TOXICOLOGIA DE ALIMENTOS Dra. Diana Chalco Quezada

TOXICOLOGIA DE ALIMENTOS

TOXICOLOGIA DE LOS ALIMENTOS Es una especialidad de la toxicología ambiental Área 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 éstos sean inocuos o de bajo riesgo al hombre de acuerdo a la ingesta dietética. Se refiere al conocimiento sistemático y científico de la presencia de sustancias potencialmente dañinas en los alimentos. Trata de evitar hasta donde sea posible, la ingesta de una cantidad que ponga en riesgo la salud del consumidor.

TOXICOLOGIA DE ALIMENTOS El concepto de alimentos buenos o malos es muy variable, ya que la ausencia o ingesta excesiva de nutrientes específicos esenciales en la dieta, causa deficiencias que ocasionan padecimientos graves. La dosis adecuada de nutrientes para cada persona se relaciona con múltiples variables y características individuales. Las fuentes potenciales de sustancias tóxicas en alimentos incluyen nutrientes naturales y compuestos químicos adicionados con diferentes propósitos.

TOXICOLOGIA DE ALIMENTOS La idea de que se pueden encontrar sustancias potencialmente tóxicas en alimentos convencionales es difícil de aceptar, ya que éstos se consideran el sustento de la vida de los seres vivos, por tanto, deben ser puros, sin adulteración. Sin embargo es común encontrar que las plantas y algunos animales que son fuente de nutrientes pueden producir de modo natural un conjunto de compuestos químicos indeseables.

TOXICOLOGIA DE ALIMENTOS La gran diversidad de estructuras químicas de las sustancias tóxicas , así como su naturaleza y efectos tóxicos indeseables, dificultan sus clasificación. Toxinas endógenas (comp. naturales) Toxinas microbianas (mohos, bacterias) Residuos tóxicos (sust. adicionadas) Residuos contaminantes (proceso o preparación)

TOXINAS ENDOGENAS EN VEGETALES Alimento natural seguro, es falso. Gran cantidad de especies vegetales tóxicas. Macronutrientes y micronutrientes son el producto del metabolismo primario de las plantas. En el metabolismo secundario se obtienen sustancias como pigmentos, sabores, pero también pueden estar inhibidores de crecimiento, neurotoxinas, mutágenos, carcinógenos y teratógenos. Solanina (papas): glucoalcaloide, superficie verde de la piel de las papas (pelado). Inhibidor de la acetilcolinesterasa, componente clave del sistema nervioso (200 mg/kg). No se destruye por tratamiento térmico.

TOXINAS ENDOGENAS EN ANIMALES Son más comunes en productos marinos, como la tedrotoxina, que produce parálisis total del sist. respiratorio (muerte en 24 h). Los crustáceos contienen numerosas toxinas que producen envenenamiento. Los peces que no se conservan en refrigeración o congelación pueden contaminarse con bacterias que producen efectos tóxicos (histamina).

TOXINAS MICROBIANAS Infección o intoxicación. Infección: Bacteria en alimentos, proliferación en tracto intestinal y produce toxinas. Ejemplo: salmonellosis, originada por la ingesta de comida contaminada.

RESIDUOS TOXICOS La agricultura depende de la industria química para la fabricación de productos que se utilizan en el control de plagas. El grado de contaminación que provocan en alimentos varía cada año y de un lugar a otro, de acuerdo con la cantidad empleada y el tiempo de exposición. Las hormonas femeninas y masculinas, estimulan la hormona del crecimiento y aceleran la producción de carne para consumo humano. Causan daño en órganos reproductivos de ambos sexos. Los nitratos (fertilizantes) forman nitrosaminas. Antibióticos, impiden el crecimiento de bacterias para la manufactura de productos lácteos, que requieren de lactobacilos para generar ácido láctico.

RESIDUOS CONTAMINANTES Los alimentos para obtener características específicas, se exponen a diversos tratamientos como conservación, fermentación, ahumado, pasteurización, freído, tostado, etc., los cuales producen efectos benéficos (sabor, textura, destrucción de patógenos), pero también producen cambios químicos en la composición de las macromoléculas (proteínas, carbohidratos). Estas modificaciones pueden provocar una reducción del valor nutritivo o pueden producir sustancias químicas tóxicas como HAP y nitrosaminas. El ahumado produce más de 200 compuestos químicos (formol, metanol, ac.formico)

ANTINUTRIMENTOS Causan efectos adversos, sin ser precisamente tóxicos. Interfieren en las reacciones químicas mediante la neutralización de las funciones de los nutrimentos.

INTOXICACIONES ALIMENTARIAS CONCEPTO: Se producen por la ingesta de alimentos contaminados o en malas condiciones. Contaminantes: agentes biológicos o sus toxinas, sustancias químicas, agentes físicos. n

ORIGEN DE LOS TOXICOS EN ALIMENTOS NATURALES (Leguminosas: glucósidos, saponinas, favismo. Cereales: micotoxinas. Café: cafeína. Proteínas: toxina botulinica. Antivitaminas. Papa: solanina) ACCIDENTALES (Contaminación: plaguicidas, metales, microorganismos) INTENCIONALES (Aditivos: conservantes, colorantes, nitratos, edulcorantes) GENERADAS (Procesos: reacción de Maillard, nitrosaminas, asado de carnes, racemización de aminoácidos)

TOXICIDAD AGUDA DE ALGUNAS SUSTANCIAS SUSTANCIA QUIMICA Dl50 (mg/Kg) Alcohol etílico 10.000 Cloruro de sodio 4.000 Sulfato ferroso 1.500 Nicotina 1 Tetrodotoxina 0.1 Dioxina 0.001 Toxina botulinica 0.00001

INGESTA O DOSIS DIARIA ADMISIBLE Es la cantidad de una sustancia que puede ser ingerida diariamente por un individuo durante toda su vida, sin que le produzca un daño a la salud. Este nivel o dosis, es fijado generalmente por experimentación animal sobre toxicidad aguda y crónica (investigando actualmente efectos mutagénicos, teratogénicos y carcinogénicos) y tomando preferentemente el valor de la dosis sin efecto observable (DSEO) para la especie más sensible. Se busca la cantidad máxima del xenobiótico que el animal más sensible pueda ingerir diariamente sin efecto nocivo. Sin embargo, para poderla extrapolar al humano se tiene que tomar en consideración el factor de seguridad (FS), que generalmente debe considerar la variación intraespecie e interespecie o sea el valor de 100

IDA ó DDA Por consiguiente la DDA es generalmente la centésima parte de la DSEO para el animal más sensible y se expresa en mg/Kg de peso corporal. Esta DDA nos permite con un alto grado de probabilidad, garantizar un bajo riesgo del xenobiótico en cuestión, pero nunca se podrá afirmar con absoluta certeza su inocuidad.

DDA DDA = DSEO/FS DSEO = dosis sin efecto observable (mg/Kg p.c.- día) FS = Factor de seguridad (10 cuando la DSEO es de la misma especie; 100 cuando es de otra especie; mayor de 100 cuando la DSEO es en otra especie y la información disponible no es concluyente). Esta medida es adimensional DDA = DSEO /100 = 1/100 (mg/Kg, día) En ocasiones se puede usar un valor mayor a 100.

LIMITE MAXIMO RESIDUAL Se usa para plaguicidas. LMR (ppm) = (1000. W/a) . DDA W = peso del individuo (Kg) a = consumo promedio de los alimentos DDA = dosis diaria admisible LMR = K . DDA K = 1000.W/a W = 60 Kg a = ingesta promedio de alimentos

Debido a la complejidad de un alimento y a la dieta humana, se puede presentar tanto el fenómeno de antagonismo o sinergismo en el proceso de toxicidad de ciertos agentes tóxicos o antinutricionales cuando estos están presentes en la dieta humana.

Por qué se presentan los casos más representativos de disminución o aumento de la toxicidad con relación al consumo de alimentos?

ANTAGONISMO Y SINERGISMO EN LA DIETA a). Concentración pequeña del tóxico; varias sustancias potencialmente dañinas por su alto grado de toxicidad se pueden encontrar presentes en los alimentos en concentraciones sumamente bajas, por lo que a un consumo racional, es poco probable que presente un problema de intoxicación. b). Efecto antagónico entre los diferentes componentes de los alimentos. Ejemplo, el efecto del cadmio es reducido por la ingesta de zinc; la disminución de la toxicidad del plomo, por consumo de calcio; el efecto del yodo en la disminución del problema biogénico de aquellas plantas que contienen glucosinolatos que son bociogénicos naturales.

ANTAGONISMO Y SINERGISMO c). Efecto sinergista del agente tóxico. Una alimentación deficiente en proteínas y con una ingesta de productos con inhibidores de tripsina, como podrían ser productos de soya mal procesados. Alimentos con glucósidos cianogénicos y la simultánea ingesta de un material que posea actividad de b-glucosidasa. d). El consumo exagerado puede rebasar la cantidad de tóxico o agente antinutricional, que en condiciones normales no produciría ningún tipo de efecto dañino. Ejemplo, el consumo exagerado de ciertas especies de hortalizas del género Brassica (repollo, col coliflor), su alta ingesta eleva sustancialmente la incidencia de hipertrofia de la glándula tiroidea (bocio); o el caso del consumo fuera de lo normal de semillas del genero Lathyrus(leguminosas, almorta o arveja, garbanzo), que tienen presentes aminoácidos latirogénicos; por lo que al consumirse en altas concentraciones y por un tiempo relativamente prolongado, causan problemas severos sobre el sistema nervioso central, conocido como Neurolatirismo, que incluso pueden poner en riesgo la vida de quien los consume.

ANTAGONISMO Y SINERGISMO e)Individuos hipersensibles. Sobre lo anterior, se sabe que hay componentes naturales en ciertos alimentos, en especial de origen proteico, que no obstante que se ingieran en cantidades normales, pueden producir un efecto dañino en individuos sensibles quienes tienen incrementada su respuesta inmunológica. A su vez, hay otras situaciones patológicas similares, como es el caso de errores congénitos del metabolismo, que incluso se llega a confundir con una alergia alimentaria verdadera, como son los casos de la ingesta de leche en individuos que presentan intolerancia a la lactosa o el caso de aquellas personas, con deficiencia en la enzima glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (GGPD), que presentan un problema hemolítico por la ingestión de habas (Vicia faba) y que se conoce como favismo.

TOXICOLOGIA DE LOS ALIMENTOS Es conveniente diferenciar las sustancias xenobióticas que causan daño cuando son ingeridas a través de los alimentos (aquellas que producen un daño directo sobre un órgano o tejido), de las que interfieren con la biodisponibilidad de algún nutrimento, ya que muchos autores las engloban en un sólo término, conocido como “factor tóxico” . Sin embargo, se puede distinguir dos tipos de sustancias dañinas que pueden ser ingeridas a través de los alimentos, que son: agente tóxico y agente antinutricional.

AGENTE TOXICO Y ANTINUTRICIONAL AGENTE TOXICO: Cualquier sustancia xenobiótica que es capaz de producir una anormalidad fisiológica y/o anatómica a corto plazo (Toxicidad aguda o subaguda), la cual no puede ser atenuada por una simple fortificación o suplementación del alimento que lo contiene. AGENTE ANTINUTRICIONAL: Sustancia presente en el alimento, que tiene la capacidad de reaccionar o interferir con un nutrimento, disminuyendo su biodisponibilidad y a largo plazo (toxicidad crónica) es capaz de producir una anormalidad fisiológica y/o anatómica, que en la mayoría de los casos es irreversible. Entre estos se encuentran: antienzimas, antivitaminas, secuestrantes de minerales.

CLASIFICACION DE LOS TOXICOS EN ALIMENTOS Tóxicos naturales, pueden ocasionalmente causar problemas, debido a que inesperadamente se encuentran en alimentos a concentraciones mayores a los niveles considerados como normales. Otro factor de riesgo en tóxicos naturales, es el de confundir especies inocuas, con tóxicas; como sucede frecuentemente con algunos hongos comestibles como el Agaricus, con el tóxico Amanita phalloides, incluso estas confusiones son responsables de la muerte de las personas que se dedican a su recolección. Al analizar los diferentes tipos de dieta, se podría considerar el consumo elevado de azúcar, alimento aparentemente inocuo, pero con la potencialidad de favorecer caries dentales.

CLASIFICACION DE LOS TOXICOS EN ALIMENTOS Compuestos añadidos en forma intencional, son ajenos al alimento, agregados en cantidades conocidas para lograr un fin particular, como son los aditivos. Estos compuestos no son absolutamente inocuos, sino que incluso son considerados como tóxicos por diferentes investigadores, lo que ha generado una gran controversia, ya que pruebas toxicológicas han demostrado ser inocuas para la mayoría de los consumidores a los niveles de uso sugerido; sin embargo, queda la duda cuando se presentan malestares en personas hipersensibles. En contraparte, si no se usaran aditivos sería muy difícil el poder disponer de una gran variedad y cantidad de alimentos en las áreas urbanas, donde el mayor porcentaje de la población se ha concentrado en los últimos años y que demanda consumir alimentos para su subsistencia. Además, muchos de estos productos representan una mejora en proceso o bien una protección a las características de los alimentos, como son los antioxidantes

CLASIFICACION DE LOS TOXICOS EN ALIMENTOS Tóxicos accidentales, representan el mayor riesgo para la salud, ya que a diferencia de los naturales o intencionales, no se conoce la cantidad, ni la fecha en que se ingirieron, mucho menos su frecuencia de ingesta o el tipo de alimento asociado al tóxico; tampoco se puede determinar de inmediato cómo llegó al alimento. Es decir, que en términos de una emergencia, se tiene un mayor riesgo a la salud por desconocimiento del compuesto asociado a los malestares que se presenten. Otro caso es cuando se presentan malestares asociados a un tóxico poco conocido, sin posibilidades de diagnosis adecuada, por ejemplo la Ipomeomarona asociada a los "camotes" o batatas (Ipomea batata). Otras veces resulta difícil el diagnóstico entre causa y efecto por la falta de medios analíticos, así como de sistemas para determinar la identidad y concentración de estos compuestos, o bien al presentarse casos clínicos, los síntomas son confundidos generalmente con una intoxicación producida por microorganismos, reconociendo también que las bacterias y virus son un riesgo real y común en varias partes del mundo, probablemente por esto sean confundidos muchos de los diagnósticos de intoxicaciones con los de infecciones.

CLASIFICACION DE LOS TOXICOS EN ALIMENTOS Tóxicos generados por procesos, son el resultado de su transformación a través de diferentes estados de elaboración; desde su cocimiento, estabilización, formulación, mezclado, esterilización, transporte, etc. Estos tóxicos muchas veces 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.

CLASIFICACION DE TOXICOS EN ALIMENTOS Tóxicos naturales de origen animal. Tóxicos naturales de origen vegetal. Toxinas de origen bacteriano y fúngico. Aditivos alimentarios. Tóxicos generados en procesado de alimentos. Plaguicidas. Metales pesados.