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Caso práctico de evaluación del
riesgo: contaminantes ambientales
Dr. Alejandro Barranco
[email protected]
Derio, 19 de Mayo de 2011
Contaminantes ambientales
La misteriosa explosión de sandías en
China
Sociedad
El abuso del fertilizante Forchlorfenuron ha arruinado decenas de
cultivos en la provincia de Jiangsu
Alemania cierra
4.700 granjas por usar piensos
ABC
Día 17/05/2011 - 18.00h
9 comentarios
contaminados
con dioxinas
Una muestra analizada en Schleswig-Holstein contiene 77 veces más que el límite permitido.- Las
autoridades insisten en que es una medida preventiva y que no hay riesgos para la salud humana
AGENCIAS - Berlín / Londres - 07/01/2011
efe
Se cree que estas sandías estallan por un acelerador químico llamado Forchlorfenuron
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Contaminantes ambientales
Comer puede ser malo para la salud
(incluso comiendo sano)
8 de mayo de 2011
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Contaminantes ambientales
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
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Contaminantes ambientales
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
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Contaminantes ambientales
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
“Long-term human exposure to lead from
different media and intake pathways”
Massimo Pizzol et al.,
Science of the Total Environment
408 (2010) 5478–5488
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Contaminantes ambientales
LEGISLACIÓN
Sulfitos
Ácido ascórbico
Ácido benzoico,…
Lista de sustancias
autorizadas
Establece niveles máximos
para algunas sustancias
AROMAS SABORIZANTES
CONTAMINANTES
Micotoxinas
Dioxinas, PAHs
Metales pesados. Mercurio
Acrilamida
http://ec.europa.eu/food/food/chemicalsafety/index_en.htm
ADITIVOS
Sustancias prohibidas: Cloranfenicol,
nitrofuranos, DDT…
Sustancias permitidas con un límite
máximo de residuos (MRL)
RESIDUOS VETERINARIOS
RESIDUOS DE PESTICIDAS
LEGISLACIÓN
EUROPEA
PRÁCTICAS FRAUDULENTAS
MATERIALES EN CONTACTO CON ALIMENTOS
No deben transferir componentes a los alimentos
Sustancias peligrosas: Aminas poliaromáticas (PAA),
metales pesados, Isopropylthioxanthone (ITX)
Contaminantes ambientales
METALES
Cadmio:
Carnes, pescado, cereales
LMR: 0,05-3 mg/kg
Plomo:
Leche, carnes, pescado, cereales
LMR: 0,02-1,5 mg/kg
Mercurio:
Pescado y marisco
LMR: 0,1-1 mg/kg
Estaño:
Alimentos y bebidas enlatadas
LMR: 20-200 mg/kg
Compuestos órgano-metálicos
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Contaminantes ambientales
METALES
Número de notificaciones en la UE. Fuente: RASFF anual report 2009
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Contaminantes ambientales
METALES
Número de notificaciones en la UE. Fuente: RASFF anual report 2009
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Contaminantes ambientales
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
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
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Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
BioAvailability and risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons
(PAHs) and toxic elements (As, Cd, Hg and Pb) in processed meat and
seafood products
• Financiación:
• Participantes:
– IPIMAR (Portugal)
– 6º Programa Marco de la UE
– INIA (Portugal)
– Universidad de Maribor (Eslovenia)
– SAFEFOODERA
– AZTI-Tecnalia
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Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
• 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
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Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
• 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
Test alternativo
•
•
Embriones
y
transparentes
No se consideran
animales
larvas
Tests alternativos
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5hpf
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5dpf
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Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
• Evaluación de los efectos tóxicos. Pez cebra
Toxicología ambiental:
Detección de tóxicos y sus efectos
Biología del desarrollo
Farmacología:
Descubrimiento de medicamentos y
evaluación de su eficacia
Medicina: cancer
inflamaciones
desórdenes metabólicos
problemas cardiovasculares
…
Investigación
alimentaria
Toxicidad y/o efectividad de
nuevos ingredientes
alimentarios
Source: Children’s Hospital Boston
Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
• Evaluación de los efectos tóxicos. Pez cebra
Larvas
48 h
exposición
PUNTO
FINAL
PARÁMETRO
Morfología
Malformación
Pigmentación
Desarrollo
Retraso
Muerte
Molecular
Análisis de expresión
diferencial de genes
marcadores
Perfil de
expresión
DNA chip
Microarray
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MÉTODO
Análisis
microscópicos
qRT-PCR
Biomarker
genes/proteins
Validación de los
marcadores por qRT-PCR
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Proyecto RISKFOODCONT
• 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
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Proyecto RISKFOODCONT
• Evaluación de los efectos tóxicos. Pez cebra. Metales
Disolución con 0,14 ppm CdCl2 + 9 ppb HgMetCl
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Proyecto RISKFOODCONT
• Evaluación de los efectos tóxicos. Pez cebra. HAPs
– No hubo mortalidad ni malformaciones
1ppb
10ppb
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Proyecto RISKFOODCONT
• Evaluación de los efectos tóxicos. Líneas celulares
– 2 tipos de células del cerdo (PSI y CLAB)
– Células humanas (H4)
Compartimento superior
Células intestinales
Compartimento inferior
Células inmunológicas
(Macrófagos
Macrófagos))
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Membrana microporosa
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Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
• 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 vellosidades
intestinales.
– Resultados de citotoxicidad:
Las células inmunológicas (macrófagos) se ven más afectadas que
las epiteliales
Los metales pesados (cadmio y metilmercurio) dan lugar a una
mayor toxicidad que los HAPs
Las concentraciones a las que se han observado estos efectos son
superiores a las concentraciones encontradas en las muestras
reales
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Proyecto RISKFOODCONT
• Biodisponibilidad y tratamientos culinarios
1,8
Hg (mg kg -1)
1,6
1,4
Pez sable negro
Limit = 1.0 mg kg-1
1,2
1,0
Mayor cantidad de Hg en el
pescado cocinado debido a la
pérdida de agua
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
Raw
Fried
Grilled
Steamed
35
Buey de mar
(hepatopancreas)
Cd (mg kg
-1)
30
25
20
15
10
5
Limit = 0.50 mg kg-
0
1
Raw
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Steamed
Boiled
Valores superiores en las
muestras cocinadas al vapor
debido a la pérdida de agua
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Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
• Biodisponibilidad y tratamientos culinarios
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
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Proyecto RISKFOODCONT
% Mercurio
• Biodisponibilidad y tratamientos culinarios
Fase gástrica: 1.3 – 3.3% Hg
Fase gastrointestinal : 5.8 – 14.5% Hg
Mayor biodisponibilidad del Hg en el intestino
y en el caso del pescado crudo
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Proyecto RISKFOODCONT
• Biodisponibilidad y tratamientos culinarios
100
90
80
%
Cadmio
70
60
50
40
30
20
10
0
Raw
Mouth step
Steamed
Boiled
Gastric step
Gastrointestinal step
Fase gástrica: 45 – 72% Cd
Fase gastrointestinal : 83 – 90% Cd
Mayor biodisponibilidad del Cd en el intestino
y en el caso del pescado crudo
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Proyecto RISKFOODCONT
• Biodisponibilidad. Líneas celulares. Metil-mercurio
Muy poca cantidad (<4%) de metilmercurio atraviesa las líneas celulares
Menor transporte en el caso de una disolución digerida
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Proyecto RISKFOODCONT
• Biodisponibilidad. Líneas celulares. Metil-mercurio
Con las muestras reales se ha observado una aumento de la biodisponibilidad
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Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
• 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
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Proyecto RISKFOODCONT
• Biodisponibilidad. Líneas celulares. Cadmio
No todas las muestras se han comportado igual
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Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
• 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
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Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
• Caracterización del riesgo. Resultados de las encuestas
– Se han obtenido entre 800-2000 respuestas (Portugal)
Consumo de buey de mar
Consumo de productos cárnicos
ahumados
97 % de los encuestados
consume el hepatopáncreas
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Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
• Contenido de los contaminantes. HAPs
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Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
• Resultados de la evaluación. Recomendaciones
Buey de mar
Pez sable negro
PTWI = 5 µg Hg/kg/semana
Adultos
. Frito:
1:12,000,000
. Plancha: 1:3,000,000
TWI = 2.5 µg Cd/kg body weight
Niños
Adultos y cocido
1:14,000,000
1:1,800,000
A pesar del contenido de Hg el
riesgo de superar el PTWI es
reducido
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Hepatopáncreas– 1:30
Entero– 1:80
Músculo – 1:641,000,000
Se recomienda no consumir el
hepatopáncreas
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Contaminantes ambientales
CONCLUSIONES
Es necesario hacer las evaluaciones de efectos tóxicos de mezclas
complejas lo más parecidas a las muestras reales.
El modelo del pez cebra ha mostrado ser un buen modelo para
estudiar el efecto de contaminantes como una evaluación
preliminar. Ensayo intermedio entre los test in vitro e in vivo.
El pez cebra es una herramienta excelente para identificar genes
biomarcadores.
Importancia de los estudios de biodisponibilidad. Es necesario
conocer a fondo el mecanismo que sigue el tóxico dentro de nuestro
aparato digestivo. En este sentido, las líneas celulares han
mostrado ser una herramienta muy útil.
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Contaminantes ambientales
CONCLUSIONES
Necesidad de incluir las prácticas culinarias dentro de la evaluación
del riesgo. En el caso del Hg se ha observado una mayor
biodisponibilidad 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 del
buey de mar.
Completar la evaluación del riesgo con los estudios sobre el
beneficio de consumir el alimento bajo estudio.
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Contaminantes ambientales
¡¡¡Muchas gracias por su atención!!!
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48160 DERIO (Bizkaia)
Tel.: +34 946574000 / Fax: +34 946572555
www.azti.es
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Caso práctico de evaluación del
riesgo: contaminantes ambientales
Dr. Alejandro Barranco
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Derio, 19 de Mayo de 2011