UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA UNIDAD ACADÉMICA CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LA SALUD
CARRERA DE BIOQUÍMICA Y FARMACIA
TOXICOLOGIA
TEMA: TÓXICOS EN ALIMENTOS
NOMBRE: MISHEL HOWARD SALAMEA
CURSO: QUINTO “A”
FECHA: 29/11/2016
MACHALA – EL ORO - ECUADOR
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INTRODUCCIÓN
Hay diversas definiciones relacionadas a la toxicología de alimentos, no obstante que su objetivo sea bien definido, el cual consiste en evaluar la inocuidad, seguridad y calidad de los alimentos al ser humano. Lo anterior se presenta, ya que en esta área inciden muchas disciplinas, por las cuales se llegan al mismo objetivo, pero por diferente camino. Si bien, etimológicamente Toxicología de Alimentos indica la ciencia que estudia los venenos presentes en los alimentos. Una definición más explícita y a la vez breve, es la siguiente: Area del conocimiento científico que evalúa la presencia de factores tóxicos y antinutricionales presentes en los alimentos, ya sea en forma natural o procesados, con la finalidad de que estos sean inocuos o de bajo riesgo al hombre, de acuerdo a la ingesta dietética. Definitivamente, los alimentos fueron esenciales en la supervivencia de los organismos vivos junto con el agua y el oxígeno, aprendiendo nuestros antepasados a preparar sus alimentos desde tiempos prehistóricos. La anterior actividad fue probablemente difícil, ya que hubo pérdidas de vida humana en seleccionar aquellos alimentos inocuos. En realidad el conocimiento sistemático de sustancias dañinas en los alimentos, se inicio aproximadamente hace 200 años y apenas hace algunas décadas, se ha establecido la toxicología de los alimentos como disciplina de enseñanza universitaria (Shibamoto y Bjeldanes, 1996). La toxicología de los alimentos requiere de conocimiento de disciplinas científicas muy variadas; desde química estructural, biología molecular, biofísica, agronomía, estadística, entre otras y pasando obligatoriamente por disciplinas propias de los alimentos como nutrición, química y análisis de los alimentos.
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TOXICOLOGIA EN LOS ALIMENTOS
Respecto al origen de los tóxicos en alimentos, se pueden considerar cuatro fuentes principales: naturales, intencionales, accidentales y generadas por el proceso, aunque en algunos casos, los tóxicos puedan pertenecer a más de una categoría. Los tóxicos naturales pueden causar ocasionalmente problemas, debido a que pueden encontrarse inesperadamente en alimentos con una concentración mayor a la normal, o bien se pueden confundir especies tóxicas con inocuas como sucede frecuentemente con algunos hongos comestibles, tal es el caso del Agaricus que se confunde con el tóxico Amanita phalloides, que incluso puede llegar a causar la muerte. Los tóxicos intencionales son sustancias ajenas al alimento, agregadas en cantidades conocidas para lograr un fin particular, como son los aditivos. Estos compuestos no son absolutamente inocuos, incluso algunos de ellos se han considerado como potencialmente tóxicos lo que ha generado una gran controversia entre investigadores, debido a que aunque las pruebas toxicológicas han demostrado su inocuidad para la mayoría de los consumidores, se pueden presentar malestares en personas hipersensibles. Sin embargo si no se usaran aditivos sería muy difícil disponer de una amplia variedad y cantidad de alimentos en las áreas urbanas, donde se ha concentrado el mayor porcentaje de la población en los últimos años, que demandan alimentos para su subsistencia. Los tóxico accidentales representan por lo general el mayor riesgo para la salud, a diferencia de los anteriores, no se conoce la cantidad, frecuencia, tipo de alimento asociado, o como llegó al alimento. En ocasiones se trata de un tóxico poco conocido como la Ipomeomarona de los “camotes” o batatas (Ipomea batatas) y resulta difícil el diagnóstico de la intoxicación. A esto se puede aunar la falta de laboratorios analíticos para determinar la identidad y concentración de estos compuestos. En muchas ocasiones las intoxicaciones alimentarias son tratadas como las producidas por virus y bacterias. Los tóxicos generados por proceso, son el resultado de la transformación de los alimentos a través de diferentes estados de elaboración; desde su cocimiento, estabilización, formulación, mezclado, esterilización, transporte, etc. Estos tóxicos pueden originarse por procesos tan simples como es el asado de carnes, durante el cual se generan diferentes hidrocarburos aromáticos policíclicos, muchos de ellos con propiedades cancerígenas
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TÓXICOS NATURALES EN ALIMENTOS DE ORIGEN VEGETAL
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TOXICOS NATURALES EN ALIMENTOS DE ORIGEN ANIMAL
ANTINUTRIENTES
TOXICOS QUE SE ORIGINAN POR MANIPULACIÓN, CONSERVACIÓN INADECUADA DE LOS ALIMENTOS.
PREPARACIÓN
O
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HIDROCARBUROS AROMÁTICOS POLICICLICOS (HAP):
AMINAS HETEROCÍCLICAS
CANCERIGENOS Y ANTICANCERÍGENOS EN LA DIETA: SUSTANCIAS IDENTIFICADAS COMO CANCERIGENAS
CANCERIGENOS QUE FORMAN PARTE DE LA DIETA
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CANCERIGENOS CONTAMINANTES DE LOS ALIMENTOS
ANTICANCERÍGENOS: INTERVIENEN EN LOS MECANISMOS ANTIOXIDANTES O INACTIVANDO
ENZIMAS
CONTAMINACIÓN POR METALES: A.- PLOMO Aporte a la dieta diaria (medido en ppm):
procedente de las operaciones de minería procedente del plomo tetraetilo de la gasolina arseniatos de plomo usados como pesticidas utensilios de plomo
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tuberías de plomo para la conducción de agua de bebida soldaduras de plomo en latas de conserva
Vía de llegada al hombre: alimentos de origen animal y vegetal, material alimentario, agua y aire. Saturnismo: intoxicación crónica producida por plomo. B.- CADMIO Fuentes de contaminación: aire, agua y alimentos de origen animal y vegetal contaminados a partir de:
Abonos Efluentes reciclados Contaminación industrial
Ouch-ouch (EEUU), Itai-itai(JAPÓN): nombre onomatopéyico de la enfermedad C.- MERCURIO Fuentes de contaminación: aire, agua y alimentos de origen animal y vegetal Contaminados a partir de:
Actividades industriales Funguicidas Empleo de compuestos en hospitales Hidrargirismo: intoxicación crónica por mercurio.
D.- ARSÉNICO A través de la ingestión se pueden dar:
Intoxicaciones agudas (cólera arsenical) Intoxicaciones crónicas
E.- ALUMINIO
Muy abundante en la naturaleza, muy utilizado en material alimentario. Residuos peligrosos en aguas tratadas. Asociados a enfermedades degenerativas nerviosas (mal de alzheimer) y cancerígenas.
CONTROL Se realiza mediante métodos de análisis instrumental basado en la espectrofotometría 8 de absorción atómica:
previa mineralización (Pb, Cu, Cd) previa digestión de la muestra (Hg, Sn)
REACCIONES ADVERSAS A LOS ALIMENTOS: Existen distintos tipos de reacciones alimentarias que explicaremos a continuación: • ALERGIA ALIMENTARIA: se define como una hipersensibilidad específica a una sustancia que es inocua en cantidades semejantes para la mayoría de las personas provocando una respuesta inmunológica. Los elementos responsables de ésta reacción son el alérgeno que suele ser una glicoproteína y el anticuerpo correspondiente que es del grupo de las IgE. • SEUDOALERGIA (reacción anafiláctica): se trata de una reacción adversa no inmunológica producida como respuesta a la ingestión de alimentos cuyos componentes se han degradado. Los elementos responsables son las aminas biogenas: histamina, tiramina, feniletilamina • INTOLERANCIA: es una reacción adversa por deficiencia enzimática de tipo genético. Un ejemplo de esto es la intolerancia a la lactosa producida por el déficit de lactasa intestinal. • IDIOSINCRASIA: se trata de una reacción adversa a un alimento / aditivo por un grupo específico de individuo. • OCUPACIONALES: son las reacciones adversas que se dan por el ambiente donde se desarrolla el trabajo. Los síntomas son diversos y las alteraciones se suelen padecer en el aparato respiratorio y también alteraciones dermatológicas como las frecuentes. Los síntomas que producen estas reacciones son muy diversos y dependen del sistema al que afecten. Así, según esto los síntomas de cada sistema son:
Sistema generalizado: shock anafiláctico Sistema gastrointestinal: nauseas, vómitos, diarreas, dolores abdominales y edema laríngeo y faringeo Cutáneo: urticaria y dermatitis Respiratorio: asma y rinitis Circulatorio: taquicardia y miocarditis Renal-urinario: nefritis y contracción de uréteres, inflamación de vejiga. Articulaciones: inflamación
En determinados alimentos hay sustancias que pueden participar en estas reacciones alimentarias. Podemos destacar algunos ejemplos:
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Leche: contiene proteínas que participan en estas reacciones. El carácter antigénico disminuye con los tratamientos higiénicos y/o procesado Huevos: contienen antígenos termolábiles a excepción de la yema. Potencian su acción al mezclarlos con las grasas(frituras) Pescados y mariscos: Antígenos específicos y termolábiles Cítricos y otras frutas: sustancias antigénicas no en la pulpa sino en la cáscara que pueden pasar durante los procesados tecnológicos. Generalmente producen síntomas dérmicos y gastrointestinales. Soja y leguminosas: proteínas termolábiles. Cereales: prisiones termolábiles. Chocolate: derivada de la alergia al cacao. El tratamiento térmico disminuye el carácter antigénico. Hongos: utilizados en tecnología alimentaria (penicillium)
TÓXICOS EN EL CANGREGO El proyecto, coordinado por la investigadora Flavia Pinheiro Zanotto, del Departamento de Fisiología del IB/ USP, intitulado “Caracterización del transporte de cadmio en interacción con el calcio en células epiteliales de Ucides cordatus, un cangrejo de manglar”, contó con el apoyo de la FAPESP en la modalidad de Ayuda a la Investigación – Regular, y reveló datos importantes referentes a la contaminación de esos animales y del ambiente. La investigación se concentró en el análisis de trazas de cadmio halladas en esos animales. “En general, los animales no emplean este metal en ninguna función biológica, por eso pretendemos entender de qué modo ingresa el cadmio en la célula, sin que exista un transportador específico que lo introduzca”, dijo Pinheiro Zanotto. La respuesta, de acuerdo con la investigadora, indica que dicho metal se vale de los transportadores del calcio para penetrar en la estructura celular. Ambos elementos, el cadmio y el calcio, poseen radios iónicos similares y son divalentes, los que los convierte en competidores de ciertos transportadores de 10
membrana cuando se encuentran juntos, y esto puede extrapolarse a cuando se hallan presentes en el medio ambiente. Con todo, los análisis realizados demostraron que, cuando se los puso simultáneamente en contacto con el animal, el calcio y el cadmio no competían por ingresar en la célula; pero, al administrarse un inhibidor de calcio, la absorción de cadmio era escasa. “Esto allana el terreno para la implementación de acciones de control ambiental, tales como la introducción en el ambiente de iones inofensivos que tengan prioridad en el transporte con relación al cadmio, por ejemplo, y que puedan así absorberse en lugar del metal tóxico”, dijo Pinheiro Zanotto. Según la investigadora, en ambientes ricos en calcio, por ejemplo, los animales se volverán menos susceptibles a la absorción de metales tales como el cobre, el cinc y el propio cadmio. El calcio constituye un elemento esencial para el animal. En tanto, el cadmio es un metal potencialmente tóxico hallado en las baterías, y es un contaminante ambiental. En trabajos anteriores, Pinheiro Zanotto había detectado la presencia de metales tóxicos en manglares del litoral de São Paulo, tanto en los animales como en las plantas que les servían de alimento. “La cantidad detectada se ubicaba dentro de los límites de la legislación brasileña, con excepción del cromo”, dijo Pinheiro Zanotto, basada en resultados de otro trabajo desarrollado en colaboración con el investigador Marcelo Antônio Amaro Pinheiro, del campus de São Vicente de la Universidade Estadual Paulista (Unesp). Más cadmio en las células La otra investigación consistió en recolectar animales de manglares del litoral sur de São Paulo y analizar células de los denominados epitelios de intercambio: las branquias, el hepatopáncreas y la glándula antenal, una estructura análoga a los riñones humanos. Estas zonas corporales regulan el paso de iones provenientes del medio externo, por eso resultan especialmente interesantes para la investigación. Para medir la cantidad de cadmio, se utilizó un marcador fluorescente sensible a dicho metal. El marcador penetra en la célula y se conecta con el metal
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generando fluorescencia. En caso de que la célula reciba más cadmio, el marcador incrementa la fluorescencia, detectada con precisión mediante el empleo de un aparato de lectura para este tipo de luz. Al comparar a los animales recolectados en distintas regiones, los investigadores descubrieron que los cangrejos de Itanhaém tenían más facilidad para adquirir cadmio, pues ésa es la región con mayor índice de contaminación del metal, por lo cual los animales se mostraban aún más susceptibles al mismo en comparación con los animales recolectados en la zona de Jureia, donde se registra una menor concentración de dicho contaminante. “Esto significa que cuanto más cadmio haya dentro de sus células, menos logrará el animal lidiar con el metal, y más susceptible será a la acción del contaminante. Es decir: entra más cadmio en las células de un animal que habita una región de por sí contaminada”, dijo Pinheiro Zanotto. Así y todo, el cangrejo U.cordatus no surgió como un marcador de contaminación ambiental. Pinheiro Zanotto explica que, debido a que este animal tiene una vida relativamente larga –diez años en promedio– sería de esperarse que portase un historial de la contaminación del ambiente. “No obstante, el cangrejo logra eliminar el metal con relativo éxito. Buena parte del mismo se concentra en el caparazón, por ejemplo, que el animal muda periódicamente; por eso no refleja con fidelidad la contaminación ambiental”, dijo. Esa característica es más común en animales filtradores como las ostras y los mejillones, que acumulan lo que se encuentra en el ambiente. La investigación generó el capítulo “Cellular Cadmium Transport in Gills and Hepatopancreas of Ucides cordatus, a Mangrove Crab”publicado en el libro Crabs: Anatomy, Habitat and Ecological Significance (ed. Kumiko Saruwatari and Miharu Nishimura. Hauppauge NY: Nova Science Publishers, p. 107-122). El trabajo también sirvió de base a la tesina de maestría intitulada “El transporte de cadmio en células branquiales del cangrejo de manglar Ucides cordatus”, de Priscila Ortega, presentada en 2012 en el IB/USP. 12
“Entre los mayores aportes de este proyecto se encuentran el papel del calcio como protector para evitar la absorción de metales tóxicos y el efecto acumulativo del cadmio, que se acentúa más cuanto más extenso sea el tiempo que el animal permanezca expuesto al contaminante”, dijo Pinheiro Zanotto. “Como el hombre consume estos cangrejos, resulta sumamente importante saber el nivel de contaminación en que se encuentran”, añadió.
CONCLUSION Como se aprecia, la cantidad de tóxicos asociados a los alimentos, de factores antinutricionales o de pérdida de nutrimentos es bastante amplia, lo cual ha hecho que se reconsidere la posición de varios grupos de investigadores, se cuestiona qué productos considerados tradicionalmente como altamente nutritivos, puede contener algún tóxico asociado, incluso en aquellos casos en que se habla de productos naturistas, ya que esto no significa que pudiesen estar libres de rasgos. Sin embargo, esto no debe ser una razón de alarma, ya que la concentración normal de estos compuestos es, en términos prácticos, inocua y, por lo tanto, queda garantizada la salud. Por otro lado, con base en este trabajo, surgen dudas nuevas y hechos, como la interacción de alimentos y drogas o medicamentos, en donde se presentan fenómenos de sinergismo o antagonismo o bien fomentando o retardando la absorción de un compuesto a nivel de intestino, como sucede en dietas ricas en grasas, fibras o proteínas. La formación de un complejo entre tetraciclina y calcio de la leche hace que se reconsideren hábitos alimenticios, ya que en este caso tanto el antibiótico como el calcio no son absorbidos por el organismo. En forma similar, la suplementación excesiva de vitamina A al mismo tiempo de un tratamiento con tetraciclina favorece los problemas de hipertensión intercraneal (cefaleas). Nuestra preocupación por alimentos saludables se puede extender al caso de uso indiscriminado de hormonas y antibióticos, que favorecen el crecimiento en animales y que pudiesen quedar en forma residual en productos cárnicos, afectando de esta manera a diferentes grupos de la población. Otro caso serían las alergias en personas hipersensibles a diferentes compuestos que para la mayoría de las personas, no resulta en ningún malestar, razón por la cual no se considera plenamente como un factor toxicológico. Sin embargo, es necesario recordar que en estos casos una persona
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alérgica puede morir envenenada por el consumo de ciertos alimentos, o bien presentar constantemente padecimientos de migraña. Entre los alérgenos asociados a los alimentos están: los sulfitos (Dióxido de azufre, sulfito de sodio, bisulfito de potasio, metabisulfito de sodio y metabisulfito de potasio); glutamato monosódico; Histamina (contenida en productos elaborados a partir de huevo, crustáceos, pescados, mariscos, vinos, quesos, etc.); proteína vegetal hidrolizada y lactosa (considerada mas como una deficiencia enzimática). Entre los alimentos que provocan alergias, se consideran probablemente alguna proteína o algún otro componente: cacahuate, nueces, soya, trigo, pescados, lácteos, crustáceos, huevo, mostaza, etc. BIBLIOGRAFIA
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