Caso práctico de evaluación del riesgo: contaminantes ... · – Aparición de residuos en alimentos ... – Estudiar el efecto de los procesos culinarios sobre la biodisponibilidad

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Caso práctico de evaluación del riesgo: contaminantes ambientalesriesgo: contaminantes ambientales

Dr. Alejandro Barranco

[email protected] Derio, 19 de Mayo de 2011

Contaminantes ambientales

Sociedad

Alemania cierra 4.700 granjas por usar piensos contaminados con dioxinasUna muestra analizada en Schleswig-Holstein contiene 77 veces más que el límite permitido.- Las autoridades insisten en que es una medida preventiv a y que no hay riesgos para la salud humana AGENCIAS - Berlín / Londres - 07/01/2011

La misteriosa explosión de sandías en China El abuso del fertilizante Forchlorfenuron ha arruinado decenas de cultivos en la provincia de Jiangsu

ABC Día 17/05/2011 - 18.00h 9 comentarios

may-11 © AZTI-Tecnalia 2

efe Se cree que estas sandías estallan por un acelerador químico llamado Forchlorfenuron



8 de mayo de 2011

Comer puede ser malo para la salud (incluso comiendo sano)


ÍNDICE• Contaminación ambiental

– Residuos en alimentos

– Legislación

– Caso concreto: metales pesados y HAPs


• Proyecto Riskfoodcont

– Objetivos del proyecto

– Evaluación de la toxicidad. Nuevas herramientas

– Biodisponibilidad y tratamientos culinarios

– Caracterización del riesgo

• Conclusiones


CONTAMINACIÓN AMBIENTAL

• Fuentes naturales

– Incendios

– Volcanes

• Fuentes antropogénicas


– Actividades industriales

– Tráfico/transporte

– Actividades agrícolas

– Actividades domésticas

Aparición de sustancias con efectos sobre el medioambiente y la salud humana


CONTAMINACIÓN AMBIENTAL

• Exposición humana a los contaminantes

– Presencia en el medioambiente

– Contacto con materiales contaminados (prendas, envases…)

– Aparición de residuos en alimentos


La aportación de cada una de estas fuentes varía en función del contaminante

Massimo Pizzol et al., Science of the Total Environment 408 (2010) 5478–5488

“Long-term human exposure to lead from different media and intake pathways”

RESIDUOS VETERINARIOSRESIDUOS DE PESTICIDAS

ADITIVOS

�Sulfitos�Ácido ascórbico�Ácido benzoico,…

� Lista de sustancias autorizadas

� Establece niveles máximos para algunas sustancias

� Sustancias prohibidas: Cloranfenicol, nitrofuranos, DDT…�Sustancias permitidas con un límite máximo de residuos (MRL)

http://ec.europa.eu/food/food/chemicalsafety/index_ en.htm


LEGISLACIÓN

RESIDUOS DE PESTICIDAS

PRÁCTICAS FRAUDULENTAS

LEGISLACIÓN EUROPEAAROMAS -

SABORIZANTES

CONTAMINANTES MATERIALES EN CONTACTO CON ALIMENTOS

�Micotoxinas�Dioxinas, PAHs�Metales pesados. Mercurio�Acrilamida

�No deben transferir componentes a los alimentos�Sustancias peligrosas: Aminas poliaromáticas (PAA), metales pesados, Isopropylthioxanthone (ITX)

Mercurio :

Cadmio : Carnes, pescado, cerealesLMR: 0,05-3 mg/kg

Plomo : Leche, carnes, pescado, cerealesLMR: 0,02-1,5 mg/kg


METALES


Mercurio : Pescado y mariscoLMR: 0,1-1 mg/kg

Estaño : Alimentos y bebidas enlatadasLMR: 20-200 mg/kg

Compuestos órgano-metálicos


METALES


Número de notificaciones en la UE. Fuente: RASFF anual report 2009


METALES


Número de notificaciones en la UE. Fuente: RASFF anual report 2009


Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs)

Muy extendidos en el medioambiente

Procesos de combustión de materia orgánica en atmósferas con

bajo contenido de oxígeno

97% de la ingesta ocurre a través de los alimentos

LMR: 1-10 ug/kg de benzo[a]pireno (Aceites y grasas, carnes y


LMR: 1-10 ug/kg de benzo[a]pireno (Aceites y grasas, carnes y

pescados ahumados, pescado y marisco)

El aceite de orujo inmovilizado que cumpla la norma del benzopireno volverá al consumo Bruselas aprueba la normativa española que limita la toxicidad del producto oleícola CH. NOGUEIRA / C.DEL ARCO - Madrid/Jaén - 20/07/2001


Proyecto RISKFOODCONT

BioAvailability and risk assessment of polycyclic a romatic hydrocarbons(PAHs) and toxic elements (As, Cd, Hg and Pb) in pr ocessed meat andseafood products


• Participantes:

– IPIMAR (Portugal)

– INIA (Portugal)

– Universidad de Maribor (Eslovenia)

– AZTI-Tecnalia

• Financiación:

– 6º Programa Marco de la UE

– SAFEFOODERA



• Objetivos

– Implementar nuevas herramientas para estudiar la

biodisponibilidad y evaluar el riesgo (HAPs y metales pesados)

– Identificar biomarcadores específicos de toxicidad


– Estudiar los efectos tóxicos de mezclas complejas

– Estudiar el efecto de los procesos culinarios sobre la

biodisponibilidad de los contaminantes



• Evaluación de los efectos tóxicos. Pez cebra

� Pez asiático de agua dulce ≈ 5 cm� Crece a lo largo de todo el año.� Ponen hasta 300 huevos que son fertilizados

externamente.� Comparten muchas características con los


vertebrados� Su genoma ha sido totalmente secuenciado

• Embriones y larvastransparentes

• No se consideran animales

5dpf5hpf

Test alternativo

Tests alternativos




Farmacología : Descubrimiento de medicamentos y

Toxicología ambiental : Detección de tóxicos y sus efectos

Biología del desarrollo

Source: Children’s Hospital Boston

Descubrimiento de medicamentos y evaluación de su eficacia

Medicina : cancerinflamacionesdesórdenes metabólicosproblemas cardiovasculares…

Investigación alimentaria

Toxicidad y/o efectividad de nuevos ingredientes alimentarios




PUNTO FINAL

PARÁMETRO MÉTODO

MorfologíaMalformaciónPigmentación Análisis

microscópicosDesarrollo

RetrasoMuerte


Muerte

MolecularAnálisis de expresióndiferencial de genes marcadores

qRT-PCR

Larvas Perfil de expresión

48 h exposición DNA chip

MicroarrayValidación de los

marcadores por qRT-PCR

Biomarker genes/proteins



• Evaluación de los efectos tóxicos. Pez cebra. Metales


Concentración baja: 0,14 ppm CdCl2 + 9 ppb HgMetCl Concentración media: 0,5 ppm CdCl2 + 50 ppb HgMetCl Concentración alta: 1,4 ppm CdCl2 + 100 ppb HgMetCl



• Evaluación de los efectos tóxicos. Pez cebra. Metales


Disolución con 0,14 ppm CdCl2 + 9 ppb HgMetCl



• Evaluación de los efectos tóxicos. Pez cebra. HAPs

– No hubo mortalidad ni malformaciones

1ppb

10ppb




• Evaluación de los efectos tóxicos. Líneas celulares

– 2 tipos de células del cerdo (PSI y CLAB)

– Células humanas (H4)

CompartimentoCompartimento superiorsuperior


CompartimentoCompartimento inferiorinferior

MembranaMembrana microporosamicroporosa

CélulasCélulas intestinalesintestinales

CélulasCélulas inmunológicasinmunológicas((MacrófagosMacrófagos))



• Evaluación de los efectos tóxicos. Líneas celulares

– Consideraciones previas:

� El tóxico sigue todo el proceso de digestión (biodisponibilidad)

� El intestino posee un área de 200m2 debido a las vellosidadesintestinales.


– Resultados de citotoxicidad:

� Las células inmunológicas (macrófagos) se ven más afectadas quelas epiteliales

� Los metales pesados (cadmio y metilmercurio) dan lugar a unamayor toxicidad que los HAPs

� Las concentraciones a las que se han observado estos efectos sonsuperiores a las concentraciones encontradas en las muestrasreales



• Biodisponibilidad y tratamientos culinarios

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

Hg

(mg

kg -

1 ) Limit = 1.0 mg kg -1Pez sable negro

Mayor cantidad de Hg en el pescado cocinado debido a la pérdida de agua


0,0

0,2

0,4

Raw Fried Grilled Steamed

pérdida de agua

0

5

10

15

20

25

30

35

Raw Steamed Boiled

Cd

(mg

kg -

1 )

Limit = 0.50 mg kg -1

Buey de mar (hepatopancreas)

Valores superiores en las muestras cocinadas al vapor debido a la pérdida de agua




Protocolo que simula lo que ocurre en:- la boca,- estómago e- intestino delgado


Seguimiento de la concentración de los contaminantes a lo largo de todo el proceso




% M

ercu

rio


� Mayor biodisponibilidad del Hg en el intestinoy en el caso del pescado crudo

� Fase gástrica: 1.3 – 3.3% Hg

� Fase gastrointestinal : 5.8 – 14.5% Hg




40

50

60

70

80

90

100

%

Cad

mio


� Mayor biodisponibilidad del Cd en el intestinoy en el caso del pescado crudo

� Fase gástrica: 45 – 72% Cd

� Fase gastrointestinal : 83 – 90% Cd

0

10

20

30

40

Raw Steamed BoiledMouth step Gastric step Gastrointestinal step



• Biodisponibilidad. Líneas celulares. Metil-mercurio


� Muy poca cantidad (<4%) de metilmercurio atraviesa las líneas celulares� Menor transporte en el caso de una disolución digerida



• Biodisponibilidad. Líneas celulares. Metil-mercurio


� Con las muestras reales se ha observado una aumento de la biodisponibilidad



• Biodisponibilidad. Líneas celulares. Cadmio


� Se observa hasta un 30% de transporte de Cd a través de las líneas celulares� Mayor transporte en el caso de una disolución digerida, al contrario que en el

caso del metilmercurio



• Biodisponibilidad. Líneas celulares. Cadmio


� No todas las muestras se han comportado igual



• Caracterización del riesgo

– Encuestas para conocer los hábitos de consumo de los

alimentos bajo estudio

– Contenido de los contaminantes en las muestras


– Biodisponibilidad y efectos tóxicos

– Propuesta de un escenario:

� 150 g de pescado/comida; 70 Kg adult

� Ingesta semanal tolerable (Hg): 5 µg Hg/Kg/semana

– Software: @RISK



• Caracterización del riesgo. Resultados de las encuestas

– Se han obtenido entre 800-2000 respuestas (Portugal)


Consumo de buey de mar

97 % de los encuestados consume el hepatopáncreas

Consumo de productos cárnicos ahumados



• Contenido de los contaminantes. HAPs




• Resultados de la evaluación. Recomendaciones

Pez sable negro Buey de mar


PTWI = 5 µµµµg Hg/kg/semana

. Frito: 1:12,000,000 1:14,000,000

. Plancha: 1:3,000,000 1:1,800,000

Adultos Niños Adultos y cocidoHepatopáncreas– 1:30Entero– 1:80Músculo – 1:641,000,000

TWI = 2.5 µµµµg Cd/kg body weight

A pesar del contenido de Hg el riesgo de superar el PTWI es

reducido

Se recomienda no consumir el hepatopáncreas


CONCLUSIONES

Es necesario hacer las evaluaciones de efectos tóxicos de mezclascomplejas lo más parecidas a las muestras reales.

El modelo del pez cebra ha mostrado ser un buen modelo paraestudiar el efecto de contaminantes como una evaluaciónpreliminar. Ensayo intermedio entre los test in vitro e in vivo.


El pez cebra es una herramienta excelente para identificar genesbiomarcadores.

Importancia de los estudios de biodisponibilidad. Es necesarioconocer a fondo el mecanismo que sigue el tóxico dentro de nuestroaparato digestivo. En este sentido, las líneas celulares hanmostrado ser una herramienta muy útil.


CONCLUSIONES

Necesidad de incluir las prácticas culinarias dentro de la evaluacióndel riesgo. En el caso del Hg se ha observado una mayorbiodisponibilidad en las muestras crudas que en las cocinadas

La evaluación del riesgo se lleva a cabo en un escenario concreto(zona geográfica, sector de la población…)


En Portugal se recomienda no consumir el hepatopáncreas delbuey de mar.

Completar la evaluación del riesgo con los estudios sobre elbeneficio de consumir el alimento bajo estudio.


¡¡¡Muchas gracias por su atención!!!


[email protected]

FOOD RESEARCH DIVISION

Parque Tecnológico de BizkaiaAstondo Bidea - Edificio 60948160 DERIO (Bizkaia)Tel.: +34 946574000 / Fax: +34 946572555

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