TEMA 6. METALLS PESANTS (1ra part) (2017)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Ciencias y Tecnología de los Alimentos - 3º curso
Asignatura Seguretat Alimentària II
Año del apunte 2017
Páginas 15
Fecha de subida 09/06/2017
Descargas 5
Subido por

Vista previa del texto

SEGURETAT ALIMENTÀRIA II ARUIZPEREZ TEMA 6. PERILLS ABIÒTICS D’ORIGEN MEDIAMBIENTAL I RESIDUS: METALLS PESANTS (1ra part) Inclou aquells compostos que s’incorporen als aliments com a conseqüència de la contaminació ambiental. S’incorporen en qualsevol etapa de la producció i totes venen de contaminació medioamental.
- Són estables i persistents en el medi ambient.
- La lentitud dels processos biològics que condueixen a la metabolització i/o eliminació fan que tinguin facilitat per acumular-se al llarg de la cadena alimentària. S’acumulen perquè els processos d’eliminació són molt lents i amb dificultat.
- Poden biotransformar-se donant lloc a substàncies químiques encara amb major toxicitat. Quan es metabolitzen, es transformen químicament i donen lloc a substàncies amb elevada toxicitat.
Són substàncies químicament molt diferents que es caracteritzen per un comportament similar.
Els principis bàsics de la legislació de la Unió Europea en contaminants en menjar: - No es vendrà un producte que tingui contaminants en una quantitat inacceptable per a la salut pública - Els nivells de contaminant han de ser el més baix possible - Nivells màxims han de ser establerts per contaminants per protegir la salut humana.
Aquestes són les substàncies contaminants mediambientals.
Els metalls pesants són un grup d’elements minerals i els trobarem en aliments com a conseqüència de la fabricació per contaminació ambiental o perquè l’aliment ve d’origen natural.
No tots són metalls químicament parlant com a tal. S’hauria de dir inorgànics. Tampoc el seu pes atòmic no està lligat els seus efectes adversos.
La forma final en la que trobem el metall, determinarà la seva toxicitat.
Tots els metalls traça són potencials tòxics si la ingesta és superior a l’interval d’exposició adequat i segur.
Els podem classificar en 3 grups: SEGURETAT ALIMENTÀRIA II ARUIZPEREZ 1) Essencials per l’organisme: Fe, Zn, Sn, Ni, Si, Cr, Cu, Mn, V, Co, I Característiques: - La ingesta deficient provoca l’alteració d’una funció que passa d’un valor òptim a un de sub-òptim - L’alteració es corregeix al proporcionar un suplement del metall per arribar a nivells fisiològics - Hi ha un marge ampli entre la dosi beneficiosa i la dosi tòxica (només s’ha donat algun cas d’intoxicació accidental per Cu, Ni, Co, Cr i V) - El seu caràcter essencial ha de ser comprovat en més d’un animal i per més d’un investigador - Solen tenir mecanisme homeostàtic, és a dir, no s’acumulen en l’organisme.
L’organisme té mecanismes per regular la dosi òptima del metall. A nivell toxicològic, aquests són els que tenen menys importància.
Tots tenen un interval òptim, no una dada concreta. Quan s’ingereixen quantitats menors a les òptimes, l’organisme actuarà de forma deficitària. Més greu com més lluny de l’interval estigui però l’interval és molt gran perquè el metabolisme de regulació de l’organisme és molt eficient.
2) Essencials però potencialment tòxics: As, Cd, Se, Mo, F Característiques: - Hi ha poc marge entre la dosi beneficiosa i la dosi tòxica; cal controlar estrictament el seu contingut en els aliments.
La diferència amb l’anterior grup és el marge i, per tant, serà més estricte el seu control.
L’interval és més estret que el primer grup, així que serà més fàcil superar-lo.
3) Tòxics: Hg, Pb, Sb, Al Característiques: - No se’ls coneix cap funció beneficiosa - Les seves propietats tòxiques són ben conegudes SEGURETAT ALIMENTÀRIA II ARUIZPEREZ - Solen acumular-se en l’organisme - No es coneix la dosi sense efecte, es substitueix per dosi tolerable - A mesura que augmenta la dosi són menys tolerables No són essencials, per tant, no tenen les característiques d’abans. Se’ls coneix molt bé.
No tenen concentració òptima així que parlem de dosi tolerable. A mesura que augmenta la dosi, baixa la tolerància de l’organisme per aquest.
Relació amb el medi ambient Amb la tecnologia moderna l’ús de metalls s’ha incrementat  incrementant la concentració de metalls en l’ambient. A causa de l’activitat industrial els metalls contaminen el medi de diferents formes: - Com espècies químiques solubles i insolubles contaminant les aigües (rius, llacs...) - Com a espècies químiques volàtils, per exemple òxids metàl·lics, contaminant l’atmosfera.
Estan molt relacionats amb la industrialització perquè fa que es contamini el medi amb compostos hidrosolubles que contamini l’aigua o que siguin volàtils i contaminin l’atmosfera. Com no es degraden, s’acumulen i ens arriben a nosaltres perquè s’acumulen en la cadena alimentària tant per via vegetal com animal.
SEGURETAT ALIMENTÀRIA II ARUIZPEREZ Com més proper estiguem a zones industrials o carretera, més contaminats estaran, més risc a patir intoxicacions.
Vies d’entrada - - - Inhalatòria: via respiratòria. Formes volàtils: o Estat elemental Hg o Òxids, clorurs..
o Combinacions orgàniques, alquilmetalls (dimetilmercuri) Dèrmica: la pell està en contacte amb l’aire i pot estar-ho amb material metàl·lic poden passar a la sang o acumular-se a la pell Oral: és la més comú, a través dels aliments Hemodiàlisi i pròtesi metàl·liques: (entrada minoritària) o a partir de les dissolucions que s’utilitzen en les diàlisi o les pròtesi poden cedir metalls Llet materna i placenta: són vies d’entrada pel nadó i fetus Toxicocinètica • Absorció, transport i distribució Depèn del seu caràcter soluble: - Compostos inorgànics: solen ser hidrosolubles - Compostos orgànics: solen ser liposolubles Tan la naturalesa dels compostos com la via d’entrada, influeixen en l’absorció. Per exemple, el Hg.
a) Absorció gastrointestinal: a. Hg elemental: gairebé nul·la b. Metil mercuri: 95% b) Inhalatòria: a. Hg elemental: 80% b. Metilmercuri:80% L’absorció depèn de la seva liposolubilitat. Les formes més orgàniques ho seran més i travessaran la membrana de forma passiva. Per això, més perillós són les formes orgàniques.
Les inorgàniques són hidrosolubles i, per tant, necessitaran un transportador actiu per passar, per tant, és més difícil.
Com més combinat estigui el metall, més perillós serà. El metàl·lic serà menys perillós.
El mercuri metàl·lic serà menys perillós que combinat tant inorgànic com orgànic.
A part de la via d’entrada, també influeix la naturalesa del compost. El mercuri elemental casi no s’absorbeix però el metilmercuri s’absorbeix casi en la seva totalitat.
SEGURETAT ALIMENTÀRIA II • ARUIZPEREZ Biotransformació No solen ser transformats per mecanismes bioquímics de detoxificació dels xenobiòtics: citocrom P450, xantinoxidasa...
Pot modificar-se el seu estat oxidatiu i canviar el seu grau de toxicitat. Per exemple: No se solen transformar pels mecanismes habituals de detoxificació. El què sí que fa és metabolitzar canviant el seu grau de toxicitat (tant positiu com negatiu).
Ar i Cr  més reduït, més tòxic.
La forma més habitual d’eliminació és la renal, sobretot les formes hidrosolubles. Per tant, una de les maneres per baixar el risc d’intoxicació és donar quelats per faiclitar la seva eliminació renal.
• - - - Eliminació Renal: per compostos metàl·lics hidrosolubles (sals dels metalls), unions amb proteïnes, metal·loproteïnes i albúmines; com a tractament de les intoxicacions es poden subministrar compostos que formin quelats hidrosolubles per eliminar els metalls per orina Gastrointestinal o Compostos no absorbits o Compostos eliminats per bilis S’eliminaran per femta Altres vies o Aire expirat o alè: compostos volàtils a 36ºC o Secreció salivar o Suor o Ungles i cabells Els 3 últims són generalment units a proteïnes • Acumulació Els metalls tenen una vida mitjana en l’organisme molt llarga - Lenta eliminació - S’acumulen en l’organisme perquè es fixen fàcilment als teixits (proteïnes, àcids) Tendeixen a acumular-se i tenen vides mitges a l’organisme molt llarga (dies o anys) SEGURETAT ALIMENTÀRIA II ARUIZPEREZ Toxicodinàmia Els compostos metàl·lics s’acumulen en un teixit però solen actuar sobre un altre teixit, anomenat teixit diana i principalment actuen: - La membrana cel·lular o Combinant-se amb grups NH3 i SH- de les proteïnes bloquejant la seva funció de transport o Modificant la polarització de la membrana intercanviant-se per altres elements (Na, K, Ca), per exemple: Ca per Pb, K per Li..
Els metalls tendiran a unir-se al grup tiol o aminoàcid i bloquejarà el transport de la membrana cel·lular. Quan s’uneixen al grup tiol s’anomenaran tiolprivos. Poden, a més, intercanviar-se amb compostos orgànics de la membrana, canviant la permeabilitat de la membrana.
- Les funcions fisiològiques de l’interior cel·lular o Inhibeixen enzims al unir-se al grup SH- formant mercaptans o Poden induir una activitat exagerada d’un enzim o Poden interaccionar amb el material genètic i arribar a produir càncer (Ni, Cr, As i vapor de Hg segons IARC) - Capacitat immunodepressora o Poden formar lligands amb proteïnes antigèniques (Pb, Cd i Hg) Poden provocar al·lèrgies o alteracions al sistema immunològic.
Cal distingir entre el potencial tòxic de les diferents espècies químiques d’un metall.
L’especiació d’un metall és les diferents formes químiques en les que podem trobar el metall. És la diferència de potencial tòxic de les diferents espècies químiques dels metalls.
Les diferències en absorció, distribució, metabolisme i excreció dependran d’aquestes formes químiques.
CONTAMINACIÓ PER MERCURI (Hg) El mercuri pot arribar al medi com a resultat d’activitats industrials (83%). La resta és d’origen natural.
SEGURETAT ALIMENTÀRIA II ARUIZPEREZ El trobem en el medi, majoritàriament per efecte antropogènic (industrial)>80%. La resta és d’origen natural. El trobem en forma de sulfur mercúric, que s’anomena hidràrgic.
S’utilitza àmpliament en la indústria.
La patologia per mercuri a nivell laboral s’anomena hidrargisme.
El mercuri és un clar exemple de com la seva especiació afecta a l’absorció, com l’espècie química influeix en la biodisponibilitat del metall.
En els aliments els trobem de forma inorgànica (vegetal) i en forma orgànica (animal).
En realitat és més freqüent la forma orgànica en peix.
Les espècies més perilloses són les alquil-mercuri. El més innocu (encara que no ho és) seria el mercuri elemental, després inorgànic i després orgànic (sobretot els alquilmercuri).
Els compostos inorgànics del Hg són més tòxics que el propi metall però els efectes biològics més severs són els d’alguns orgànics i de fet el metil Hg està entre els 6 compostos més tòxics del medi ambient segons el programa internacional de seguretat química.
Metilació biològica del Hg Transforma el mercuri inorgànic en formes orgàniques més tòxiques: SEGURETAT ALIMENTÀRIA II ARUIZPEREZ Tot i que a nivell de contaminació, sobretot trobarem Hg 0 o inorgànic, a nivell de peixos es pot donar la metilació biològica del Hg; els peixos són capaços de passar el mercuri inorgànic a orgànic. Per un procés exclusivament químic, a partir de la vitamina B12, les bactèries de fongs marins o la microbiota intestinal del peix, agafen un metil d’aquest B12, l’uneix al mercuri. Si són dos metils  dimetilmercuri o si uneix 1, s’anomena metilmercuri.
Espècies més grosses solen tenir més quantitat però qualsevol espècie.
La solubilitat dels orgànics són liposolubles, per tant, tendirà a acumular-se en el teixit adipós, per tant, hi haurà més quantitat en peixos grossos i blaus.
La seva gran perillositat és que són molt resistents i són difícils d’eliminar per part del metabolisme.
Mercuri metàl·lic via pulmonar s’absorbeix perquè és molt volàtil. Inorgànic via digestiva i pulmonar casi no absorbeix. L’orgànic absorbeix molt bé perquè és liposoluble i travessa fàcilment la membrana sense necessitat de transportador.
El mercuri metàl·lic es transporta pels hematies amb l’enzim aminolevulinat sintetasa. S’uneix el mercuri a aquest, que es troba en els glòbuls vermells.
Tots s’uniran però tenen més afinitat per l’orgànic. La liposolublitat facilita que passi a la placenta relativament altes de Hg. A més, el fetus té elevat glòbuls vermells que adults, per tant, tendeix a acumular-se més.
L’orgànic es pot excretar per llet materna. Els seus òrgans diana, per metàl·lic i orgànic en el sistema nerviós central i, per totes les formes del ronyó.
Les més hidrosolubles s’eliminen via orina i les liposolubles més per via biliar.
SEGURETAT ALIMENTÀRIA II ARUIZPEREZ En l’organisme, el metàl·lic li és fàcil transformar-se en inorgànic però en humans, aquesta metil·lació dels peixos no s’ha demostrat que ho faci. Pot fins i tot desmetilar l’orgànic però és difícil, li costa.
Malaltia de Minamata (aproximadament anys 50) Intoxicació de mercuri (afecta al SNC): - Va tenir un gran impacte entre la població de pescadors - Va causar 45 morts i es van adonar avortaments i fetus deformats (alteracions en el desenvolupament del cervell dels nens) - La concentració de Hg en el peix contaminat va arribar a valors de 100mgHg/Kg de peix Símptomes: - Pèrdua de sensibilitat als dits i al voltant de la boca - Descoordinació - Disminució de la visió - Pèrdua auditiva Legislació El peix és el problema principal i productes derivats.
SEGURETAT ALIMENTÀRIA II ARUIZPEREZ El bonito és l’espècie de peix que s’han detectat més quantitats. La barracuda, al ser peix grans, té més quantitat.
L’exposició mitjana de població és similar en tots els grups de població. Tot i que els nens i adolescents tenen una mica més però no és una diferència significativa.
Caracterització del risc SEGURETAT ALIMENTÀRIA II ARUIZPEREZ Recomanacions I a Catalunya? - - - Conèixer el nivell actual de contaminació química dels aliments consumits a Catalunya, i estudiar, per comparació amb les dades dels estudis anteriors, les variacions observades Conèixer el nivell actual d’exposició de la població catalana als contaminants estudiats a través de la dieta, i avaluar-ne la variació en el temps, servint d’alarma preventiva en cas necessari Comparar els nivells d’exposició de la població de Catalunya amb els obtinguts en altres estudis realitzats en altres països Avaluar el risc que representa l’exposició actual per comparació amb els valors de seguretat toxicològics establerts i la seva evolució temporal.
SEGURETAT ALIMENTÀRIA II ARUIZPEREZ SEGURETAT ALIMENTÀRIA II ARUIZPEREZ En el peix, gairebé tot el mercuri en peix és metilmercuri. Trobem en qualsevol espècie però més en peix espasa, tonyina en 2na posició i les gambes.
Per tipus d’aliment, el què té més contribució és el peix però en forma menys evident, després carn i derivats i en tercera verdures i hortalisses.
Tot el què el peix és el què té més quantitat, respecte al que estem ingerint, no és tan destacat sinó que contribueixen també altres aliments. Els homes adults són els que prenen més Hg (entre 20-65 anys). En segona els adolescents i després homes més grans.
SEGURETAT ALIMENTÀRIA II ARUIZPEREZ Ingesta setmanal però, sempre està per sota als valors per seguretat. El mercuri és un perill imminent per a la salut però no superem els valors. Les nenes i nens són els què prenen més.
La major part dels aliments, el contingut de Hg en general ha baixat però en altres ha pujat com verdures i tubercles.
CONTAMINACIÓ PER PLOM Causes de la presència de Pb en els aliments - Residus emesos a l’atmosfera per la combustió de vehicles de motor Residus d’usos industrials: acumuladors, aleacions...
Emissió de fums no depurats de la indústria Residus d’usos agrícoles Colorants i additius alimentaris Migració en recipients de cuina o dipòsits de porcellana, vidre o esmalt Canonades de canalització d’aigües per usos domèstics SEGURETAT ALIMENTÀRIA II ARUIZPEREZ - Migració en envasos metàl·lics de costura lateral soldada amb aleació Pb/Sn (llaunes) Toxicologia laboral: SATURNISME És un metall pesat que podem trobar a la dieta de forma natural i és un dels principals riscs antropogènics perquè s’utilitzen en tot tipus d’indústria.
És un risc que ha baixat amb els anys; la combustió de vehicles  gasolina sense plom Forma part d’alguns plaguicides, soldadures...
Saturisme  patologia derivada per intoxicació per plom Toxicocinètica del Pb L’absorció depèn de: - Edat (més absorció nens que adults) - Sexe (dona>home) - Dejú (l’absorció és 3 vegades superior respecte la ingesta). Consumir l’aliment amb plom en dejú. L’absorció x3 que quan es consumeix amb una dieta més rica.
Depèn de la dieta afavoreix o baixa absorció.
- Altres components dietètics: L’espècie química que trobem modificarà la seva toxicocinètic i dinàmia. Les orgàniques absorbeixen més perquè són més lipòfiles i passen més fàcilment per les membranes i es distribueixen millor.
Els inorgànics depenen la seva absorció de l’edat; en adult més que en nens.
...