НИТРАТИ И НИТРИТИ

Prof dr Danijela Pecarski

• Nitrati su prirodno prisutne komponente kao deo azotnog ciklusa, soli (estri) azotne kiseline.

• Imaju važnu ulogu u kiselini i funkcionisanju biljaka.

• Oko 80% atmosfere sadrži azot kao najzastupljeniji hemijski element.

• Azot je važna komponenta biomolekula, kao što su aminokiseline, vitamini, hormoni, enzimi i nukleotidi široko je rasprostranjen u prirodi u različitim količinama i u velikim količinama u biljnom svetu.

• Količina nitrata u biljkama zavisi od vrste i starosti biljaka, dužine vegetacije, sadržaja nitrata u okolini, klimatskih uslova, sastava minerala u zemljištu, načina čuvanja hrane.

• Neke biljke imaju sposobnost da kumuliraju veće količine nitrata, pa tako povrće može sadržati preko 1000mg nitrata po kilogramu.

• Osim hrane biljnog porekla i mesni proizvodi konzervirani nitratima i nitritima mogu ih sadržati u većim količinama, kao i mlečni proizvodi i voda za piće.

• Izvori povećaog sadržaja nitrata u prirodi su i veštača azotna ćubriva i industriske otpadne vode.

• Nekoliko faktora kao što su itenzitet svetlosti, skladištenje, prerada i/ ili kuvanje povrća utiču na koncentraciju nitrata.

• Kada se nitrati konzumiraju uobičajenom ishranom koja sadrži povrće, druge bioaktivne supstance, kao što su antioksidansi vitamina C, mogu inhibirati endogeno formiranje nitrozamina.

Konverziju iz nitrata u nitrit pokrece bakterijska, fermentaciona, kisela sredina u crevima i usled čega nastaje ova enzimska aktivnost.

Redukcija nitrata u

nitrite

• Nitrati dolaze do čoveka najviše putem namirnica i disanja.

• Nitrati su rasprostranjeni u velikom broju i u dosta namirnica, kada doću u čovekov organizam putem namirnica redukuju u više faza.

• Nitrati i nitriti se gutanjem pljuvačke vraćaju u želudac. Bakterijska transformacija nitrata u nitrita može se vršiti i u drugim delovima želudačno- crevnog trakta, ali nije normalno da se odigrava u želucu.

• Izuzetak su ljudi sa niskom koncentracijom želudačne kiseline.

• Uneseni nitrati se brzo i u potpunosti apsorbuju u gornjem delu tankog creva.

• Nitriti mogu biti apsorbovani i direktno iz želuca i iz tankog creva.

• Zbog vezivanja joda, nitriti mogu uticati na poremećaj rada tiroidne žlezde.

• Ako se hranom unosi dovoljno joda (150 do 300 mg dnevno) efekat nitrata je slab, sa tendencijom potpunog gubljenja.

• Kao jaka konjugovana baza, slabe kiseline nitriti podležu hidrolizi.

• S obzirom da je u nitritima oksidacioni broj azota +3, ove soli mogu biti i oksidaciona i redukciona sredstva.

• Najveću primenu imaju natrijum- nitrit i kalijum- nitrit, koji se koriste za dobijanje azone kiseline, u proizvodnji eksploziva, kao i aditivi pri konzerviranju mesa.

• Većina nitrata dobro se rastvara u vodi, pri čemu nitrat ne hidrolizuje.

• Zagrevanjem se razlažu do nitrita ili oksida.

• Kao azotna kiselina i nitrati su jaka oksidaciona sredstva.

• NJihova upotreba u pirotehnici je jako česta.

• Kalijum nitrat koristi se za pravljenje baruta, natrijum nitrat kao veštačko đubrivo, srebro nitrat kao reagens za dokazivanje hlorida, barijum nitrat kao reagens za dokazivanje sulfata.

Toksičnost nitrata i nitrita

• Methemoglobin čini oko 1% ukupnog hemoglobina kod zdravih odraslih ljudi, ali može biti i veći kod nedonoščadi i novorođenčadi.

• Nitrati u krvi pretvaraju hemoglobin u methemoglobin koji ne učestvuje u prenosu kiseonika do ćelija i tkiva.

• Methemoglobinemija se manifestuje sa nekoliko kliničkih simptoma- cijanozom kod dece pri koncentraciji methemoglobna od 3%, nivoi methemoglobina 10% i veći dovode do kliničkih simptma redukcije transporta kiseonika, nivoi methemoglobina iznad 20% rezultiraju hipoksijom i cijanozom, a nivoi methemoglobina iznad 50% dovode do smrti.

• Deca mlađa od 3 meseca su osetljivija na methemoglobiju u odnosu na odrasle, zbog 40-50% niže aktivnosti NADH citohrom B5 methemoglobin reduktaze (koja vrši konverziju methemoglobina) i imaju povećan rizik za crevne infekcije.

• Nitrozamini: nastaju reakcijom azotne kiseline sa sekundarnim ili tercijarnim aminima.

• Po hemijskoj strukturi, nitrozamini mogu biti di alkil, di aril.

• Mogu nastati endogeno u organizmu, a mogu se uneti iz spoljašnje sredine, naješće hranom.

• Pokazuju mutagene efekte.

• Nitrati se brzo apsorbuju u želucu i proksimalnom crevu u plazmi i najmanje 25% apsorbovanih nitrata se iz plazme aktivno izluči pljuvačkom u usnu šupljinu gde na površini jezika bakterije oralne mikroflore redukuju oko 25% nitrata u nitrite.

• Redukcija nitrata pod dejstvom bakterija odvija se i u drugim delovima digestivnog trakta.

• Nitrati se brzo distribuiraju krvotokom u telo.

• Oko 25% oralne nitratne doze izlučuje se pljuvačkom, oko 65- 70% urinom, a putem fecesa najmanje.

• Nitrati su relatvno netoksični, a njihovi metaboliti, nitriti, nitratni oksidi, mogu imate negativne zdravstvene efekte.

• Analiza Svetskog fonda za istraživanje raka otkrila je da je konzumiranje samo 1,8 grama prerađenog mesa dnevno - oko jedne kobasice ili dve do tri kriške slanine - povecalo verovatnocu raka creva za 20%.

• Nitrati se prirodno pojavljuju u hrani biljnog porekla, a u hrani životinjskog porekla oni se veštački dodaju da bi sačuvali ovu hranu.

• Nitrati su sami po sebi relativno bezopasni. Kada se pretvore u svoje podjedinice, nastaje potencijal za nanošenje štete.

• Nitrati imaju 3 molekula kiseonika vezana za atom azota.

• Nitrati postaju bioaktivni kada se ukloni jedan od atoma kiseonika ostavljajuci 2 atoma kiseonika vezana za atom azota. Atom azota sa 2 molekula kiseonika umesto 3 postaje Nitrit.

Da li su nitrati iz biljne hrane štetni?

• Nitrit iz nitrata se dalje razlaže na 2 druga potencijalna jedinjenja - azotni oksid i nitrozamine (N-Nitroso jedinjenja koja se nazivaju i NOC).

• Nitrati u povrcu imaju tendenciju da se pretvaraju u azot oksid.

• Nitrati u mesu imaju veci potencijal da se pretvore u N-nitrozo jedinjenja .

• Azot oksid je izuzetno koristan za naše zdravlje. On je zapravo slobodni radikal, ali dobar slobodni radikal.

Da li su nitrati iz biljne hrane

štetni?

• Azotni oksid je biološki signalni molekul koji pojačava zaštitnu funkciju zidova krvnih sudova.

• NO -snažan vazodilatator i označava se sa EDRF (= endotel zavisni faktor relaksacije).

• Azot oksid NO, takođe štiti organele u svakoj celiji našeg tela . Mitohondrija je mesto gde se odvija proizvodnja energije. Kao što se dešava, azot oksid nastao od nitrata štiti ove organele mitohondrije. Ovo garantuje kontinuiranu efikasnu proizvodnju energije.

• Zadatak azotnog oksida je da ćelije krvnih sudova učini savitljivijim i popustljivijim. Ovo povecava nesmetan protok krvi unutar naših krvnih sudova. Znači, kiseonik i hranljive materije se mnogo lakše distribuiraju u naša tkiva. Ovo omogucava optimalno zdravlje jer ova funkcija azot oksida snižava krvni pritisak .

Cvekla, spanac, kelj, celer, zeleno povrce smanjuju visok krvni pritisak ili održavaju normalan krvni pritisak. Azot oksid koji se dobija iz nitrata u ovom povrcu je razlog zašto.

Govoreci o optimalnom zdravlju, nitratni oksid iz nitrata u povrcu takođe sprečava agregaciju trombocita, što deluje preventivno na pojavu moždanog udara i krvnih ugrušaka.

Top 10 Nitric Oxide Foods – Top Nitrate Rich Healthy NO2 Sources?

• Nitrati mogu biti mač sa dve oštrice.

Nitrati mogu da se razgrade do nitrita, mogu ili postati azotni oksid koji ima blagotbornao dejstvo na zdravlje , ili nitroso jedinjenje koje je toksično.

Ovi Nitrosamini (N-Nitroso ili NOC)su odgovorni za toksične efekte nitrata u hrani životinjskog porekla.

Nitrati u povrcu ne formiraju N-nitrozo jedinjenja(NOC) - to je suštinska razlika između nitrata u povrcu i nitrata u mesu.

More evidence to support the difference in Nitrates in

Vegetables Vs Meat?

• The most studied vegetable is beetroot. There’s plenty of research evidence to support the beneficial effects of beetroot. This study even went further to look at the dose-dependent response of athletes to beetroot juice. It looked at cardiovascular health enhancement of beetroot juice and exercise performance.

• The evidence seems to support the view that nitrates from vegetables like beet, celery, spinach, kale etc are safe and actually good for you.

• “The nitrates in vegetables may be beneficial. When you eat nitrates, they are converted to nitrites by bacteria in your mouth”

More evidence to support the difference in Nitrates in Vegetables Vs Meat?

• Nitrates from animal sources however are not really naturally occurring. Nitrates in meat are added as preservatives.

• The most commonly used nitrate in animal products is Sodium Nitrate. This and other nitrites are added to the meat to stop the growth of deadly bacteria. That way, you can eat your meat safely without the risk of food poisoning.

• The nitrates and nitrites in meat also enhance the flavour of the processed meat whilst conferring on it a red or pinkish flavour. What kind of meat are we talking about?

• We are talking about hot dogs, bacon, chorizo, pepperoni, ham, bacon, sausages, pastrami and salami. These processed meats contain artificial nitrates or nitrites in them. The nitrates in these processed meat are thought to be harmful to health.

More evidence to support the difference in Nitrates in Vegetables Vs Meat?

• Nitrates from animal sources however are not really naturally occurring. Nitrates in meat are added as preservatives.

• The most commonly used nitrate in animal products is Sodium Nitrate. This and other nitrites are added to the meat to stop the growth of deadly bacteria. That way, you can eat your meat safely without the risk of food poisoning.

• The nitrates and nitrites in meat also enhance the flavour of the processed meat whilst conferring on it a red or pinkish flavour. What kind of meat are we talking about?

• We are talking about hot dogs, bacon, chorizo, pepperoni, ham, bacon, sausages, pastrami and salami. These processed meats contain artificial nitrates or nitrites in them. The nitrates in these processed meat are thought to be harmful to health.

• There is a reasonable association between meat consumption and colorectal cancer and a possible explanation seems to be the nitrate in the meat.

• This study examined the association of red meat, processed meat, and poultry consumption with the risk of early death in the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC).

• “The results of our analysis support a moderate positive association between processed meat consumption and mortality, in particular due to cardiovascular diseases, but also to cancer”

Why are the nitrates in vegetables like beet, celery, kale, spinach, arugula not harmful and

the nitrates in meat harmful?

• Whether you get your nitrates from vegetables or from meat, the increase in the amount of nitrates or nitrites absorbed into the circulation is essentially the same.

• Something else must be going on for this differential outcome between plant nitrates and meat nitrates.

• Oko 12 g proteinskog materijala se svakodnevno izlučuje u debelo crevo. 50% od toga je iz prehrambenih izvora. Ova količina može varirati malo u zavisnosti od toga koliko se dijetetskih proteina konzumira i fizičkog oblika konzumirane hrane.

Razgradnja svih ovih konzumiranih proteina je bakterijske prirode , koja dovodi doprocesa deaminacije, dekarboksilacije i fermentacije. Ovaj proces je dinamičan, tako da se viša koncentracija nusproizvoda amina nalazi u repnom delu creva - kolorektalnoj regiji.

Ove aminske supstance reaguju sa nitrozirajucim jedinjenjima što dovodi do formiranja N-nitrozo jedinjenja (NOCs) koji su u osnovi nitrozamini.

Nitrosamini (N-nitrozo jedinjenja) su uključeni u mutacije i kancerogenost.

Ovo objašnjava kancerogene efekte nitrata na debelo crevo, rak u kolorektalnom regionu. Uglavnom zato što je debelo crevo veoma plodno mesto za nitroziranje i formiranje nitrozamina, fenola i krezola.

But why does the nitrate in meat cause harm to health and nitrate in vegetables not lead to harm?• A scholarly explanation for nitrates in meat causing cancer has to do

with the presence of heme-iron in meat as opposed to presence of non-heme iron in vegetables like celery, spinach, beet, kale, arugula.

• Bacterial action in the large intestine acting on nitrates and nitrites leads to formation of toxic compounds like nitrosamines, phenols, cresols etc through fermentation.

• Obviously this fermentation foisted by bacterial action applies to both meat and vegetable foods, right?

• But the essential difference is the heme factor.• It would appear that the heme in the meat products up-regulates

the formation of these potentially carcinogenic substances. You end up with more of these toxic mutagenic substances that are harmful to health when you consume meat.

• Plus meat has saturated fat which may play a contributory role too.

• “What makes processed meats so ideal for forming N-nitroso compounds is that they have a combination of nitrite and proteins from the meat. And the meat’s heme seems to help convert them into N-nitroso compounds”

• In contrast, plant foods like beet, celery, spinach, kale, collard greens (even though have nitrates) have non-heme iron and no saturated fats, so you have lower levels of these potentially harmful substances being formed. The levels do not reach a threshold that could induce colorectal cancer.

• In addition to that; plants have hundreds of micro-nutrients that meats do not possess and these extra micronutrients in vegetables may offer our bodies a protective effect against cancer.

• vegetables have Vitamin C and polyphenols that make it a harder task for nitrosamines to form. Meat hasn’t got Vitamin C nor does meat have polyphenols. This point should not be underestimated.

• Hence, in the nitrates in vegetables vs meat debate, vegetables nitrates are safer for the human body to deal with. Meat nitrates on the other hand are potentially carcinogenic.

What can you do to make your meat safer?

• Frying your bacon, baking it, broiling it or cooking in a baconer produces the most nitrosamines.

• You may also use nitrate-free bacon, nitrate-free sausages, nitrate-free ham, nitrate-free hot dog.Use any of those, if you are someone who cannot do without processed meat in your diet.