Гигиенические аспекты накопления мышьяка в рыбе, выращенной в естественных и искусственных условиях

Введение. По прогнозам, мировое потребление рыбы на душу населения достигнет 21,2 кг в 2030 г. по сравнению со средним показателем 20,5 кг в 2018–2020 гг. Рыба накапливает мышьяк (As), который затем с пищей попадает в организм человека.

Цель исследования — оценка гигиенической безопасности для потребителя при употреблении в пищу рыбы, выращенной в естественных и искусственных условиях.

Материалы и методы. Объект исследования — осётр сибирский (Acipenser baerii). Использованы методы выделения общего As и его неорганических форм при микроволновом разложении, последовательного фракционирования для выделения As в виде сложных органических соединений. Определение As во всех фракциях и формах существования элемента проводили методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Рассчитывали канцерогенный и неканцерогенный риски.

Результаты. Получены данные по распределению As в частях и органах осетра. Составлена последовательность убыли общего As: печень > (кишечник + желудок) с содержимым > икра ≈ филе > голова (без жабр) > скелет с визигой > жабры > кожа без чешуи. До 27% накопленного As связано с жировой тканью с образованием сложных соединений с липидами. Уровни канцерогенного риска для неорганических форм As по критериям приемлемости находятся ниже величины целевого риска. Ни один из образцов осетра не имел значений неканцерогенного риска > 1.

Ограничение исследования. В исследованиях использовался только один вид рыбы (осётр).

Заключение. Проведённое последовательное фракционирование форм As позволило определить долю жирорастворимых, водорастворимых соединений As в филе и икре осетра по отношению к общему содержанию. Сравнительный анализ соединений As в рыбе, выращенной в естественных и искусственных условиях, не выявил существенных различий в его распределении между двумя способами выращивания. В результате проведённых исследований установлено, что употребление осетра сибирского не представляет опасности для здоровья человека.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.

Участие авторов:
Ракитский В.Н., Онищенко Г.Г., Федорова Н.Е. — концепция и дизайн исследования;
Бондарева Л.Г. — сбор и обработка материала, написание текста, редактирование;
Федорова Н.Е. — сбор и обработка материала, написание текста, редактирование.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Благодарнорсть. Авторы выражают признательность сотрудникам Центра коллективного пользования Сибирского федерального университета за помощь в проведении исследований.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Поступила: 25.11.2024 / Принята к печати: 11.12.2024 / Опубликована: 28.02.2025

1. Качество поверхностных вод Российской Федерации. Ежегодник – 2019. Ростов-на-Дону: Росгидромет; 2020.

2. Черногаева Г.М., ред. Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2021 год. М.: Росгидромет; 2022.

3. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Arsenic, metals, fibres, and dusts. IARC Monogr. Eval. Carcinog. Risks Hum. 2012; 100(Pt. C): 11–465.

4. OECD-FAO Agricultural Outlook 2021–2030. Fish. OECD/FAO; 2021. Available at: https://openknowledge.fao.org/server/api/core/bitstreams/f5f1d519-dca8-4b55-8c0b-f7de6e7a7a48/content

5. The State of Food and Agriculture; 2006. Available at: https://www.fao.org/4/a0800e/a0800e00.htm

6. Управление Роспотребнадзора по Республике Алтай. Рыба и рыбопродукты, и их значение в питании. Available at: https://pda.04.rospotrebnadzor.ru/index.php/press-center/healthy-lifestyle/13489-29102020.html

7. Gusso-Choueri P.K., Araújo G.S., Cruz A.C.F., Stremel T.R.O., Campos S.X., Abessa D.M.S., et al. Metals and arsenic in fish from a Ramsar site under past and present human pressures: Consumption risk factors to the local population. Sci. Total. Environ. 2018; 628-629: 621–30. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.02.005

8. Avigliano E.A.F., Carvalho B.B., Velasco G.C., Tripodi P.D., Vianna M.E., Volpedo A.V.A. Nursery areas and connectivity of the adults anadromous catfish (Genidens barbus) revealed by otolith-core microchemistry in the south-western Atlantic Ocean. Marine Freshwater Res. 2016; 68(5): 931–40. https://doi.org/10.1071/MF16058

9. Avigliano E., Maichak de Carvalho B., Invernizzi R., Olmedo M., Jasan R., Volpedo A.V. Arsenic, selenium, and metals in a commercial and vulnerable fish from southwestern Atlantic estuaries: distribution in water and tissues and public health risk assessment. Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2019; 26(8): 7994–8006. https://doi.org/10.1007/s11356-019-04258-3

10. Tavares L.E., Luque J.L. Community ecology of the metazoan parasites of white sea catfish, Netuma barba (Osteichthyes: Ariidae), from the coastal zone of the state of Rio De Janeiro, Brazil. Braz J. Biol. 2004; 64(1): 169–76. https://doi.org/10.1590/s1519-69842004000100019

11. Taylor V., Goodale B., Raab A., Schwerdtle T., Reimer K., Conklin S., et al. Human exposure to organic arsenic species from seafood. Sci. Total Environ. 2017; 580: 266–82. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.12.113

12. Солодухина М.А. Мышьяк в растениях природных и антропогенных ландшафтов Шерловогорского рудного района Забайкальского края. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014; (11–3): 377–82. https://elibrary.ru/tacjch

13. Francesconi K.A., Stick R.V., Edmonds J.S. Glycerylphosphorylarsenocholine and phosphatidylarsenocholine in Yelloweye Mullet (Aldrichetta-Forsteri) following oraladministration of arsenocholine. Experientia. 1990; 46(5): 464–6.

14. Sanders J.G., Osman R.W., Riedel G.F. Pathways of arsenic uptake and incorporation in estuarine phytoplankton and the filter-feeding invertebrates Eurytemora affinis, Balanus improvises and Crassostrea-virginica. Marine Biology. 1989; 103(3): 319–25.

15. Cullen W.R., Reimer K.J. Arsenic speciation in the environment. Chemical Reviews. 1989; 89(4): 713–64. https://doi.org/10.1021/cr00094a002

16. Francesconi K.A., Edmonds J.S. Arsenic and marine organisms. In: Advances in Inorganic Chemistry. Academic Press Inc: San Diego. 1997; 44: 147–89.

17. Borak J., Hosgood H.D. Seafood arsenic: implications for human risk assessment. Regul. Toxicol. Pharmacol. 2007; 47(2): 204–12. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2006.09.005

18. Phillips D.J.H. Arsenic in aquatic organisms — A review, emphasizing chemical speciation. Aquatic Toxicology. 1990; 16(3): 151–86. https://doi.org/10.1016/0166-445X(90)90036-O

19. European Food Safety Authority, Scientific Opinion on Arsenic in Food. EFSA Journal. 2009; 7(10): 1351.

20. Kirby J., Maher W. Tissue accumulation and distribution of arsenic compounds in three marine fish species: relationship to trophic position. Appl. Organometal. Chem. 2002; 16(2): 108–15. https://doi.org/10.1002/aoc.268

21. Ракитский В.Н., Бондарева Л.Г., Федорова Н.Е., Родионов А.С. Совершенствование подхода к аналитическому контролю мышьяка и его соединений. Апробация на реальных объектах. Химическая безопасность. 2023; 7(2): 134–52. https://doi.org/10.25514/CHS.2023.2.25008 https://elibrary.ru/gpkavb

22. USEPA. Assessing human health risks from chemically contaminated, fish and shellfish: A guidance manual. Washington, DC; 1989. Available at: https://nepis.epa.gov/Exe/ZyPDF.cgi/2000DGLF.PDF?Dockey=2000DGLF.PDF

23. Басонов О.А., Судакова А.В. Химический состав и пищевая ценность мяса осетровых рыб разных генотипов при промышленном производстве. Вестник ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2022; (2): 178–84. https://doi.org/10.18286/1816-4501-2022-2-178-184 https://elibrary.ru/axmfzb

24. Wirth M., Kirschbaum F., Gessner J., Krüger A., Patriche N., Billard R. Chemical and biochemical composition of caviar from different sturgeon species and origins. Nahrung. 2000; 44(4): 233–7. https://vk.cc/cIL4oN

25. ATSDR. Toxicological profile for arsenic. Agency for Toxic Substances and Disease Registry, Division of Toxicology. Atlanta, GA; 2007.

26. Рябушко В. И., Козинцев А.Ф., Тончин А.М. Концентрация мышьяка в тканях культивируемой мидии Mytilus Galloprovincialis Lam., воде и донных осадках (Крым, Черное море). Морской биологический журнал. 2017; 2(3): 68–74. https://doi.org/10.21072/mbj.2017.02.3.06 https://elibrary.ru/zqkywh

27. Kar S., Maity P.J., Jean J-Sh., Liu Ch.-Ch. et al. Health risks for human intake of aquacultural fish: Arsenic bioaccumulation and contamination. Journal of Environmental Science and Health, Part A. 2011; 46(11): 1266–73. https://doi.org/10.1080/10934529.2011.598814

28. Kouassi K.S., Claon S.J., N’Guettia K.R., Laurent S.K., Dakouo G.J., Allico J.D. Distribution and Contamination of Arsenic in Fish, Gastropods and Bivalves in the Aby and Tendo Lagoons in East of Ivory Coast. Journal of Environmental Protection. 2024; 15: 246–64. https://doi.org/10.4236/jep.2024.153015

29. Santhana V.K., Raman R.K., Talukder A., Mahanty A., Sarkar D.J., Das B.K., et al. Arsenic Bioaccumulation and Identification of Low-Arsenic-Accumulating Food Fishes for Aquaculture in Arsenic-Contaminated Ponds and Associated Aquatic Ecosystems. Biol. Trace Elem. Res. 2022; 200(6): 2923–36. https://doi.org/10.1007/s12011-021-02858-0

30. Ruangwises N., Saipan P., Ruangwises S. Total and inorganic arsenic in natural and aquacultural freshwater fish in Thailand: a comparative study. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 2012; 89(6): 1196–200. https://doi.org/10.1007/s00128-012-0858-6

31. Hoy K.S., Davydiuk T., Chen X., Lau C., Schofield J.R.M., Lu X., et al. Arsenic speciation in freshwater fish: challenges and research needs. Food Qual. Saf. 2023; 7: fyad032. https://doi.org/10.1093/fqsafe/fyad032

32. Rumpler A., Edmonds J.S., Katsu M., Jensen K.B., Goessler W., Raber G., et al. Arsenic-containing long-chain fatty acids in cod-liver oil: a result of biosynthetic infidelity? Angew Chem. Int. Ed. Engl. 2008; 47(14): 2665–7. https://doi.org/10.1002/anie.200705405

33. Taleshi M.S., Jensen K.B., Raber G., Edmonds J.S., Gunnlaugsdottir H., Francesconi K.A. Arsenic-containing hydrocarbons: natural compounds in oil from the fish capelin, Mallotus villosus. Chem. Commun (Camb). 2008; (39): 4706–7. https://doi.org/10.1039/b808049f

34. Amayo K.O., Raab A., Krupp E.M., Feldmann J. Identification of arsenolipids and their degradation products in cod-liver oil. Talanta. 2014; 118: 217–23. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2013.09.056

35. Багрянцева О.В., Хотимченко С.А. Токсичность неорганических и органических форм мышьяка. Вопросы питания. 2021; 90(6): 6–17. https://doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-6-6-17 https://elibrary.ru/nwvhpz

36. Родионов А.С., Бондарева Л.Г., Федорова Н.Е. Сопоставление потенциального риска от воздействия мышьяка при употреблении рыбы, выращенной в естественных и искусственных условиях, на примере радужной форели. Токсикологический вестник. 2024; 32(5): 307–12. https://doi.org/10.47470/0869-7922-2024-32-5-307-312 https://elibrary.ru/nisntc

37. Бондарева Л.Г., Родионов А.С., Синицкая Т.А., Федорова Н.Е. Потенциальные видоизменения форм нахождения мышьяка в рыбе в процессе переработки, на примере осетра русского. Токсикологический вестник. 2024; 32(6): 356–62. https://doi.org/10.47470/0869-7922-2024-32-6-357-363 https://elibrary.ru/mlkuuj

38. Maher W., Waring J., Krikowa F., Duncan E., Foster S. 2018. Ecological factors affecting the accumulation and speciation of arsenic in twelve Australian coastal Bivalve molluscs. Environ. Chem. 2018; 15(1): 46–57. https://doi.org/10.1071/EN17106

39. USEPA. Technical Summary of Information. Washington, DC; 2003. Available at: https://nepis.epa.gov/Exe/ZyPDF.cgi/P1002YTX.PDF?Dockey=P1002YTX.PDF [date of access Dec 9 2024].