Toxicologia de los aliemntos by Pamela Aguilar

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LA SALUD CARRERA DE BIOQUÍMICA Y FARMACIA

TOXICOLOGÍA TOICOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS INTEGRANTE: Pamela Aguilar DOCENTE: Dr. Carlos García Mg,Sc CURSO: Quinto “A” BQF. AÑO LECTIVO 2016- 2017

ÍNDICE PAG. INTRODUCCION 2.1 Reseña Histórica 2.2 Vía de absorción 2.3 carácter toxico del agente xenobiotico 2.4 Factores biológicos que influyen en la toxicidad 2.5 Principales fuentes tóxicos 2.6 Excreción de los alimentos 2.7 Sustancias cancerígenas 2.8 Tipos de tóxicos de los alimentos 2.9 Tóxicos relacionados con las plantas 2.10 Intoxicación por organofosfatos 2.11 Toxinas producidas por hongos 2.12 Intoxicación por carbamatos 3. Conclusiones 4. bibliografía

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INTRODUCCIÓN

Debido a los avances tecnológicos, el incremento de la contaminación y los malos hábitos alimenticios, así como la intoxicación causada por alimentos se ha convertido en un tema común en el área de toxicología, por lo que varios grupos de especialistas en el área de nutrición vieron la necesidad de iniciar investigaciones guiadas hacia los alimentos que tradicionalmente son conocidos como altamente nutritivos. Aunque etimológicamente la toxicología de los alimentos significaría "estudio de los venenos que se encuentran en os alimentos", en realidad es la ciencia que evalúa la presencia de agentes tóxicos y antinutricionales en los alimentos, con el fin de que sean de bajo riesgo para la población. (1-2).

II.

MARCO TEÓRICO

2.1 RESEÑA HISTÓRICA Si bien la toxicología se ha afianzado como disciplina científica, con independencia de sus ciencias madres (Química, Biología, Fisiología, etc.), y de la cual en la actualidad se está desarrollando a su vez una serie de ramas que han cobrado gran interés en los centros de enseñanza e investigación; se puede decir que el contacto del hombre con sustancias tóxicas, se remota a la propia aparición del hombre sobre la tierra cuando muy pronto empezó a conocer el efecto de ponzoñas de animales y plantas venenosas (Repetto, 1981). Además, nuestros ancestros prehistóricos tuvieron que seleccionar aquellos recursos vegetales y animales e incluso minerales que le proporcionaron el suministro de sus necesidades vitales, en especial sus víveres. Precisamente sobre la selección de sus alimentos, nuestros ancestros lo realizaron de acuerdo al sistema empírico de “ ensayo y error” , ya que en realidad las plantas y animales que han servido históricamente como fuentes de alimento, no fueron diseñadas por la naturaleza para tal propósito, con excepción de la leche materna (Grande, 1988). La experiencia del hombre a través de la historia le enseñó y le sigue enseñando a conocer qué componentes naturales o manipulados por él son perjudiciales y cuáles no. Algunos de ellos el hombre primitivo los pudo emplear para su alimentación y posteriormente con fines euforizantes, terapéuticos y hasta con fines negativos como en el envenenamiento (Leopold and Andrey, 1972).   

1956: Irak y Pakistán: Intoxicaciones masivas por harinas con conservantes (etilmercurio, acetato de mercurio). 1960: Holanda: “Enfermedad de la mantequilla” 16250 casos de intoxicaciones por el uso de un emulsionante. 1978: España. 200 por arseniato sódico en lugar de citrato sódico a un vino (acidez).

Más de 24000 casos de intoxicación por aceite desnaturalizado con anilina (uso industrial).

2.2 VÍA DE ABSORCIÓN Vía o ruta de absorción. Es bien conocido que un mismo agente tóxico puede producir efectos muy diferentes, dependiendo de la ruta por la cual el sistema biológico lo absorba. Como ejemplo tenemos el caso del disolvente hexano, el cual si una persona adulta inhala sus vapores, en un lapso de 1 a 3 minutos puede perder el conocimiento; sin embargo, esta misma persona puede ser capaz de beber hasta algunas decenas de mililitros sin que se observe efecto alguno de toxicidad aguda. Lo anterior se debe a que para que un agente xenobiótico produzca su efecto tóxico debe llegar a los receptores específicos, atravesando una o varias membranas tisulares (Fabre y Truhaut, 1976). En la Figura 2.3.1. tenemos descritas las principales barreras biológicas que presenta el organismo humano como protección hacia los agentes físicos y químicos. 2.3 CARÁCTER TÓXICO DEL AGENTE XENOBIÓTICO Carácter tóxico del agente xenobiótico. Aunque un agente que produce una intoxicación puede ser químico o físico, en toxicología de alimentos se refiere exclusivamente a sustancias químicas. Un término muy usado en el área farmacológica para definir cualquier sustancia extraña al organismo en cuestión, es la de agente xenobiótico. No obstante como Paracelso mencionó: “ no hay sustancia que no sea venenosa” , incluso el oxígeno que es esencial para mantener la vida de cualquier organismo aerobio, se sabe que una atmósfera de oxigeno puro es dañina para cualquier mamífero, ya que se consume rápidamente el ácido -aminobutírico, moderador de la transmisión nerviosa cerebral, y como consecuencia, se producen graves alteraciones nerviosas que llevan a convulsiones y a la muerte (Repetto, 1981). Se podrían mencionar muchos ejemplos que ponen de manifiesto el aforismo de Paracelso, que indica que el efecto benéfico y dañino de una sustancia depende de la dosis. Sin embargo, para cada sustancia química hay un determinado grado de toxicidad. El rango de dosis necesaria para producir un daño en un organismo vivo es muy amplio, como se puede observar en el Cuadro

2.4 FACTORES BIOLÓGICOS QUE INFLUYEN EN LA

TOXICIDAD Para tener un efecto tóxico, debe existir una interacción entre el compuesto y el organismo biológico. Para esto se requiere el balance entre diferentes factores: a) que se establezca contacto (localización) para que sea transportado del exterior al interior b) solubilidad del compuesto c) que la reacción tiende al equilibrio, a menos que sea eliminado el tóxico. 2.5 PRINCIPALES FUENTES DE TÓXICOS



Los tóxicos naturales estos pueden encontrarse inesperadamente en los alimentos con mayor concentración a la normal o bien por simple confusión de especies inocuas con toxicas. Los tóxicos intencionales: son sustancias ajenas al alimento, agregadas en cantidades conocidas para así lograr un fin, como lo son los aditivos. Los tóxicos accidentales: estos representan el mayor riesgo para la salud a diferencia de los naturales y los intencionales, en estos no se conoce la cantidad, frecuencia, tipo de alimento asociado, a como llego al alimento. Los tóxicos generados: son los resultados de las tranformaciones de los alimentos a través de los

diferentes estados de elaboraciones; desde su conocimiento, estabilización, formulación, mezclado, esterilización, transporte,etc. 2.6 EXCRESIÓN DE LOS ALIMENTOS La excreción de los tóxicos se efectúa por medio de la orina, bilis, heces y una alta proporción de los compuestos volátiles, por el aire expirado. Menores cantidades se eliminan por la leche, el sudor y la saliva, y que aunque cuantitativamente no sean relevantes, en algunos casos cobra importancia, como es el caso de madres en lactancia que sean fumadoras, bebedoras o drogadictas. 2.7 SUSTANCIAS CANCERÍGENAS QUE SE FORMAN

DURANTE EL PROCESADO DE LOS ALIMENTOS 

NITRITOS, NITRATOS, NITROSAMINAS: Llegan a nuestra dieta por los vegetales, los productos animales y por que se utilizan como conservantes ( de carnes, conservas, curados, y productos en salazón). El problema de los nitritos y nitratos es que se transforman en nitrosaminas, unos componentes que pueden causar cáncer de esófago, estomago, hígado, pulmón y urinario.



TÓXICOS POR COCCIÓN DE PROTEINAS: Cuando se someten alimentos ricos en proteínas, como carnes, pescados y mariscos a muy altas temperaturas, se pueden producir compuestos tóxicos debido a que los aminoácidos se transforman en componentes muta génicos (que pueden producir mutaciones cancerígenas en las células). Principalmente se forman dos tipos de tóxicos:  Hidrocarburos aromáticos poli cíclicos  Aminas heterocíclicas



TÓXICOS POR PROCESADO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO: Los alimentos ricos en glúcidos o hidratos de carbono, como las patatas o los cereales producen sustancias químicas cuando se cuecen a altas temperaturas.

Una muestra de reacción que se produce se puede observar con el color del tostado que adquieren estos alimentos, llamada reacción de Maillard. 

TÓXICOS POR PROCESADO DE ACEITES Y GRASAS: Los aceites y grasas se tienen que cocinar adecuadamente, es decir, a temperaturas medias, sin que se llegue a recalentar, para evitar que se deterioren y puedan ser dañinas para la salud. Calentar un aceite demasiado (por ejemplo cuando el aceite humea) provoca la formación de radicales libres, que dañan a nuestras células ocasionando envejecimiento celular, roturas de membrana, mutaciones o células cancerígenas.

2.8 TIPOS DE TÓXICOS EN ALIMENTOS Existe una gran cantidad de tóxicos (actúan a corto plazo) asociados a los alimentos, así como también factores antinutricionales (actúan a largo plazo), que tienen la capacidad de causar anormalidades fisiológicas y/o anatómicas irreversibles en la mayoría de los casos. Entre estas sustancias están:  



Antienzimas: inhiben la acción enzimática digestiva endógena (proteasas, amilasas, etc.) Antivitaminas: Aumentan o disminuyen los requerimientos vitamínicos del organismo (Antitiaminasas, ascórbico-oxidasas, avidinas, etc.) Secuestrantes de minerales: Interfieren con la captación de los minerales y su asimilación (Antitiroideos, fitatos, ácido oxálico, ovotransferninas, etc.)

A continuación se hará mención algunos grupos de alimentos y productos de consumo común junto con los tóxicos que podemos encontrar en ellos, de acuerdo a su origen. Tóxicos de origen natural donde se encuentran:

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  

 

Leguminosas: glúcidos cianogenados, promotores de flatulencia, inhibidores enzimáticos, aglutininas, saponinas, fabismo. Cereales: Micotoxinas (aspergillus, penicillum, fusarium, claviceps), ácido fítico, inhibidores de amilasas Bebidas estimulantes: cafeína, teofilina, teobromina, alcohol. Proteínas, péptidos, aminoácidos: toxina butulínica, toxina estafilococo, toxina perfringes, falotoxina, anatoxina, islanditoxina, latrismo, selenoaminoácidos, mimosina, hipoglisina, canavanina. Antivitaminas:avidina, cumarol, lipoxidasa, citral, tocoferol oxidasa, antiniacina, antipiridoxina. Varios: algodón (gosipol), papa (solanina), camote (ipomeamarona), pescados y mariscos (tetradotoxina, saxitoxina), queso (aminas biógenas), huevos (colesterol).

Tóxicos de origen intencional (aditivos) como:      

Leguminosas: conservantes, colorantes, potenciadores y antioxidante. Cereales: saborizantes, edulcorantes, estabilizantes y aromatizantes. Bebidas estimulantes: nitratos, nitritos, emulsificantes y clarificantes. Proteínas, péptidos, aminoácidos: minerales, acidulantes, secuestrantes y gomas. Antivitaminas: disolventes, antiespumantes, enzimas y vitaminas. Varios: enturbiantes, diluyentes, humectantes, etc.

Tóxicos de origen accidental como: 

Leguminosas: Plaguicidas carbamatos, nicotiniodes, piretrinas).

(Organoclorados,

  

  Tóxicos

Cereales: Plaguicidas (organofosforados, ciclodienos, rote no id es) Bebidas estimulantes: Metales (plomo, mercurio, selenio, aluminio, cadmio, arsénico, cromo) Proteínas, péptidos, aminoácidos: Microrganismos (salmonella, coliformes, virus, clostridium, shigella, estafilococos, etc.) Antivitaminas: triquinosis, antibióticos, ftalatos. Varios: radiaciones, PVC, hormonas. generados

durante

procesamiento

los

alimentos como:      

Leguminosas : Reacciones de Maillard, Cereales: Hidrocarburos policíclicos aromáticos Bebidas estimulantes: aminas biógenas. Proteínas, péptidos, aminoácidos: Nitrosaminas, isopéptidos, quinolonas, clorhidrinas. Antivitaminas:Bromhidrinas. Varios: Degradación de aminoácidos.

2.9 TÓXICOS RELACIONADOS A LAS LANTAS Entre los principales tóxicos asociados a estas plantas están: los glucósidos cianogenados, promotores de flatulencia, inhibidores de proteasas, fitohemoaglutininas, saponinas, en casos más particulares puede presentarse divicina e isouramilo (favismo), mimosina, canavanina, etc. (Stanislaus, et al 1981). Recordando que estos compuestos se pueden discutir a continuación:  Glucósidos cianogénicos El cianuro en cantidad de trazas, está ampliamente distribuido en las plantas, en donde se encuentra principalmente en forma de glucósido, ya que al parecer más que metabolito secundario como en un principio se creía, son productos intermediarios en la biosíntesis de algunos aminoácidos. Sin embargo, hay algunas plantas que pueden acumular una alta concentración de este tipo de compuestos;

en la almendra amarga (Prunus amigdalus) se encuentra un alto contenido de amigdalina, que fue el primer glucósido cianogénico descubierto y aislándose en 1830 (Conn, 1969; Eyjolfsson, 1970). La biosíntesis de los glucósidos cianogénicos ha sido ampliamente estudiada, observándose que derivan de aminoácidos, los precursores de los glucósidos de importancia en alimentos son los siguientes: L-tirosina precursor de durrina; L-fenilalanina de prunasina; L-valina de linamarina y L-isoleucina precursor de lotaustralina. (Eyjolfsson, 1970; Li et al, 1992) En la naturaleza se estima que hay más de 100 especies que contienen glucósidos cianogénicos y no exclusivamente asociados a leguminosas. El material biológico al ser macerado o dañado puede liberar cianuro por una acción enzimática, generalmente siendo la responsable la ß-glucosidasa. El problema también se presenta en algunas plantas comestibles para humanos o ganado (Cuadro 3.1.3) (Lindner, 1978)

El glucósido no es tóxico por sí mismo, pero sí el CN- generado por la hidrólisis enzimática, el cual actúa a nivel de citocromo oxidasa; es decir que es un potente inhibidor de la cadena respiratoria. La DL50 del HCN, administrado oralmente, es 0,5 - 3,5 mg/kg. Causa problemas de anoxia histotóxica.



Saponinas

Son glucósidos amargos que pueden causar hemólisis en eritrocitos. Son extremadamente tóxicos para animales de "sangre fría" (anfibios y peces) por su propiedad de bajar la tensión superficial. Poseen diferentes tipos de estructura química, pero todas ellas tienen la propiedad de producir espuma, el término fue empleado por el químico Bucheltz (de ahí su nombre del inglés "soap"). Se pueden extraer con agua o etanol caliente con evaporación. La hidrólisis da el aglucón sapogenina y diferentes azúcares (hexosas, pentosas, etc.). En sí, estas sustancias tienen tres propiedades distintivas que son: sabor amargo; potentes surfactantes y producen hemólisis sobre los eritrocitos (Birk and Peri, 1980).

 Favismo En algunos casos un alto consumo de habas (Vicia faba) puede causar anemia hemolítica, también conocida como favismo. Este problema se presenta en Sardina, Italia, Sicilia, Cerdeña, Grecia, Irak, etc. El favismo se origina por la ingestión de habas (principalmente frescas), por su harina o por la inhalación de su polen, causando: dolor de cabeza, fiebre de alrededor de 39°C, trastornos gastrointestinales, anemia hemolítica severa, hemoglobinuria, hematuria (sangre en orina) masiva, seguida de anuria (supresión de la secreción urinaria). En el favismo aparece también metahemoglobina que puede considerarse como hemoglobina desnaturalizada por oxidación de los grupos SH (Lindner, 1978).

 Cereales Entre los tóxicos asociados a cereales se encuentran principalmente las micotoxinas producidas por hongos, principalmente: Claviceps, Penilcillium, Aspergillus y Fusarium. También existe el riesgo de que algunos granos contengan concentraciones elevadas de ácido fítico o bien presenten inhibidores de amilasas. Actualmente las micotoxinas están consideradas entre los compuestos de mayor importancia por ser contaminantes ampliamente distribuidos. Estos son un ejemplo de compuestos de un origen natural pero a la vez considerados contaminantes. Las micotoxinas, al igual que muchos otros compuestos tóxicos, no solamente se encuentran asociadas a los cereales, ya que también se les encuentra en otros alimentos como chiles, café, leguminosas, frutas, alimentos deshidratadas, etc. 2.10

INTOXICACIÓN POR ORGANOFOSFATOS:

Estos son inhibidores de colinesterasa estos pesticidas se descomponen rápidamente en el medio ambiente, aquí tenemos a los cloropirifós (dursban), diazinón, (DDVP), dimetoáto(cygon), fentión (baytex), rabón (gardona), malatión, (dibrom) los síntomas pueden incluir dolor de cabeza, mareos, debilidad, ansiedad, nerviosismo, problemas de la vista, náuseas, salivación, ojos llorosos, calambres abdominales, vómitos, sudoraciones, pulso lento, temblores musculares, convulsiones y la muerte(12).

2.11

TOXINAS PRODUCIDAS POR HONGOS

Son compuestos derivados del metabolismo de hongos verdaderos (Eumicetos) llamándoles micotoxinas y al trastorno ocasionado o enfermedad se le conoce como micotoxicosis. Diversa clases de hongos son capaces de proliferar en los alimentos, produciendo metabolitos sumamente tóxicos al hombre y animales que consumen estos alimentos contaminados. La presencia de toxinas en granos, requiere que estos sean invadidos por el hongo contaminante bajo las condiciones adecuadas de humedad (actividad acuosa de 0,6) y de temperaturas de 0° a 30°C. 



Aflatoxinas La palabra aflatoxina se utiliza para designar a una serie de compuestos fluorescentes del tipo de las furanocumarinas (Figura 4.1.2.1.1), siendo la aflatoxina B1 el prototipo. El principal riesgo es su hepatotoxicidad al formar hepatomas. Las aflatoxinas son metabolitos producidos por Aspergillus flavus o especies afines como Aspergillus parasiticus (Park y Bullerman; Stoloff, 1979). Ocratoxina Otras toxinas asociadas al género del Aspergillus, es la ocratoxina (Aspergillus ochraceus), vale resaltar que otro productor del mismo tipo de toxina es el Penicillium viridicatum, Figura 4.1.2.2.1). Estos hongos pueden infestar al maíz, cacahuate, arroz, soya, etc. (Josefsson y Moller, 1980). Rubratoxina Esta micotoxina es producida por Penicillium rubrum al igual que P. purpurogenum. Entre sus efectos están hemorragias internas, necrosis en hígado y hemorragias en riñón. Aparentemente su ingesta no está asociada a cáncer, pero sí a mutagénesis y teratogénesis en ratas. Se le encuentra como contaminante en maíz y en otros granos; es cancerígeno, provocando convulsiones, coma y muerte. Se le ha detectado en maíz, panes, pastas, manzanas y peras. (Mirochoa, et al 1980)

Bebidas estimulantes El café, té y chocolate poseen compuestos estimulantes del sistema nervioso central, los cuales pertenecen a las xantinas: cafeína, teofilina y teobromina, considerándose relativamente no tóxicos con una estructura química muy semejante entre sí Cafeína El uso y consumo de cafeína, tal vez data desde la era paleolítica, ya que está ampliamente distribuida en diferentes plantas, entre las que se encuentran varias de Sudamérica como la guaraná, cola, yoco y mate. Aparentemente la planta de café fue cultivada en Etiopía (Abisinia) siendo el fruto ingerido como tal, después se le fermentó y finalmente se tuvo como una bebida caliente, llamándola “ gahwah” o kahveh en turco, para transformarse posteriormente en café en español y francés y kaffee en alemán (Roberts y Barone, 1983). INTOXICACIÓN POR PIRETROIDES: Estos inhiben la colinesterasa se absorben a través del intestino y de la membrana pulmonar muy poco en la piel, algunos tipos de piretroides son aletrina, cypermetrina, permetrina, resmetrina, tetrametrina, los síntomas pueden incluir diarrea, picazón, ardor, salivación dolor de cabeza, náusea, espasmos musculares, falta de energía, cefalea, temblores, convulsiones y pérdida del conocimiento(13). 2.12

EJEMPLOS:

Carnes procesadas

Alimentos refinados

Comida rรกpida

Papas fritas, galletas, snaks

Papas

3. CONCLUSIONES: Algunos factores que están implicados en la intoxicación son principalmente el agente que produce una intoxicación, un sistema biológico, el sistema biológico lo absorba, tiempo de interacción del agente toxico y la excreción de los tóxicos, esto es el proceso que se lleva a cabo en una intoxicación: primero se busca el agente que esta causando esta, después el sistema biológico donde va actuar el agente toxico y este varía mucho dependiendo el organismo en el que se encuentre y esta produce efectos diferentes dependiendo la ruta por el cual el sistema biológico lo absorba de aquí se ve el tiempo de interacción que tubo esta persona con el agente tóxico para poder ver en que nivel de riesgo se encuentra la toxicidad que presenta o sea se debe observar la evolución en función del tiempo y así podemos clasificarla como intoxicación aguda, crónica o subaguda y por último la excreción de los tóxicos consumidos por la persona, esta excreción se lleva por varias rutas dependiendo que tipo de sustancia fue ingerida.

4. BIBLIOGRAFÍA:

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