zaterdag 3 december 2011

Nitraat en nitriet in onze voeding: veilig of niet?

Dit stuk heeft een andere toon dan de meeste stukken op dit blog. Ik heb dit stuk namelijk geschreven in het kader van mijn module Voedselveiligheid aan de Open Universiteit. Hoewel het nogal scheikundig is kan het wellicht toch boeiend zijn voor sommige lezers

0. Samenvatting

In dit stuk  wordt ingegaan op het metabolisme van nitriaat, de mogelijke nadelige en positieve effecten van nitraat, nitriet en nitrosamine voor de gezondheid. Gevolgd door een conclusie en aanbevelingen.

Nitraat is niet schadelijk. Het kan echter worden omgezet in nitriet, een stof die in kleinere hoeveelheden reeds toxisch kan zijn. Nitriet kan vervolgens weer omgezet worden in nitrosaminen, stoffen die mogelijk carcinogeen zijn. We nemen nitraat  op uit ons voedsel, maar vormen nitraat ook endogeen. De biochemie van de omzettingen is complex en daarom slechts nog maar voor een deel duidelijk.

Er zijn aanwijzingen dat nitriet niet alleen potentieel negatieve effecten heeft op de gezondheid, maar ook potentieel positieve effecten. Mogelijk nadelige effecten op de gezondheid, die besproken worden zijn het ontstaan van methemoglobine en kanker: maag/darmkanker, tumoren zenuwstelsel en andere vormen van kanker. Mogelijk positieve effecten op de gezondheid zijn bescherming tegen cardiovasculaire ziekten en verdediging tegen pathogenen. Meer onderzoek is echter nodig om na te gaan of de voordelen uiteindelijk op wegen tegen de nadelen.

De inname van nitraat in Europa ligt met een gemiddelde van 81 - 106 mg ver beneden de Aanvaardbare Dagelijkse Inname van 222 mg (bij een gewicht van 60 kg). Het lijkt er daarom op dat de voordelen van een gevarieerde en evenwichtige voeding met voldoende groente en fruit groter zijn dan de mogelijke risico's door de inname van nitraat via groenten, maar dit kan niet met zekerheid worden gesteld. Daarom is de aanbeveling voor jonge kinderen en (door ziekte) verzwakte volwassenen om voorzichtig om te gaan met een te hoge dosering van nitraatrijke voeding. Dat betekent voor deze groep niet te vaak nitraatrijke groente op het menu en bij de bereiding zorgen dat de nitraatinname niet te hoog wordt.

1. Inleiding

We worden nog steeds gewaarschuwd voor nitraat en nitriet in onze voeding. Mogelijke risico’s voor de volksgezondheid zijn uitgebreid beschreven. Consumenten krijgen het advies om niet te vaak nitraatrijke groenten te eten en bij de bereiding te zorgen dat de nitraatinname niet te hoog wordt. Maar heeft nitraat dan alleen maar negatieve effecten? Er zijn ook onderzoeken die positieve effecten laten zien. Wegen deze voordelen op tegen de nadelen? En moeten adviezen worden herzien?

Nitraat is niet schadelijk. Het kan echter worden omgezet in nitriet, een stof die in kleinere hoeveelheden reeds toxisch kan zijn. Nitriet kan vervolgens weer omgezet worden in nitrosaminen, stoffen die mogelijk carcinogeen zijn.

Er zijn twee belangrijke bronnen van nitraat in de voeding: bladgroente en water. Door overbemesting (met stikstof) is een plant onvoldoende in staat om alle nitraat om te zetten in eiwitten en houdt hierdoor te veel nitraat vast. Hierdoor kan ook het grondwater te veel nitraat bevatten. In Nederland zijn de wettelijke eisen voor waterleidingbedrijven echter zo streng dat dit niet voorkomt.  Een bron van nitriet in onze voeding is vlees. Nitriet wordt in vlees gebruikt voor de conservering (o.a. om de bacterie Clostridium te bestrijden), smaak en kleur.

2. Mogelijke effecten van nitraat, nitriet en nitrosamine op de gezondheid

Ik zal ingaan op het metabolisme van nitraat, de hoeveelheden die we binnen krijgen en de mogelijke na- en voordelen van nitraat, nitriet en nitrosamine op de gezondheid.

2.1 Metabolisme van nitraat
Om de gezondheidseffecten van nitraat te kunnen beoordelen is inzicht in het metabolisme van nitraat in ons lichaam cruciaal. We nemen nitraat  op uit ons voedsel, maar vormen nitraat ook endogeen.

Het nitraat dat je rechtstreeks uit je voedsel opneemt, wordt naar de speekselklieren getransporteerd. Daarnaast komt nitraat via plasma namelijk terug in je speekselklieren.

Bacteriën die zich in holten in het ruwe gedeelte van de tong bevinden zetten nitraat om in nitriet. Het nitriet komt in de maag terecht en wordt door het zoutzuur in de maag omgezet in stikstofmonoxide. Na zijn heilzame werk te hebben gedaan, diffundeert het gas naar het bloed, waar het wordt omgezet in nitraat. Een deel ervan wordt afgevoerd naar speekselklieren in de mond en dient daar weer als grondstof voor nitriet. Gemiddeld 25% wordt na primaire absorptie vanuit het bovenste gedeelte van de dunne darm en na transport via het plasma teruggevonden in het speeksel. Bacteriën aanwezig op de tong zetten ongeveer 20% van het nitraat in het speeksel om naar nitriet. Uiteindelijk wordt er in de mond dus ongeveer 5% van het nitraat dat via de voeding wordt opgenomen gereduceerd tot nitriet. Een eventuele overmaat wordt via nieren en urine afgevoerd.

Hoewel vaak gedacht wordt dat maagzuur (voornamelijk zoutzuur, HCl) daarvoor verantwoordelijk is, blijkt dat de combinatie van maagzuur en stikstofmonoxide een barrière tegen voedselvergiftiging schept die vele malen efficiënter is. Waar Salmonella, E.coli en andere boosdoeners uren kunnen overleven in maagzuur alleen – en dus in de dunne darm terecht kunnen komen – houden ze het bij een combinatie van maagzuur en stikstofmonoxide minder dan een uur uit. Stikstofmonoxide wordt gevormd door de reactie van nitriet met het sterke maagzuur.

Ten slotte kan nitriet in de maag reageren met aminen uit de voeding en nitrosaminen vormen. De biochemie achter al deze omzettingsreacties in bijzonder complex. Momenteel is dan ook nog niet duidelijk hoeveel nitraat en nitriet er exact wordt omgezet naar hun diverse metabolieten (4).

2.2 ADI en ingenomen hoeveelheden

De Aanvaardbare Dagelijkse Inname ( ADI ) van nitraat is door de Europese autoriteit voor de voedselveiligheid (EFSA) gesteld op 3,7 milligram per kilo lichaamsgewicht. Voor nitriet geldt een ADI van 0,07 milligram per kilo lichaamsgewicht (1a). De Europese autoriteit voor de voedselveiligheid (EFSA) heeft berekend dat de gemiddelde nitraatinname 157 mg per dag bedraagt als alleen 400 gram groente wordt gegeten en geen fruit. De aanbeveling is 400 gram groente en fruit per dag. Mensen eten echter niet alleen groente, maar ook fruit.  Uit onderzoek blijkt dat minimaal 1/3 van de aanbevolen hoeveelheid uit fruit bestaat. Hierdoor daalt  de gemiddelde inname van nitraat naar 81 – 106 mg per dag. Dit terwijl de ADI bij een gewicht van 60 kg 222 mg bedraagt.

Kort samengevat in een overzicht:

Dagelijkse hoeveelheid
Gemiddelde hoeveelheid nitraat (mg)
ADI bij gewicht van 60 kg
222 
400 gram groenten
157 
400 gram groenten en fruit (minstens 1/3 deel)
81-106 mg

Het overgrote deel van de Europese bevolking loopt dan ook geen gevaar om de ADI voor nitraat te overschrijden (1b).

Een sterke blootstelling aan nitrosaminen kan optreden bij inhalatie van tabaksrook en nog sterker bij het pruimen van tabak. Ook is de blootstelling bij (sommige))cosmetica hoog (7). In het artikel N-Nitroso Compounds in the diet wordt echter gesteld dat voeding en drinken waarschijnlijk de voornaamste bron is van nitrosamine (3).  Ook in het rapport van de  EFSA  wordt gesteld  dat voeding een belangrijkere bron is dan tabak en uitlaatgassen (1c).

2.3 Mogelijke nadelige effecten nitraat,nitriet en nitrosamine op de gezondheid

Mogelijk nadelige effecten op de gezondheid, die besproken worden zijn methemoglobine en kanker.

2.3.1 Methemoglobine
Bij zuigelingen is de maagzuurbarrière  nog onvoldoende ontwikkeld, waardoor minder maagzuur wordt geproduceerd en nitriet onvoldoende kan worden afgebroken. Dit verschijnsel heet methemoglobine. Nitriet zorgt dat het ijzer in het hemoglobine oxideert tot methemoglobine, waardoor het niet meer beschikbaar is voor opname en transport van zuurstof. Er zijn enzymen nodig om dit methemoglobine weer terug te vormen tot hemoglobine. Vooral bij baby’s kan door een tekort aan deze enzymen cyanose, een zuurstoftekort in de weefsels, optreden. Baby’s eten en drinken bovendien per kg lichaamsgewicht driemaal zoveel als volwassenen (2).

Cornblatt heeft in een onderzoek echter geconcludeerd dat methemoglobinemie bij zuigelingen waarschijnlijk alleen optreedt als er sprake is van maagdarminfecties met nitraatreducerende bacteriën bij een hoge PH in de maag (7).

Bovenstaande geldt sowieso alleen voor zuigelingen, doordat de fysiologie van baby’s anders is. Bovendien eten volwassenen o.a. vitamine C, dat de vorming van nitriet reduceert. Er zijn geen gevallen bekend van methemoglobine bij oudere kinderen en volwassenen, die bronwater met veel nitraat  hebben gedronken(4).

2.3.2 Kanker
Voeding zou een van de oorzaken van kanker kunnen zijn. De hoeveelheden nitrosaminen zijn echter heel klein en we weten nog niet goed hoe mensen hierop kunnen reageren. Toch kunnen we de mogelijke gevolgen voor mensen niet negeren. Enerzijds omdat in experimenten met dieren het kankerverwekkende vermogen van nitrosaminen is gebleken. Bovendien zou het carcinogene effect in mensen groter kunnen zijn dan in dieren. Dit kan mede worden veroorzaakt doordat mensen langer worden bloot gesteld aan nitrosaminen dan dieren, omdat ze langer leven. (3).

Maag/darm kanker
Nitrosaminen kunnen in de maag gevormd worden uit nitrieten en aminen. Nitrosaminen zijn in een omgeving waarbij de PH verhoogd was, carcinogeen gebleken in een veertigtal studies bij uiteenlopende soorten dieren en verschillende toedieningsvormen. Of dit ook voor mensen geldt is nog niet duidelijk. Het lijkt onwaarschijnlijk dat in de maag grote hoeveelheden nitrosaminen worden gevormd op basis van de hoeveelheden nitraat die via een normaal voedingspatroon worden ingenomen. Daarnaast belemmeren andere  bestanddelen in groenten zoals vitamine C, de vorming van nitrosaminen. Het blijft toch onzeker of een regelmatige inname van nitraat boven de aanvaardbare dagelijkse inname het risico van kanker niet verhoogt (4).

De verhoging van het risico van darmkanker bij het eten van rood vlees wordt ondermeer veroorzaakt door het verzadigde vet en het cholesterol. Hoewel er meer onderzoek nodig is, lijkt ook N-nitroso , een heterocyclische amine, die gevormd worden door bereiden van rood vlees, een rol te spelen bij het ontstaan van darmkanker (5).

In het artikel Dietary nitrate in man: friend or foe? wordt gesteld dat er geen duidelijk verband is tussen de inname van nitriet en maagdarmkanker en dat de resultaten elkaar tegen spreken. Het zou kunnen dat het mogelijke kankergevaar wordt verlaagd door de inname van vitamine C en triolen. Een onderzoek onder vegetariërs, die drie keer zoveel nitraat binnen kregen dan omnivoren en veel vers fruit en groente (en dus nitraat) aten, gaf aan dat deze groep minder stierf aan maagkanker (4).

Een artikel in het Nederlands Tijdschrift voor Geneeskunde stelt een paar jaar daarvoor dat de positieve relatie gevonden tussen hoge nitraatopname en maagkanker suggestief zou zijn. Wel wordt in dit artikel ook genoemd dat vitamine C mogelijk belangrijk kan zijn bij het voorkómen van maagkanker (7).

Tumoren zenuwstelsel
Alkylnitrosourea is een mogelijke veroorzaker van tumoren in de hersenen en het zenuwstelsel bij ratten en muizen. Er is ook veel epidemiologisch onderzoek gedaan. Er lijkt weinig bewijs te zijn. Een uitzondering hierop vormen tumoren in het zenuwstelsel van kinderen die minimaal vijf ‘hot dogs’ per week aten (3).

Volgens het artikel van McKnight zouden neurologische tumoren alleen worden veroorzaakt door hoge dosering van nitriet en niet door nitraat. Onderzoek spreekt elkaar echter tegen. Extrapolatie van dierenstudie suggereert dat nitriet mutageen zou zijn (4).

Andere vormen van kanker
In delen van China en andere landen, waar nitrosamine in substantiële concentraties voorkomt in de voeding, is er een verhoogde incidentie van slokdarmkanker (3).

NBDA in sommige vleesproducten kan bij muizen urineblaas kanker veroorzaken( 3).

NMDA veroorzaakt in China, waar veel gerookte in grote hoeveelheden vis wordt gegeten kanker in de neusholte (3).

Ondanks veel experimenten en epidemiologisch onderzoek is er behalve voor longkanker nog geen oorzaak gevonden voor kanker (3,1d).

2.4 Mogelijke positieve effecten nitraat, nitriet en nitrosamine op de gezondheid

Mogelijk positieve effecten op de gezondheid, die behandeld worden zijn bescherming tegen cardiovasculaire ziekten en verdediging tegen pathogenen.

2.4.1 Bescherming tegen cardiovasculaire ziekten
Een voedingspatroon met veel groenten en fruit biedt bescherming tegen cardiovasculaire aandoeningen. Er is nog niet duidelijk waardoor dit wordt veroorzaakt. Een recente hypothese suggereert dat ook nitraat, mogelijk kan bijdragen tot het gunstige effect van groenten en fruit ter preventie van cardiovasculaire ziekten. Deze hypothese is nog niet algemeen aanvaard, maar lijkt biologisch aanneembaar. Door het vasodilaterend effect van stikstofmonoxide, verlaagt nitraatoxide de bloeddruk. Nitraatoxide reageert op een omkeerbare manier met thiol om S-nitrothiolen te vormen. Deze bestanddelen voorkomen de bloedplaatjesaggregatie en dus  de vorming van bloedklonters. Deze effecten werden zowel in dierproeven als in studies met proefpersonen aangetoond. Het betrof meestal echter kleine pilotstudies met een beperkt aantal proefpersonen. Verder onderzoek is dus nodig ter bevestiging van deze hypothese (4).

2.4.2 Verdediging tegen pathogenen
Het gebruik van nitriet als bewaarmiddel in producten zoals vleeswaren en vis om de groei van pathogenen, zoals Clostridium botulinum te voorkomen is al lang bekend en wettelijk  toegestaan. In het menselijk lichaam blijken nitriet en nitraatoxide eveneens een bacteriocide werking te hebben. Vooral in zure omstandigheden, zoals in de mond en in de maag, zijn ze effectief en zouden ze bescherming bieden tegen gastro-intestinale infecties. Een aantal belangrijke pathogenen zoals Candida albicans, Escherichia coli O157 en Salmonella en kunnen het zure milieu van de maag gemakkelijk overleven, maar worden meer afgedood in aanwezigheid van nitriet (4).

Een andere beruchte maaginfectie is die met Helicobacter pylori, een spiraalvormige bacterie die maagzweren veroorzaakt en verantwoordelijk wordt gehouden voor de ontwikkeling van een bepaald soort maagkanker, adenocarcinoom geheten. Ook deze bacterie wordt effectief bestreden door nitriet. Anders dan gedacht zou dat betekenen dat nitraat in de voeding eerder beschermt tegen maagkanker dan dat het die veroorzaakt (4).

3. Conclusies

Of een stof gevaarlijk is voor de volkgezondheid hangt mede af van de dosering van de betreffende stof. De inname van nitraat in Europa ligt met een gemiddelde van 81 - 106 mg ver beneden de ADI van 222 mg (bij een gewicht van 60 kg).

Het is lastig een juiste conclusie te trekken. De geraadpleegde artikelen spreken elkaar tegen. Dit komt doordat de biochemie achter alle omzettingsreacties nog onvoldoende duidelijk is. Maar ook een mogelijke belangenverstrengeling kan hierbij een rol spelen. Zo is het artikel Nitrate toxity: myth or reality geschreven door Michael J. Hill, die voorzitter is van de Europese Kankerpreventie Organisatie. En het artikel Dietary nitrate in man: friend or foe? is geschreven in opdracht van het ministerie van landbouw,visserij en voedsel.

Er zijn aanwijzingen dat nitraat niet alleen potentieel negatieve effecten heeft op de gezondheid maar ook potentieel positieve effecten. Meer onderzoek is echter nodig om na te gaan of het advies om vaker nitraatrijke groenten op het menu te plaatsen gerechtvaardigd is of niet. De gezamenlijke aanbeveling van de FAO/WHO in 2003 is  de dagelijkse inname van minstens 400 gram groente en fruit, ter voorkoming van chronische ziektes en het voorkomen/verminderen van deficiënties van micronutriënten. Het lijkt erop dat de voordelen van een gevarieerde en evenwichtige voeding met voldoende groente en fruit groter zijn dan de mogelijke risico's door de inname van nitraat via groenten (1 e).

4. Aanbevelingen

Op basis van bovenstaande conclusies is het aan te raden voorzichtig te zijn met nitraatrijke voeding bij kinderen en (door ziekte) verzwakte volwassenen en zou ik adviseren de aanbevelingen van het Voedingscentrum te volgen:
Eet niet vaker dan twee keer per week nitraatrijke groenten;
Bewaar nitraatrijke groenten na aankoop niet langer dan twee dagen. Na twee dagen neemt het nitrietgehalte door de groei van bacteriën steeds verder toe;
Nitraat is in water oplosbaar. Was groente daarom goed, dat vermindert de hoeveelheid nitraat;
Laat kliekjes van nitraatrijke groenten na verwarming snel afkoelen en bewaar ze daarna direct in de koelkast. Daarna kunnen ze weer opgewarmd worden, zonder dat het nitrietgehalte stijgt;
Combineer nitraatrijke groente liever niet met vis (uitgezonderd zalm en makreel), schaal- of schelpdieren (6) .

Aanvulling
De aanbevelingen van het Voedingscentrum zijn aangepast: 'Uit de nieuwe analysegegevens blijkt dat het eten van nitraatrijke groente een verwaarloosbaar risico vormt voor de gezondheid. Daarom vervalt het advies om niet meer dan 2 keer per week nitraatrijke groente te eten.'

5. Referenties
1. Alexander, Jan,  Benford, Diane, Cockburn, Andrew, Cravedi, Jean-Pierre, Dogliotti, Eugenia Domenico, Alessandro Di. (2008 a). Nitrate in vegetables. Scientific Opinion of the Panel on Contaminants in the Food Chain. The EFSA Journal 2008; 689, 27.

1. Alexander, Jan,  Benford, Diane, Cockburn, Andrew, Cravedi, Jean-Pierre, Dogliotti, Eugenia Domenico, Alessandro Di. (2008 b). Nitrate in vegetables. Scientific Opinion of the Panel on Contaminants in the Food Chain. The EFSA Journal 2008; 689,33-34.

1. Alexander, Jan,  Benford, Diane, Cockburn, Andrew, Cravedi, Jean-Pierre, Dogliotti, Eugenia Domenico, Alessandro Di. (2008 c). Nitrate in vegetables. Scientific Opinion of the Panel on Contaminants in the Food Chain. The EFSA Journal 2008; 689, 36.

1. Alexander, Jan,  Benford, Diane, Cockburn, Andrew, Cravedi, Jean-Pierre, Dogliotti, Eugenia Domenico, Alessandro Di. (2008 d). Nitrate in vegetables. Scientific Opinion of the Panel on Contaminants in the Food Chain. The EFSA Journal 2008; 689,66.

1. Alexander, Jan,  Benford, Diane, Cockburn, Andrew, Cravedi, Jean-Pierre, Dogliotti, Eugenia Domenico, Alessandro Di. (2008 e). Nitrate in vegetables. Scientific Opinion of the Panel on Contaminants in the Food Chain. The EFSA Journal 2008; 689,61 - 65.

2. Hill, Michael J…Nitrate toxity: myth or reality?. (1999). British Journal of Nutrition 81, 344-344.

3. Lijinsky W.. (1999). N-Nitroso compounds in the diet.. Mutat Res. 443(1-2), 129-38.

4. McKnight GM, Duncan CW, Leifert C, Golden MH.. (1999). Dietary nitrate in man: friend or foe?.Br J Nutr. 81(5), 349-58.

5. Navarro A, Díaz MP, Muñoz SE, Lantieri MJ, Eynard AR. (2003). Characterization of meat consumption and risk of colorectal cancer in Cordoba, Argentina. Nutrition.19(1), 7-10.

6. Voedingscentrum, http://www.voedingscentrum.nl/encyclopedie/nitriet.aspx

7. Went, van G.F., Speijers, G.J.A.. (1989). Nitraat: effecten en normen voor de mens. Ned Tijdschrift Geneeskd, 133, nr 20, 1015-1020.