нитрозаминов. [24] [25]
Альткофер, Вернер; Брауне, Стефан; Эллендт, Кэти; Кеттль-Грёммингер, Маргит; Штайнер, Габриэле (2005). «Миграция нитрозаминов из резиновых изделий – вредны ли баллоны и презервативы для здоровья человека?». Молекулярное питание и пищевые исследования . 49 (3): 235–238. doi : 10.1002/mnfr.200400050. ПМИД 15672455.
Проктор, Роберт Н. (2012). Золотой Холокост: истоки сигаретной катастрофы и аргументы в пользу ее отмены . Беркли: Издательство Калифорнийского университета. ISBN 9780520950436. OCLC 784884555.
Рекомендации
^ Борода, Джессика С.; Свагер, Тимоти М. (21 января 2021 г.). «Руководство химика-органика по N-нитрозаминам: их структура, реакционная способность и роль в качестве загрязнителей». Журнал органической химии . 86 (3): 2037–2057. дои : 10.1021/acs.joc.0c02774 . ПМЦ 7885798 . ПМИД 33474939.
^ Якшин, Паула; Гонсалес, Карлос (2006). «Нитрозамин и связанное с ним потребление пищи и риск рака желудка и пищевода: систематический обзор эпидемиологических данных». Всемирный журнал гастроэнтерологии . 12 (27): 4296–4303. дои : 10.3748/wjg.v12.i27.4296 . ПМЦ 4087738 . ПМИД 16865769.
^ аб Трикер, Арканзас; Пройсманн, Р. (1991). «Канцерогенные N -нитрозамины в пище: возникновение, образование, механизмы и канцерогенный потенциал». Исследования мутаций/Генетическая токсикология . 259 (3–4): 277–289. дои : 10.1016/0165-1218(91)90123-4. ПМИД 2017213.
^ Ансельм, Жан-Пьер (1979). «Органическая химия N -нитрозаминов: краткий обзор».N -нитрозамины . Серия симпозиумов ACS. Том. 101. стр. 1–12. дои : 10.1021/bk-1979-0101.ch001. ISBN 0-8412-0503-5.
^ Фогель, А.И. (1962). Практическая органическая химия (3-е изд.). Впечатление. п. 1074.
^ Смит, Майкл Б.; Марч, Джерри (2007), Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, стр. 846–847, ISBN978-0-471-72091-1
^ Смит, Майкл Б.; Марч, Джерри (2007), Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, с. 739, ISBN978-0-471-72091-1
^ аб Хехт, Стивен С. (1998). «Биохимия, биология и канцерогенность табачных N -нитрозаминов». Химические исследования в токсикологии . 11 (6): 559–603. дои : 10.1021/tx980005y. ПМИД 9625726.
^ Достижения в агрономии. Академическая пресса. 08.01.2013. п. 159. ИСБН978-0-12-407798-0.
^ Грегори Н. Коннолли; Говард Сакснер (21 августа 2001 г.). «Информационное исследование по специфичным для табака нитрозаминам (TSNA) в нюхательном табаке и просьба к производителям табачных изделий добровольно установить пределы допуска для TSNA в нюхательном табаке».{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
^ Хоникель, нокаут (2008). «Использование контроля нитратов и нитритов при переработке мясных продуктов» (PDF) . Мясная наука . 78 (1–2): 68–76. doi :10.1016/j.meatsci.2007.05.030. ПМИД 22062097.
^ Ланн, JC; Кунле, Г.; Май, В.; Франкенфельд, К.; Шукер, ДЭГ; Глен, Колорадо; Гудман, Дж. М.; Поллок, JRA; Бингхэм, Ю.А. (2006). «Влияние гема в красном и обработанном мясе на эндогенное образование N-нитрозосоединений в верхних отделах желудочно-кишечного тракта». Канцерогенез . 28 (3): 685–690. doi : 10.1093/carcin/bgl192. ПМИД 17052997.
^ Бастид, Надя М.; Пьер, Фабрис HF; Корпет, Денис Э. (2011). «Гемовое железо из мяса и риск колоректального рака: метаанализ и обзор задействованных механизмов». Исследования по профилактике рака . 4 (2): 177–184. дои : 10.1158/1940-6207.CAPR-10-0113 . PMID 21209396. S2CID 4951579.
^ Якшин, П; Гонсалес, Калифорния (2006). «Нитрозамин и связанное с ним потребление пищи и риск рака желудка и пищевода: систематический обзор эпидемиологических данных». Всемирный журнал гастроэнтерологии . 12 (27): 4296–4303. дои : 10.3748/wjg.v12.i27.4296 . ПМЦ 4087738 . ПМИД 16865769.
^ Джойс И. Бойе; Ив Аркан (10 января 2012 г.). Зеленые технологии в производстве и переработке продуктов питания. Springer Science & Business Media. п. 573. ИСБН978-1-4614-1586-2.
^ Кунле, Г.Г.; История, ГВ; Реда, Т; и другие. (октябрь 2007 г.). «Вызванное диетой эндогенное образование нитрозосоединений в желудочно-кишечном тракте». Свободный Радик. Биол. Мед . 43 (7): 1040–7. doi :10.1016/j.freeradbiomed.2007.03.011. ПМИД 17761300.
^ Мирвиш, СС; Уоллкейв, Л; Иген, М; Шубик, П. (июль 1972 г.). «Аскорбат-нитритная реакция: возможные способы блокирования образования канцерогенных N -нитрозосоединений». Наука . 177 (4043): 65–8. Бибкод : 1972Наука...177...65М. дои : 10.1126/science.177.4043.65. PMID 5041776. S2CID 26275960.
^ Мирвиш, СС (октябрь 1986 г.). «Влияние витаминов С и Е на образование N -нитрозосоединений, канцерогенез и рак». Рак . 58 (8 дополнений): 1842–50. doi :10.1002/1097-0142(19861015)58:8+<1842::aid-cncr2820581410>3.0.co;2-#. PMID 3756808. S2CID 196379002.
^ Танненбаум С.Р., Вишнок Дж.С., Leaf CD (1991). «Ингибирование образования нитрозаминов аскорбиновой кислотой». Американский журнал клинического питания . 53 (1 доп): 247С–250С. Бибкод : 1987NYASA.498..354T. doi :10.1111/j.1749-6632.1987.tb23774.x. PMID 1985394. S2CID 41045030 . Проверено 6 июня 2015 г. В настоящее время существуют доказательства того, что аскорбиновая кислота является лимитирующим фактором реакций нитрозирования у людей.
^ Комбет, Э; Эль Месмари, А; Престон, Т; Крозье, А; Макколл, К.Э. (2010). «Диетические фенольные кислоты и аскорбиновая кислота: влияние на кислотно-катализируемую нитрозативную химию в присутствии и отсутствии липидов». Свободнорадикальная биология и медицина . 48 (6): 763–771. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2009.12.011. ПМИД 20026204.
^ Хехт, Стивен С.; Борухова, Анна; Кармелла, Стивен Г. «Нитрозамины, специфичные для табака», глава 7; Общества по исследованию никотина и табака «Безопасность и токсичность никотина»; 1998 г. - 203 стр.