Sustancias toxicas
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1) El documento habla sobre la toxicología de los alimentos y las sustancias tóxicas. Distingue entre sustancias tóxicas inherentes y contaminantes de los alimentos. 2) Explica la diferencia entre sustancia tóxica y efecto tóxico, señalando que la dosis determina si se produce un efecto tóxico. 3) Describe algunos términos clave en toxicología como toxicidad aguda, crónica, MTD, NOAEL y ADI que se usan para evaluar la seguridad de los ingredientes al
Sustancias toxicas
- 1. TOXICOLOGIA YOMARA MALDONADO 5TO “A” SUSTANCIAS TOXICAS Introducción Comenzaremos con un breve comentario sobre «Toxicología de los alimentos»: no se refiere a los alimentos per se sino al estudio de las sustancias tóxicas (particularmente a las que lo son naturalmente) asociadas a los alimentos. Algunos alimentos no convencionales (los que no se encuentran corrientemente en los supermercados, como el pez globo y el helecho Pteridiuni aquilinum) contienen concentraciones de toxinas naturales demasiado grandes. Los alimentos tradicionales (los que se encuentran corrientemente en los supermercados), en alguna rara ocasión están contaminados con concentraciones altas de toxinas naturales, pero esto no ocurre corrientemente. De aquí que los toxicólogos de los alimentos no se preocupen de los alimentos como tales sino de las sustancias tóxicas que pueden encontrarse a veces en ellos. En la Tabla 1 se describen los dos tipos generales de tóxicos: los inherentes o propios y los contaminantes. Señalado lo anterior, distinguiremos entre «sustancia tóxica» y «efecto tóxico». Casi es innecesario señalar que la sustancia tóxica induce un efecto tóxico. Lo que no se señala tan a menudo es que la sustancia tóxica sólo provocará su efecto tóxico si su concentración es suficientemente grande. De aquí que sustancia tóxica (tóxico) y efecto tóxico no sean lo mismo. Esta distinción arranca del principio en el que se fundamenta la ciencia toxicológica que se enunció por primera vez así: «Todo es veneno. No hay nada que no lo sea. Solamente la dosis hace a una cosa que no sea venenosa. Así cualquier alimento y cualquier bebida que se tome en cantidad mayor que dicha dosis es un veneno». Por sí sola esta observación merece todo crédito, pero quizá lo más llamativo sea que su autor, un alquimista llamado Paracelso, la escribió en 1564. Todo lo que hemos aprendido sobre toxicología en los 450 años transcurridos desde entonces ha servido para reforzarla extraordinaria capacidad observadora de Paracelso. Hoy sabemos que todos los productos químicos son potencialmente tóxicos y que sólo la dosis determina que tenga lugar o no el efecto tóxico. De hecho, tóxico (o toxina) se ha definido recientemente como una «sustancia que se ha comprobado que presenta algún posible riesgo significativo cuando la consumen en cantidad suficiente las personas o los animales». Solamente nos distinguimos de Paracelso en que reservamos el término «veneno» para las sustancias más potentes (las que inducen los efectos adversos a niveles de exposición de unos pocos miligramos por kilogramo de peso corporal). Corrientemente se espera que las drogas y los productos químicos domésticos presenten cierta toxicidad; por ello se tratan con el respeto debido. No obstante, ni los más insensatos aceptarían que las sustancias potencialmente tóxicas se encontrasen en los alimentos corrientes. Sin embargo hoy se sabe que algunos nutrientes necesarios, como las vitaminas A y D, producen efectos tóxicos si se ingieren a niveles mucho mayores que los necesarios para una salud óptima. El margen de seguridad de estas y muchas otras sustancias dietéticas naturales es mucho menor que el factor de seguridad de 100 veces que se aplica corrientemente a los aditivos sintéticos alimentarios. El objeto de este capítulo es revisar la toxicología en relación con los alimentos. Se espera que el lector concluya de su lectura que aunque todos los productos químicos de los alimentos (tanto naturales como sintéticos) son potencialmente tóxicos, de hecho es
- 2. TOXICOLOGIA YOMARA MALDONADO 5TO “A” raro encontrar un efecto tóxico inducido como consecuencia del consumo de alimentos convencionales. TABLA 1 Tipos de tóxicos de los alimentos Tóxicos inherentes *Metabolitos producidos mediante biosíntesis por los organismos de los alimentos en condiciones de crecimiento normales *Metabolitos producidos mediante biosíntesis por la fuerza de los organismos Contaminantes *Tóxicos que contaminan directamente los alimentos *Tóxicos absorbidos del ambiente por los organismos productores de alimentos. 2. Toxicología de los alimentos y legislación Es imposible comprender totalmente la relación entre seguridad de los alimentos y toxicología si antes no se entiende porqué se investiga; se hace por dos razones básicas: alcanzar nuevos conocimientos y evaluar la seguridad. Mientras la primera es un objeto verdaderamente científico, la segunda constituye un híbrido de ciencia, política y legislación. Las sustancias que se adicionan intencionadamente a los alimentos tienen que ser seguras por ley bajo las condiciones en que se intenta utilizarlas. Los métodos y procedimientos de evaluación de la seguridad son cuestiones científicas; sin embargo, otras consideraciones adicionales, además de las científicas, influyen en la decisión última. Por ejemplo, las sustancias pueden clasificarse como GRAS (generally regarded as safe= generalmente reconocidas como seguras). La decisión sobre si una sustancia es GRAS se deja a la comunidad científica, especialmente a las personas consideradas expertas por su preparación y experiencia. Sin embargo, la Food and Drug Administration (FDA) se reserva el derecho de recusar o aceptar la calificación de GRAS. En la U.S. Food, Drug and Cosmetics Act (FD&C Act = Ley de Alimentos Medicamentos y Cosméticos de los EE UU) reciben una especial consideración los colorantes, los residuos de plaguicidas, los ingredientes previamente autorizados (los que se empleaban antes de 1958, año en el que se enmendó por última vez la ley FD&C) y las sustancias para las que la FDA ha dictado regulaciones específicas como los aditivos alimentarios. También hay qué tener en cuenta la «política de los constituyentes» que regula los contaminantes inevitables. Quizá la disposición mejor conocida de la Ley FD&C sea la «enmienda Delaney», así llamada por el senador que presidió el subcomité del Congreso que la incorporó a la ley citada. La enmienda Delaney, que prohibe el empleo de aditivos químicos que se haya demostrado que producen cáncer en las personas o en los animales, aparece de hecho tres veces en la ley FD&C, concretamente en las Secciones 409 (Aditivos alimentarios), 706 (Aditivos colorantes) y 612 (Piensos y medicamentos animales). Los residuos de plaguicidas de los productos agrarios crudos no están sometidos a la enmienda Delaney. Sin embargo, los residuos concentrados que permanecen después de procesar un alimento sí que están sujetos a esta legislación. En otras palabras, es legal la venta de una manzana que contenga vestigios de un plaguicida cancerígeno, aprobado por la Environniental Protection Agency (EPA = Agencia de Protección Ambiental), pero no lo es la venta de salsa de manzana elaborada con dicha manzana. Ni siquiera se necesita demostrar que la salsa de manzanas contiene realmente restos de plaguicida. De acuerdo con la ley puede prohibirse un alimento procesado que contuviera, teóricamente, un residuo de plaguicida concentrado. Por el contrario, la enmienda Delaney no se aplica a los contaminantes inevitables de los alimentos, o de los aditivos alimentarios, aunque tales contaminantes sean
- 3. TOXICOLOGIA YOMARA MALDONADO 5TO “A” cancerígenos. Sirvan de ejemplo las trazas de aflatoxinas en los cacahuetes y algunas impurezas mínimas que se encuentran en ciertos colorantes químicos sintéticos. Para estos contaminantes los magistrados han sostenido que la FDA puede emplear las metodologías de establecimiento de riesgo, junto con el concepto legal llamado «de minimis». (De minimis significa que la ley no trata de naderías). El resultado de todo esto es que un aditivo, por ejemplo la sacarina, que en ciertos experimentos animales se comporta como muy débilmente cancerígena pero cuya carcinogenicidad en la especie humana nunca ha sido demostrada, debería prohibirse (de hecho la única razón por la que no se prohibió fue por una excepción especial del Congreso). Al mismo tiempo cancerígenos naturales y sintéticos, teóricamente «más peligrosos», que contaminan inevitablemente los alimentos o los aditivos inocuos, están exentos de la enmienda Delaney. Para ellos la FDA ha establecido límites de tolerancia (cantidad de contaminante que puede tolerarse). Virtualmente todos los alimentos contienen vestigios de sustancias cancerígenas, principalmente de fuentes naturales. Como ejemplos citaremos el uretano de las bebidas fermentadas y ciertos componentes naturales de las especias, como el safrol (el aromatizante natural de la cerveza de raíces, prohibido como aditivo internacional en la década de 1960) que se encuentran en el sasafrás, la albahaca y la canela. De aquí que sea una consecuencia práctica de la ley federal de los EE UU que los alimentos puedan venderse legalmente en dicho país incluso cuando alguno de sus componentes no pueda adicionarse intencionadamente a otros alimentos. 3. Terminología toxicológica alimentaria Como todas las disciplinas científicas, la toxicología tiene su propio vocabulario. Entre los términos utilizados por los toxicólogos alimentarios se incluyen: toxicidad aguda, toxicidad crónica, prueba de alimentación suberónica, MTD, NOAEL y ADI. La toxicidad aguda se refiere a una respuesta tóxica, corrientemente inmediata, inducida por una sola exposición. La dosis letal de ácido cianhídrico (50-60 mg) induce la muerte en unos pocos minutos; la cicutoxina, tóxico principal de la cicuta europea, mata tan rápidamente al ganado vacuno que consume esta hierba que, a menudo, los animales mueren antes de que el forraje implicado haya pasado el tubo esofágico. Éstos son ejemplos amargos de toxicidad aguda. La toxicidad aguda de una sustancia se expresa como LD50, la dosis de la sustancia en cuestión que mata el 50% de un grupo de animales expuestos a la misma. La toxicidad crónica alude al efecto que necesita cierto tiempo para desarrollarse, por ejemplo, el cáncer. La comprobación de la toxicidad crónica implica el suministro continuo de la sustancia experimental a los roedores durante 20-24 meses. Por analogía con la LD50, la cantidad de cancerígeno necesaria para provocar cáncer en el 50% de los animales expuestos se conoce como TD 50 (dosis tumoral 50). La prueba de alimentación subcrónica es un «estudio toxicológico de noventa días en una especie animal apropiada». Se utiliza a menudo para definir la MTD y, en el caso de sustancias no cancerígenas, el NOAEL. MTD es el acrónimo inglés de maxinnun tolerarsd dose (= dosis máxima tolerada). Es la concentración máxima de una sustancia que puede suministrarse a un animal sin provocarle síntomas obvios de toxicidad. En los experimentos de toxicidad crónica, la sustancia ensayada se suministra por vía oral a su MTD y tal vez a una o dos dosis menores. El concepto de MTD se ha criticado porque se basa solamente en medidas poco precisas de la toxicidad, por ejemplo, en la pérdida de peso. Los indicadores bioquímicos más delicados de la toxicidad celular que pueden presentarse a dosis menores, no se tienen en cuenta.
- 4. TOXICOLOGIA YOMARA MALDONADO 5TO “A” NOAEL es el acrónimo del inglés no observable adverse effect leve/ (= nivel sin efecto adverso observable). El NOAEL se emplea en pruebas de alimentación crónicas con las sustancias que inducen respuestas tóxicas (distintas del cáncer) para establecer la ingesta o aporte diario aceptable (ADI). ADI es el acrónimo de aceptable dady intake (= ingesta o aporte diario aceptable). Por convención se ha establecido para las sustancias no cancerígenas en 1/100 del NOAEL. Los aditivos alimentarios potenciales que se ha visto que inducen cáncer están sujetos, por ejemplo, a la enmienda Delaney. El resultado práctico es que se asume legalmente que tales sustancias no tienen NOAEL. De aquí que no pueda añadirse a los alimentos ninguna cantidad de los mismos. El que esto sea científicamente razonable es objeto de controversia. 4. Valoración de la seguridad: procedimiento tradicional Las pruebas subcrónicas y crónicas de alimentación de los roedores constituyen la base de las evaluaciones tradicionales de la seguridad de los nuevos ingredientes alimentarios. Estas pruebas se desarrollaron para valorar los compuestos químicos simples que podían ingerirse en cantidades mucho mayores (100 veces o más) que las propuestas para el consumo humano. Se pensaba que había que suministrar grandes dosis para compensar el número relativamente pequeño de animales de experimentación que podían utilizarse por razones prácticas, (pequeño en relación con el número total de personas potencialmente expuestas) por ejemplo, la población de EE UU es de unos 250 millones de personas y, sin embargo, difícilmente podría realizarse un estudio con más de unos pocos centenares de ratas. De aquí que cada rata corresponda a un número muy grande de personas potencialmente expuestas. El problema de alimentar un número de animales relativamente pequeño en relación con las grandes cantidades de sustancias a examinar obliga a plantearse esta pregunta: ¿Qué dosis de sustancias a ensayar deben emplearse y cuánto ha de durar la exposición a las mismas? Así surgió la MTD, cantidad máxima de una sustancia que puede recibir una rata o un ratón sin que presente síntomas manifiestos de intoxicación. Estos síntomas se definieron mediante una serie de determinaciones groseras como, por ejemplo, la pérdida de peso en el 90%, al menos, de los animales de experimentación respecto de los controles. El procedimiento tradicional consiste en establecer la MTD de la sustancia problema y suministrársela oralmente durante 2 años a los roedores. Si el grupo experimental desarrolla cáncer en mayor proporción que los animales control, la sustancia en cuestión se considera cancerígena y de acuerdo con la enmienda Delaney se prohibe su empleo como aditivo. Si la sustancia no induce cáncer (o lo provoca mediante mecanismos secundarios si importancia en la experiencia humana), se determina el NOAEL. La sustancia puede permitirse entonces como aditivo alimentario a una concentración lo suficientemente baja para que las personas no consuman más de 1/100 del NOAEL de los roedores. 5. Valoración de la seguridad: procedimientos nuevos Los procedimientos estudiados se diseñaron para evaluar la seguridad de las sustancias, principalmente productos químicos simples y en ocasiones mezclas sencillas, que se pretende utilizar en los alimentos a niveles o dosis relativamente bajos. La calificación de «niveles relativamente bajos» es crítica en el sentido de que la sustancia se suministra a los animales de experimentación en cantidades múltiplos y mucho mayores que las establecidas para las personas, generalmente 100 veces mayores o más. Esto explica que, por definición, la exposición propuesta para el hombre no supere el 1% de la dieta ya que a esta concentración los animales que reciban un múltlipo 100 veces mayor que la dosis Humana, consumirán únicamente el compuesto puro y nada más. En
- 5. TOXICOLOGIA YOMARA MALDONADO 5TO “A” la práctica la exposición humana diaria establecida debe considerarse que es menor del 1 % ya que la alimentación de los animales con una sustancia a más de un pequeño porcentaje de su dieta de riesgos podría originar un desequilibrio nutritivo. Se necesitan, obviamente nuevos procedimientos para evaluar los alimentos nuevos y los "macronutrientes" que hayan de suponer el 1 % o más de las dietas de, cuando menos, algunas personas (por ej., tomates producidos por ingeniería genética y nuevos aceites comestibles). Para evaluar dichos productos se necesitan sustitutos fiables de las pruebas de alimentación estándar con dosis altas, llevadas a cabo con animales. Una de ellas se basa en evaluar la seguridad de los enzimas empleados en el procesado de alimentos. Los enzimas de "calidad alimenticia" son de hecho mezclas complejas, no entidades sencillas. Realmente su purificación es escasa por lo que virtualmente todo lo que origina cl microorganismo productor puede encontrarse en la preparación enzimática comercial. Ante esto uno puede preguntarse razonablemente cómo puede realizarse la evaluación de la seguridad. ¿Debe uno limitarse al enzima activo o a todos los componentes que constituyen el preparado comercial? ¿Se necesitan tener en cuenta todos los posibles efectos adversos, o puede simplificarse la tarea concentrándose en los posibles efectos adversos que pueden ocurrir razonablemente como consecuencia del empleo del microorganismo productor específico? Afortunadamente se dispone de una serie bastante grande de datos de toxinas microbianas que puede servir de base de un sistema de evaluación. Por tanto se puede valorar cualquier preparación enzimática microbiana por su capacidad de producir los efectos adversos que podrían anticiparse dado el microorganismo productor. Un sistema de evaluación de la seguridad, basado en estas consideraciones, comienza con una revisión profunda de la bibliografía para determinar los efectos adversos (si los hay) que se han asociado al organismo productor y a otros próximos de la misma especie o género. Debe ponerse especial atención en encontrar informes de las toxinas activas por vía oral (enterotoxinas y algunas neurotoxinas). Si se encuentran tales informes debe asegurarse entonces que la preparación enzimática esté libre de material indeseable. Sin embargo, lo más corriente es que cl microorganismo productor se haya seleccionado entre aquellas especies cuyo previo empleo en la elaboración de alimentos o de ingredientes de los mismos esté libre de problemas; en este caso lo más probable es que no se hayan descrito efectos adversos debidos al microorganismo. No obstante, pueden necesitarse un número limitado de experimentos con animales para asegurarse de que la producción por el microorganismo propuesto no origina enterotoxinas desconocidas ni otras sustancias indeseables activas por vía oral. Con alguna ligera modificación este procedimiento puede acomodarse a los enzimas producidos por microorganismos sometidos a ingeniería genética. Además, la propuesta de concentrarse en las sustancias potencialmente dañinas que pueda originar el microorganismo productor, en contraste con otro procedimiento más amplio y en gran parte impracticable de investigación de cualquier efecto adverso, mediante pruebas de alimentación animal con dosis grandes, también constituye la base de los sistemas de evaluación de la seguridad de las cosechas obtenidas por ingeniería genética aprobadas por el gobierno y la industria.
- 6. TOXICOLOGIA YOMARA MALDONADO 5TO “A” 6. Toxicología comparada y tóxicos inherentes Es importante recordar la trama histórica de la ciencia que apoya los procedimientos "tradicionales" y "nuevos" de evaluación de la seguridad que acabamos de describir. Los primeros se basan en conceptos desarrollados a mediados del siglo, algunos de los cuales son ahora difíciles de justificar. Concretamente la aceptación básica del procedimiento tradicional de que los cancerígenos dietéticos son raros y por lo santo evitables, es totalmente insostenible. Por el contrario, los procedimientos no tradicionales son intentos más recientes de unir la evaluación de la seguridad con la realización emergente de que la búsqueda de la seguridad absoluta no sólo es científicamente ingenua sino también contraria a la necesidad de priorizar racionalmente los objetivos de la salud pública a la luz de las restricciones presupuestarias. El objetivo de los nuevos procedimientos propuestos por el Consejo Internacional de Biotecnología de los Alimentos y la FIJA es la toxicología comparativa. Como tal se entiende la comparación de la concentración de toxinas inherentes (por ej., las que hay natural y endógenamente) de los alimentos nuevos con la de la toxinas inherentes de sus equivalentes tradicionales. Éste es el cambio conceptual fundamental respecto del procedimiento tradicional al recalcar la ausencia de toxicidad en un amplio margen de seguridad (establecido arbitrariamente en 100 veces). El nuevo procedimiento permite que haya tóxicos inherentes en los alimentos nuevos, si sus concentraciones no sobrepasan las contenidas en sus equivalentes o duplicados tradicionales (el duplicado tradicional es el alimento de uso corriente al que va a sustituir el nuevo). Los márgenes de seguridad de los tóxicos inherentes corrientemente no preocupan si la ingestión del duplicado tradicional se considera segura. Por supuesto que la credibilidad de este procedimiento depende de la existencia de bases de datos, fiables y comprensibles, de los tóxicos naturales que se encuentran en los alimentos corrientes. Afortunadamente existen tales bases de datos gracias a la investigación básica, realizada en gran parte para ampliar el conocimiento, sin preocuparse por los aspectos legales ni normativos de la toxicología alimentaria. Por ejemplo, se sabe que en los vegetales hay muchas clases de tóxicos inherentes (Tabla 2) y también se sabe que algunas de estas sustancias son cancerígenas en experimentos con animales (Tabla 3). No obstante, se conoce asimismo que solamente unos pocos de estos tóxicos inherentes son realmente peligrosos para las personas que consumen las dietas corrientes (Tabla 4). Los tóxicos inherentes son por supuesto una subclase de los productos químicos naturales, clase muy amplia que incluye todas las sustancia, salvo las que no son de origen bioquímico y se han introducido natural o accidentalmente en los alimentos debido a las actividades humanas. Según esta definición las micotoxinas son sustancias naturales aunque se produzcan por el crecimiento fúngico, debido a la falta de cuidados, en las semillas almacenadas, por los residuos de los plaguicidas sintéticos utilizados para la destrucción de los insectos que albergan esporas de los hongos no son sustancias naturales. El arsénico es una sustancia natural cuando se encuentra en los alimentos marinos ( es un componente del agua del mar), pero no lo es cuando se encuentra en la cosecha de un campo al que se añadió intencionadamente como plaguicida ( costumbre que hasta no hace mucho se practicaba en EE UU ).
- 7. TOXICOLOGIA YOMARA MALDONADO 5TO “A” La mayoría de tos productos químicos del ambiente (incluidos, por supuesto, los alimentos) son naturales dado que no son sustancias intencionales de la química sintética. Son muy pocas las sustancias sintéticas que se sabe que no existen en la naturaleza. De aquí que el número, variedad y concentración de los productos químicos naturales de los alimentos sobrepasen muchísimo a las sustancias sintéticas. Esto no sorprenderá a nadie que haya leído los otros capítulos de este texto. En los alimentos hay muchos productos químicos naturales. Nadie sabe con exactitud cuántas de estas sustancias ingiere un consumidor típico al día, pero posiblemente una estimación de un millón de tales compuestos no sea en absoluto exagerada. El cocinado no hay, duda de que amplía su número total, por lo tanto, cuanto más se cocina más productos químicos presenta. Digamos otra vez que nada de esto sorprenderá a quien esté familiarizado con el tema. Antes se ha señalado que todos los productos químicos, tanto sintéticos como naturales, exhiben toxicidad a partir de un cierto nivel de exposición. Incluso el agua pura mata si se bebe en exceso ya que da lugar a un desequilibrio electrolítico; hay de hecho una situación en los ancianos, la llamada «intoxicación por agua» que se debe en parte a la disminución de la capacidad renal de excretar el agua. De aquí que los innumerables productos químicos naturales de los alimentos sean todos potencialmente capaces de provocar efectos tóxicos, pero muy pocos se encuentran ordinariamente en concentración suficiente para producirlos. Según cierto criterio, una sustancia debe preocupar si su concentración en los alimentos tiene un estrecho margen de seguridad, por ejemplo de 25 o menos (en otras palabras, si la ingestión de no más de 25 veces la cantidad encontrada corrientemente en los alimentos produce un efecto tóxico. De acuerdo con tal criterio sólo una mínima parte de los componentes de los alimentos (se ha estimado que menos del 0,1% son «tóxicos». A pesar de ello la lista de tales tóxicos es desalentadora. I.a Tabla 2 constituye una descripción parcial; recomendamos al lector una lista amplia de 209 compuestos de alimentos vegetales, calificados de acuerdo con los criterios citados como tóxicos y/o cancerígeno,,;. Muchos de ellos son tóxicos inherentes que forman la base de las propuestas de evaluación de la seguridad en toxicología comparada. Hall ha estudiado 21 tóxicos de origen vegetal que se sabe que son dañinos para las personas que consumen dietas «ordinarias» (en contraposición con el consumo de hierbas tóxicas o setas venenosas que no son compuestos dietéticos ordinarios); se muestran en la Tabla 4. De estos 21 tóxicos sólo cinco son inherentes de los alimentos corrientes de los países occidentales: solanina de las patatas (razonablemente la más importante); cucurbitacina E de calabazas y pepinos, nitritos de las espinacas y otras hortalizas de hojas verdes y linamarina y lotaustralina de la judía de Lima. Tabla 2 Ejemplos de tóxicos inherentes de los vegetales. TOXINAS NATURALEZA QUÍMICA PRINCIPAL FUENTE ALIMENTICIA Inhibidores de proteasa Proteínas(peso Legumbres, molecular 4000- garbanzos, 24000) guisantes, patatas, cereales. PRINCIPALES SÍNTOMAS Alteración del crecimiento y de la utilización de alimentos; hipertrofia
- 8. TOXICOLOGIA YOMARA MALDONADO Hemaglutininas Proteínas(peso Legumbres, molecular 10000- lentejas, 124000) guisantes Saponinas Glucósidos Glucosinolatos Cianógenos Latirógenos Alergenos Cicasina Favismo Fitoalexinas Alcaloides Soja, remolachas, cacahuetes, espinacas, espárragos. Tioglucósidos Col y especies semejantes, nabos, colinabo, rábano, colza, mostaza. Glucósidos Guisantes y cianogenéticos judías, legumbres, semillas de lino, de frutas con hueso, mandioca BGarbanzos, Aminopropionotrilo altramuces y derivados Proteínas ¿? Prácticamente todos los alimentos, en especial cereales, legumbres y nueces. Metilazoximetanol Nueces del género Cycas Vicina y convicina Habas (pirimidín Bglucosídos) *Furanos simples *Boniatos *Benzofuranos *Apio, chirivía *Furanos *Haba caballar acetilénicos *Guisantes, judía *Isoflavonoides común de Dihidropirroles Familias 5TO “A” pancreática. Alteración del crecimiento y de la utilización de alimentos, aglutinación de los hematíes in vitro, actividad mitógena de los cultivos celulares in vitro. Hemólisis de los hematíes in vitro Hipotiroidismo y aumento del tamaño del tiroides Intoxicación por HCN Neurolatirismo(daño del SNC) Respuestas alérgicas en los individuos sensibles. Cáncer de hígado yt de otros órganos Anemis hemolítica aguda *Edema pulmonar, alteración del hígado y riñón. *Fotosensibilidad dérmica. *?¿ *Lisis celular in vitro. Daño hepático y renal.
- 9. TOXICOLOGIA pirrolicidina YOMARA MALDONADO 5TO “A” Compositae y Boraginaceae, infusiones de hierbas Safrol Benceno alil- Sasafrás, Cancerígenos sustituido pimienta negra -Amantina Octapéptidos Amanita Salivación, vómitos, bicíclicos phaloides convulsiones, muerte Atractilósido Glucósido Un Agotamiento del esteroideo cardo(Atractylis glucógeno gumífera) Tabla 3 Algunos cancerígenos naturales inherentes de los alimentos CANCERÍGENO EN ALIMENTO VEGETAL CONCENTRACIÓN (ppm) ROEDORES 5-8- Metoxipsoraleno *Perejil *14 *Chirivías *32 *Apio *0.8 p-hidrazinabenzoato *Setas *11/42 Glutamil p-hidrazinabenzoato *Col *35/590 Sinigirina *Berza rizada *250/788 *Coliflor *12/66 *Col de Bruselas *110/1560 *Mostaza *16000/72000 *Rábano *4500 Estragol *Albahaca +3800 *Hinojo *3000 Safrol *Nuez moscada *3000 *Macis *10000 +Pimienta negra *100 Etilacrilato Piña americana 0.07 Sesamol Semillas de 75 sésamo(aceite calentado) Alcohol a-metilbencñilico Cacao 1.3 Acetato de bencilo +Albahaca *82 *Jazmín(infusión) *230 *Miel *15 Acido Café(granos tostados) 100 clorogénico(ác.cafeico) Acido neoclorogñenico(ác. *Manzanas, albaricoques, *50/500 Neocafeico) brecolera,clo, cerezas, berza, *11600 melocotones, peras, cieruelas. *Café (granos tostados) 7. Contaminantes
- 10. TOXICOLOGIA YOMARA MALDONADO 5TO “A” Los tóxicas inherentes no son los únicos componentes indeseables de los alimentos. También preocupan los contaminantes que pueden ser sintéticos o naturales: en sus normas la FDA bree pocas distinciones sobre estas componentes. Sin embargo, tos expertos en general están de acuerdo en que los más importantes son los naturales, en especial los producidos por microorganismos y no es por minimizar las consecuencias potencia-les de la contaminaciónde los alunarnos con tóxicos sintéticos, sino por poner de mani- fiesto que la contaminación con microorganismos patógenos o sus toxinas ocurre mucho más frecuentemente Hay dos clases de Toxina microbianas especialmente importantes: micotoxinas (toxinas fúngicas) y toxinas bacterianas productoras de toxiinfecciones alimentarias. Las micotoxinas son moléculas orgánicas de bajo peso molecular, casi todas son menores de 500 D. En la Figura 1 se indican las estructuras químicos de cuatro importantes micotoxinas En algunas casos el nombre común (por ej., palufna) se refiere a una sola sustancia mientras que col otros (por ej., tricotecenos) se refiere a un tipo de sustancias químicamente relacionadas Las micotoxinas provocan abundantes efectos tóxicos agudos y crónicos en el hombre y en los animales, dependiendo del tipo de compuesto, del nivel de exposición y de la duración de ésta. Figura 1: Estructuras químicas de cuatro micotoxinas importantes. Entre los efectos que producen las distintas micotoxinas citaremos temblores y hemorragias, supresión de la inmunidad, lesiones renales, toxicidad fetal y cáncer. Los mohos toxigénicos llegan a los alimentos y piensos en diversas fases de su producción, procesado, transporte y almacenamiento. Los principales factores ambientales que influyen en cl crecimiento fúngico y en la producción de micotoxinas son el sustrato, la humedad, el pH, la temperatura y el estrésde los cultivos. En EE UU las principales cosechas afectadas por la contaminación con micotoxinas son el maíz, los cacahuetes y las semillas de algodón. Se ha señalado que son numerosas las especies de hongos pertenecientes a más de 50 géneros, que producen metabolitos tóxicos. Sin embargo la mayoría de estos metabolitos tóxicos no se han relacionado con enfermedades humanas o animales. Las especies de tres géneros producen las más importantes micotoxinas que se sabe que originan enfermedades en el hombre y en los animales; estos géneros son: Aspergillus, Fusarium y Penicillium. Se ha identificado un gran número de micotoxinas sin embargo, no todas tienen la misma importancia en cuanto a poder tóxico y posibilidad do exposición de personas y
- 11. TOXICOLOGIA YOMARA MALDONADO 5TO “A” animales En la Tabla 5 se incluyen Pique presentan los mayores riesgos potenciales para la salud del hombre y de los animales. Tabla 5 Presencia de algunas micotoxinas corrientes MICOTOXINAS1 PRINCIPALES SUSTRATOS EFECTO HONGOS TÍPICOS BIOLÓGICO2 PRODUCTORES NATURALES *M. de Alternaria alternata Granos se M, HR Alternaria(AM) cereales, tomate, piensos animales *Aflatoxina (AF) Aspergillus flavus, Cacahuetes, maíz, H, C, M, T *B1 y otras A. parasiticus semillas de algodón, cereales, higos, frutos secos, leche, sorgo, nueces *Citrinina (CT) Penicillium cotrinum Cebada, maíz, arroz, N, (C?), M nueces *Acido A. flavus, P. Cacahuetes, maíz, NR, CV coclopiazónico cyclopium queso (CPA) *Desoxinivalenol Fusarium Trigo, maíz NR (DON) graminearum *Citoclorotina (CC) P. islandicum Arroz H, C *Fumonisinas (FM) F. moniliforme Maíz, sorgo H, NR, (C¿), R *Luteosquirina (LT) P. islandicum, P. Maíz, sorgo H, C, M rugulosum *Moniliformina F. moniliforme Maíz NR, CV (MN) *Ocratoxina A. ochraceus, P. Cebada, judías, NR, (C?), D, T, NH, verrucosum cereales, café, T piensos, maíz, avena, arroz, centeno, trigo *Patulina (PT) P. patulum, P. Manzanas, zumo de NR, (C?), M Urticae, A. clavatus manzanas, judías, trigo *Acido penicílico P. puberulum, A. Cebada. Maíz NR (PA) ochraceus *Penitrem A (PNT) P. palitans Piensos, maíz H, T *Roquefortina P. roqueforti Queso H, C, M (RQF) *Rubratoxina B (RB) P. rubrum, P. Maíz, soja D, ATA, T purpurogenum *Esterigmatocistina A. versicolor, A. Maíz, cereales, queso D, NR (ST) nidulans *Toxina T-2 12-13 F. sporotrichioides, Maíz, piensos, heno, D, NR (TCTC) F. nivale cacahuetes, arroz
- 12. TOXICOLOGIA YOMARA MALDONADO 5TO “A” 1. Las temperaturas óptimas para la producción de micotoxinas son generalmente las comprendidas entre 24 y 28º C, salvo en el caso de toxina T-2 cuya producción máxima acaece a 15º C. 2. ATA: aleucia alimentaria; C: cancerígeno; (C?): efecto cancerígeno cuestionable aún; CV: lesión cardivascular; D: dermatotoxina; G: genitotoxina y efectos estrogénicos; H: hepatotóxico; HR: hemorrágico; M: mutagénico; NH: nefrotoxina; NR: neurotoxinas; R: respiratorio; T: terategénico. En EE UU y otros países con sistemas avanzados de producción de alimentos los casos de enfermedad humana debidos a micotoxinas son muy raros y virtualmente nunca se han atribuido a los alimentos procesados industrialmente. Ello se debe a que los procesadores de alimentos han establecido normas estrictas sobre las cantidades de micotoxinas aceptables en las semillas y otros ingredientes empleados en la elaboración de alimentos. Tales normas se basan en parte en las tolerancias establecidas por las agencias reguladoras, Los niveles aceptables de contaminación con micotoxinas se determinan empleando análisis muy conservadores de valoración del riesgo; de aquí que la salud pública esté protegida por márgenes de seguridad amplios. Por el contrario, tarto en EE UU como en otros países desarrollados, se ha descrito la posibilidad de contaminación de los piensos animales con concentraciones peligrosas de micotoxinas. El estrés de los cultivos es un factor de importancia a este respecto por ejemplo, el estrés inducido por la sequía aumenta la probabilidad de la contaminación del maíz por aflatoxinas, mientras que el tiempo húmedo frío que retrasa la cosecha puede llevar a la contaminación de los cereales con niveles peligrosos de tricitecenos. Los cereales calificados de no aptos para el consumo humano pueden terminar como piensos del ganado. Preocupa que las micotoxinas de los piensos pasen a las personas que ingieren alimentos de origen animal. Por ejemplo, en la leche de vacas alimentadas con piensos contaminados con aflatoxinas se ha encontrado aflatoxina M. Se desconoce el peligro potencial y real para el hombre de la aflatoxina M y de otros metabolitos análogos de los tejidos comestibles animales. Las toxinas de las bacterias productoras de toxiinfecciones alimentarias se diferencian de las micotoxinas en tres aspectos fundamentales: salvo raras excepciones, son proteínas y no moléculas orgánicas de bajo peso molecular. Segundo, se trata de toxinas con efectos agudos; los síntomas se presentan a las pocas horas o días de ser ingeridas. Entre las toxinas productoras de toxiinfecciones alimentarias no hay duplicados que, por ejemplo, provoquen cán- cer hepático en las ratas por aflatoxina B1. Por último aunque las toxinas de las bacterias productoras de toxiifecciones alimentarias son una causa importante de enfermedad en las personas, rara vez se asocian a los piensos animales. Sin embargo, los piensos pueden contener bacterias patógenas que infectando al ganado pueden pasar a las personas. No cabe duda de que la ausencia de toxinas bacterianas en los piensos se debe a su bajo contenido en humedad. Las bacterias necesitan para su desarrollo y para la producción de toxinas más humedad que los hongos. En la tabla 6 se indican las toxinas bacterianas cuya ingestión produce toxiinfecciones alimentarias.
- 13. TOXICOLOGIA YOMARA MALDONADO 5TO “A” Tabla 6 Toxinas bacterianas productoras de enfermedades alimentarias TOXINA CASOS ANUALES DE ENFERMEDAD CALCULADOS EN EE UU ENTEROTOXINAS 1.155.000 ESTAFILOCÓCICAS ENTEROTOXINAS DE Bacilus cereus 84.000 NEUROTOXINAS BOTULÍNICAS 270 CAUSAS TOTALES DE 12.581.270 ENFERMEDADES ALIMENTARIAS Staphylococcus aureus es la bacteria toxigénica más corriente de los alimentos. Su ha calculado que en EE UU es la responsable aproximadamente de 1 trillón de casos anuales de intoxicación alimentaria. Se ha estimado que Salmonella origina casi 3 millones de casos, pero de infecciones y no de intoxicaciones. Staphylococcus aureus es también un importante agente infeccioso del hombre y de los animales, pero la intoxicación estafilocócica alimentaria se origina por la ingestión de alimentos en los que se encuentra preformada la enterotoxina. La enterotoxina estafilocócica no es una sola entidad, sino un grupo de más de siete proteínas de cadena sencilla de un peso molecular que oscila entre 26.000 y 29.000 D. Las enterotoxinas son antígenos y se detectan mediante métodos serológicos. Las cepas toxigénicas de S.aureus pueden producir más de una enterotoxina. Entre los síntomas de la intoxicación figuran diarrea y vómitos intensos, además de dolor abdominal, cefalea, contracturas musculares y sudoración. Se desconoce el mecanismo de acción de las enterotoxinas. La cantidad de enterotoxina estafilocócica necesaria para producir la enfermedad no se conoce con exactitud pero probablemente son suficientes unos pocos cientos de nanogramos. Corrientemente se necesitan un millón o más de estafilococos para producir tal cantidad de toxina. Los alimentos más propensos para el crecimiento estafilocócico y la producción de enterotoxina son los nutritivamente ricos y húmedos que se han sometido a temperaturas relativamente altas, en particular bollería rellena de natillas o crema, carnes curadas, como el jamón de tipo York y ensaladas con huevo, pescado o carne. La bacteria productora de la intoxicaciónn alimentaria más temida es Clostridium botulinum, el agente del botulismo. Afortunadamente es muy poco frecuente, estimándose en menos de 300 casos por año los que tienen lugar en EE UU. La intoxicación alimentaria por Clostridium botulinum se debe a una serie de neurotoxinas; entre sus síntomas destacan la parálisis y la muerte. Se han identificado 7 neurotoxinas butoínicas diferentes; se trata de proteínas de un peso molecular de aproximadamente 150.000 que constan de. sulbunidades unidas por enlaces disulfuroo. Las neurotoxinas botulínicas son el tóxico agudo más patente que se conoce: su potencia varia entre 107 y 108 unidades de LD50 para el ratón por miligramo de proteína. Clostridium botulinum es un esporulado anaerobio que sobrevive a tratamientos térmicos moderados que destruyen las formas vegetativas. Como contraste las neurotoxinas se. destruyen rápidamente por el calor. A principios de siglo la industria conservera desarrolló procedimientos que aseguran la destrucción total de las esporas de
- 14. TOXICOLOGIA YOMARA MALDONADO 5TO “A” C. botulinum. Esto era un prerrequisito para la obtención de alimentos enlatados seguros. Actualmente en EE UU el botulismo se asocia casi siempre a una mala manipulación en los establecimientos de restauración o en los hogares. Bacillus cereus es un patógeno de los alimentos que origina dos enterotoxinas distintas. Una produce diarrea y la otra provoca vómitos. Se desconoce el mecanismo de acción de ambas toxinas. Como indica su nombre B. Cereus es un microorganismo corriente del suelo que contamina frecuentemente los productos de cereales. No es una de las principales causas de intoxicación alimentaria en EE UU, siendo más corriente en Europa, particularmente en Gran Bretaña. Algunas formas menos corrientes de intoxicación alimentaria se asocian a metabolitos bacterianos que no son proteínas. Sirvan de ejemplo la intixicación por histamina, la debida a los nitritos y el bongkrek (originado por un ácido graso tóxico sintetizado por Pseudomonas cocovenenans y Flavobacterium farinofermentans). Hay también varias bacterias patógenas traídas por los alimentos que producen toxinas asociadas a infecciones gastrointestinales. Entre ellas se encuantran ciertas cepas de E. Coli y Clostridium perfrigens. En estos casos la toxina ya formada en los alimentos no se asocia a la enfermedad que está provocada, total o parcialmente, por la toxina sintetizada in situ después de ingerido el microorganismo patógeno. 8. Toxicología alimentaria y salud pública Establecimiento De Prioridades. Se ha calculado que en EE UU se producen cada año 12.5 millones de casos de enfermedades traídas por los alimentos con un coste de 8.5 millardos de dólares. La mayoría se deben a los agentes infecciososç. Bacterias patógenas, como Salmonella; virus, como el de la hepatitis A y parásitos, comoToxoplasma gondii. Las toxinas transmitidas por los alimentos se ha calculado que son los responsables de no más de 1.5 millones de casos. De ellos más de un millón se deben a las enterotoxinas estafilocócicas. De aquí que la toxicología alimentaria señale que aunque estemos vigilantes para proteger los alimentos frente a su contamiación con toxinas naturales y sintéticas, los riesgos toxicológicos alimentarios más corrientes en EE UU y otros países avanzados son, con mucho, ciertas toxinas bacterianas. De otra parte, se dispone de muchos datos científicos que ayudan a controlar la contaminación. Dicho esto hay que referirse al problema que supone el que la población en general piense, estimulada a menudo por los grupos activistas, que los riesgos toxicológicos de nuestro aporte alimentario son mucho mayores que lo que nos indican las estimaciones científicas citadas. Tal preocupación por los riesgos se refiere a los conatminantes sintéticos, a los residuos de plaguicidas y a los aditivos alimentarios. Se han hecho pocos intentos de tratar estas preocupaciones de forma sistemática y con una base científica. Uno de ellos fue el desarrollo por Armes et al. Implica el ordenar los riesgos carcinigenéticos de acuerdo con una relación conocida por el acrónimo HERP (human exposure rodent potency = potencia en los roedores de la exposición humana). Se pueden calcular la HERP de un carcerígeno si se conocen el nivel de exposición humana y su potencia en un bioensayo con roedores. Para calcular la HERP, el nivle o concentración de la exposición humana (mg/kg de peso corporal) se divide la TD50 (mg/kg de peso corporal) y el resultado se multiplica por 100. En la tabla 7 se muestran algunos valores de HERP de las exposiciones corrientes a distintos productos alimenticios. Como es evidente, los residuos de plaguicidas
- 15. TOXICOLOGIA YOMARA MALDONADO 5TO “A” sintéticos y los conatminantes representan un riesgo mucho menor que muchos de los cancerígenos naturales. El riesgo es en gran parte función de la concentración. Calculan que el 99.99% de la masa total de acncerígenos ingeridos son de origen natural. Tabla 7 Priorización de las exposiciones a los cancerígenos más corrientes. EXPOSICIÓN HUMANA DIARIA HERP (%) PCBs ingesta dietética diaria 0.0002 EDBa ingesta dietética diaria 0.0004 Alara 1 manzana (230 gr) 0.0002 Agua de grifo 1 L(cloroformo) 0.001 Beicon cocinado 100 gr (nitrosaminas) 0.003 Peor agua de pozo (tricloroetileno) 0.004 Un vaso de vino (etanol) 4.7 EDB= plaguicida (etliendobromuro). A= prohibido por problemas sanitarios. Es importante interpretar correctamente las conclusiones. No debe inferirse en que el nivel de exposición a los cancerígenos naturales de la dieta sea necesariamente excesivo, especialmente en los países desarrollados. Más bien el nivel de exposición a los residuos y contaminantes de plaguicidas sintéticos es corrientemente tan pequeño que carece de significación para la salud. Estas consideraciones son de gran interés para aplicar convenientemente los resultados de la toxicología alimentaria a la disminución de los riesgos para la salud pública Leer más: http://www.monografias.com/trabajos14/sustancias-toxicas/sustanciastoxicas.shtml#ixzz2neUJpt00