4/12/2012 TOXICOLOGIA DE ALIMENTOS. Profa. Dra. Isarita Martins

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1 TOXICOLOGIA DE ALIMENTOS SUBSTÂNCIA QUÍMICA Profa. Dra. Isarita Martins Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas i Faculdade de Ciências Farmacêuticas ORGANISMO Malationa EFEITO TÓXICO SUBSTÂNCIA QUÍMICA 1 SUBSTÂNCIA QUÍMICA (AGENTE TÓXICO) 2 ORGANISMO VIA GÁSTRICA MUCOSA O R A L V IA D É R M IC A T R A T O V IA P U L M O N A R O U T R A S G A S T R IN T E S T IN A L V IA S Malationa FÍGADO SANGUE proteín as do plasm a D E P Ó S IT O S D E A R M A Z E N A M E N T O B IL E R IN S P U L M Õ E S SÍTIOS DE AÇÃO ORGANISMO FEZES U R IN A A R E X P IR A D O 3 INTOXICAÇÃO RESPOSTA (SINAIS E SINTOM AS) EFEITO TÓXICO ELEMENTOS BÁSICOS QUE ENVOLVEM A INTOXICAÇÃO Alimento: substância capaz de fornecer nutrientes plásticos, energéticos e biorreguladores para a manutenção da vida Alimento= mistura de nutrientes e não- nutrientes Nutriente: composto contido no alimento com efetivo valor plástico, energético e/ou biorregulador Nutrientes Não-nutrientes -Carboidratos (47% - SQs naturalmente t IC) presentes - Proteínas(16% IC) -Aditivos - Lipídios (37% IC) - Contaminantes - Minerais e vitaminas (micronutrientes, elementos essencias) 1

2 Aditivo: qualquer ingrediente adicionado ao alimento intencionalmente, sem propósito de nutrir, com o objetivo de modificar características ti físicas, químicas, biológicas ou sensoriais, durante o processo de fabricação, processamento, preparação, tratamento, embalagem, acondicionamento, armazenagem, transporte ou manipulação de um alimento Aditivo direto: são intencionalmente adicionados e seu uso justifica-se por sua habilidade em conservar, melhorar características nutricionais/ organolépticas ou contribuir para a produção e processamento de alimentos. Ex: nitrato e nitrito em embutidos Aditivos diretos podem ser considerados em 2 categorias: Aditivos Generally Recognized As Safe (GRAS): são isentos de regulamentação, a menos que uma revisão científica demonstre necessidade de reclassificação Aditivos não-gras: utilização controlada e permitida somente para tipos especiais de produtos Classe Justificativa Exemplos Reduzir o consumo Não tóxico nos níveis Cafeína, sorbitol, manitol recomendados mas, em maior quantidade pode ser tóxico Tentar evitar Indivíduos sensíveis ou susceptíveis: devem evitar Requer mais testes de toxicidade Pode desencadear reações alérgicas outros efeitos Heptilparabeno, butilhidroxitolueno (BHT), butilhidroxianisol (BHA) Aspartame, cafeína, betacaroteno, lactose, sulfitos Aditivo indireto: está presente no alimento não intencionalmente ou não desejável. Pode penetrar no alimento durante a sua produção, processamento, estocagem ou acondicionamento. Ex: resíduos de antibióticos na carne ou no leite Contaminante: qualquer agente químico, físico ou biológico presente no alimento, sem finalidade específica, podendo causar dano ao organismo ao ser ingerido 2

3 Toxicantes naturalmente presentes - De origem vegetal Ex: Glicosídeos cianogênicos: linamarina na mandioca Glicosinolatos: brássicas (repolho, couve) Glicoalcalóides: solanina na batata Oxalatos Nitratos - De origem animal: Ex: tetrodotoxina Baiacu Peixe Balão Toxicidade (Perigo) Risco Avaliação do Risco Manejo do Risco Capacidade da substância para causar um efeito adverso Probabilidade de ocorrência de efeito sob condições específicas de exposição Processo pelo qual o perigo, a exposição e o risco são determinados Processo através do qual são avaliadas as opções políticas e selecionada a medida regulatória mais apropriada com base nos resultados da avaliação do risco e nos interesses sociais, econômicos e políticos RISCO X BENEFÍCIO Risco aceitável Probabilidade de que um efeito ou dano seja tolerado por um organismo. Ou seja, que o benefício real trazido pelo uso da substância seja maior do que o risco Padrões de segurança em Toxicologia de Alimentos Grupos que estabelecem os padrões de segurança Comissão do Codex Alimentarius FAO/OMS (JECFA- Comitê de aditivos e contaminantes) Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) Joint FAO/WHO Meeting on Pesticide Residues (JMPR) FAO Normas de identidade e pureza JECFA Atribuições OMS Avaliação toxicológica O rápido progresso da tecnologia de alimentos e toxicologia exige atualização contínua dos conhecimentos relativos à avaliação de aditivos e contaminantes de alimentos. 3

4 Padrões de segurança em Toxicologia de Alimentos Grupos que estabelecem os padrões de segurança Comissão Científica da União Européia Administração de Alimentos e Drogas - FDA É a quantidade de um aditivo ou contaminante (não-nutriente) presente no alimento e expressa em massa/massa ou massa/volume (mg/kg do alimento ou mg/l, se líquido), que pode ser ingerido por um indivíduo durante toda a sua vida, sem causar efeitos nocivos LMP (Limite Máximo Permitido) - quantidade máxima do aditivo que pode estar presente no alimento sem que cause dano à população exposta - expresso em ppm ou mg/kg - sempre provisório, tendência diminuir - não existe para substâncias presentes naturalmente Corante Z - LMP = 5 ppm -presente em balas, sucos, gelatinas etc Questão: - se o LMP não for ultrapassado em nenhum dos produtos acima, podemos ingerir qualquer quantidade dos mesmos? É a quantidade de um aditivo ou contaminante no alimento que pode ser ingerida diariamente, durante toda a vida, sem risco apreciável à saúde, à luz dos conhecimentos toxicológicos disponíveis na época de sua avaliação. É expressa em mg/kg de peso corpóreo/dia. LISTA GRAS (geralmente reconhecidos como seguros) ADITIVOS alimentares IDA (Ingestão Diária Aceitável) - quantidade máxima do aditivo que ingerida diariamente, durante toda a vida, parece não oferecer risco apreciável à saúde, à luz dos conhecimentos atuais - expressa em mg/kg peso/dia - também provisória 4

5 Ingestão diária aceitável (IDA) IDA= NOAEL FS NOAEL: maior dose onde não se observa efeito tóxico nos animais de experimentação FS: fator de segurança (fator de 100 para aditivos) Avaliação toxicológica de substâncias químicas presentes (aditivos ou contaminantes) nos alimentos Envolve 3 estágios 1. Avaliação toxicológica visando identificar efeitos decorrentes da exposição a níveis elevados e determinar a dose que não provoca efeitos adversos (NOAEL) Avaliação toxicológica de substâncias químicas presentes (aditivos ou contaminantes) nos alimentos 2. Cálculo da dose que o homem pode ingerir por toda a vida sem risco a saúde Aditivo e praguicida IDA Contaminantes Ingestão diária ou semanal tolerável (IDTM, ISTM) 3. Regulamentação para garantir que a IDA não será excedida CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO Exigências de testes não é a mesma para todos os aditivos. Fatores que influenciam: Toxicidade i id d esperada (estrutura t química) Níveis de exposição Ocorrência natural dos alimentos Uso em alimentos tradicionais Conhecimento de efeito no homem CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO Dados importantes e relevantes Metodologia de fabricação Presença de impurezas Destino dos alimentos Níveis de emprego nos alimentos Estimativa da ingestão diária Avaliação toxicológica de substâncias químicas Evidências que podem dispensar estudos toxicológicos detalhados e ensaios a longo prazo 1. Os metabólitos formados pelo aditivo se encontram naturalmente presentes no organismo, em concentrações superiores àquelas que derivam do uso do aditivo 2. Aditivo contribui com apenas uma pequeno quantidade de metabólitos também formados por componentes naturais do alimento 5

6 Avaliação toxicológica de substâncias químicas Evidências que podem dispensar estudos toxicológicos detalhados e ensaios a longo prazo 3. Composto não é absorvido pelo organismo 4. Aditivo, antes da absorção, é degradado a compostos bem conhecidos e reconhecidamente seguros Incondicional. Ex. sacarina e seus sais (0-5 mg/kg/dia) Temporária. Ex. galato de octila (0-0,1 mg/kg/dia) Não-especificada. Ex. celulose microcristalina, sorbitol De grupo. Ex. sorbatos (0-25 mg/kg/dia) CONTAMINAÇÃO QUÍMICA DE ALIMENTOS Fontes POLUIÇÃO INDUSTRIAL DO AMBIENTE PRÁTICAS DE AGRICULTURA Hg Cd PCB s Praguicidas Fármacos de uso veterinário Fertilizantes IMPACTO NA SOCIEDADE INTOXICAÇÃO AGUDA INTOXICAÇÃO CRÔNICA ASPECTOS ECONÔMICOS NÍVEIS ELEVADOS ACÚMULO LATÊNCIA LONGA CARCINÓGENOS PROCESSAMENTO DE ALIMENTOS CONTAMINAÇÃO FÚNGICA Nitrosaminas HAP (benzopireno) EXPORTAÇÃO DE ALIMENTOS REJEIÇÃO DE ALIMENTOS SISTEMAS DE CONTROLE PERDA ECONÔMICA Micotoxinas AVALIAÇÃO TOXICOLÓGICA DE CONTAMINANTES CONTAMINANTE CONTAMINANTES QUÍMICOS Limites toxicológicos 1. PTWI (Ingestão Semanal Tolerável Níveis seguros de ingestão Concentrações seguras nos alimentos Provisória) 2. PMTDI (Ingestão Diáriai Máxima Tolerável l Toxicologista Nutricionista Epidemiologista Administrador Legislador Provisória) 3. MTDI (Ingestão Diária Máxima Tolerável) 4. IDA (Ingestão Diária Aceitável) 5. Irreducible Level 6

7 PTWI (Ingestão Semanal Tolerável Provisória) Limite toxicológico utilizado para contaminantes que se acumulam no organismo Vl Valor que representa exposição iã semanal tolerável daqueles contaminantes inevitavelmente associados com o consumo de alimentos, por outro lado, sadios e nutritivos (ex: metais tóxicos - Hg, Cd, Pb) MTDI (Ingestão Diária Máxima Tolerável) Limite toxicológico utilizado para contaminantes que não se acumulam no organismo O valor representa permissibilidade de exposição como resultado da ocorrência da substância no alimento e na água (ex: poliestireno) PMTDI (Ingestão Diária Máxima Tolerável Provisória) A partir de 1982, o JECFA, estabeleceu uma faixa para aqueles elementos-traço que são nutrientes essenciais e constituintes inevitáveis itá i do alimento. O menor valor representa o nível de essencialidade e o maior limite toxicológico (ex: Cu, Zn) IRREDUCIBLE LEVEL Quando a concentração de uma substância não pode ser eliminada do alimento sem implicar no descarte total do mesmo comprometendo, assim, a disponibilidade do alimento PERÍODOS DE CARÊNCIA X LIMITES MÁXIMOS PERMITIDOS (LMP) LIMITE DE TOLERÂNCIA (LT) LIMITE MÁXIMO DE RESÍDUO (LMR) IDE= C x I onde: C= concentração da substância química no alimento I= quantidade ingerida em 1 dia do alimento 7

8 Exposição Toxicocinética Toxicodinâmica FASE DA EXPOSIÇÃO - condições Contato Movimento Interação * VIA DE INTRODUÇÃO= oral * DOSE * TEMPO E DURAÇÃO DA EXPOSIÇÃO * SUSCETIBILIDADE INDIVIDUAL * PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS Estuda a relação entre a quantidade de um agente tóxico que atua sobre o organismo e a concentração do mesmo no plasma, relacionando os processos de absorção, distribuição, acúmulo, biotransformação e excreção do agente, em função do tempo. É a passagem de uma substância do local de contato (meio externo) para a corrente sangüínea. Nessa passagem, os agentes atravessam várias barreiras que são as membranas biológicas DEPENDE: - Do agente químico (solubilidade, grau de ionização, tamanho e forma da molécula) - Da membrana biológica a ser transposta Via oral- Trato Gastrintestinal Cavidade Oral: Difusão simples e filtração. Poros pequenos. Ex: CN - Estômago: Difusão simples e filtração. Poros pequenos, Mucosa grossa, tempo de contato. Ex: etanol. Intestinal: Difusão simples e facilitada, filtração e transporte ativo. Poros grandes. Grande área (140m 2 ). Ex: Pb por transportador de Ca; CH3-HG-Cys por transporte ativo; AsO 3 por pinocitose. Efeito de 1 a passagem Circulação éntero-hepática TGI Sangue Fígado intestino Bile fezes 8

9 Efeito de 1 a passagem Diferenças fisiológicas entre homens/mulheres Parâmetro ph suco gástrico Diferença fisiológica Gestante>mulher> homem Diferença na absorção Altera absorção oral Motilidade intestinal < gestantes > Absorção Esvaziamento gástrico Prolongado nas gestantes > Absorção Via oral- Trato Gastrintestinal Via oral- Trato Gastrintestinal (TGI) Fatores que interferem na absorção pelo TGI pka da substância X ph do meio Equação de Henderson-Hasselbach Equação de Henderson-Hasselbach ÁCIDO FRACO absorção pelo estômago ácidos fracos pka -ph= log [não ionizado] [ionizado] bases fracas pka -ph= log [ionizado] [não ionizado] 9

10 Via oral- Trato Gastrintestinal Importância do TGI Quatro mecanismos para a absorção: difusão passiva, difusão facilitada, transporte ativo e pinocitose Substânciasquímicaseossistemasde transporte no TGI Sistema Substância Química Difusão passiva Difusão facilitada Transporte ativo Pinocitose Compostos solúveis em lipídeos Xenobióticos com grupos carboxi Sulfatos Chumbo, cádmio, zinco Cátions, ânions Cobalto, manganês (competem com o ferro) Lipídeos de cadeia grande Corantes azo Importância do TGI Intestino: órgão grande, complexo e dinâmico, com grande superfície de absorção (até 4500 m 2 ) TGI: condições variadas de ph, ácidos digestivos, enzimas (pâncreas e enterócitos), agentes de saponificação e flora bacteriana Enterócitos: grande capacidade de biotransformar xenobióticos (reações de fase I e II) Importância do TGI Vascularização: 1,2 L/h/Kg (veia porta); 30% refeição * álcool Linfa: gorduras e grandes moléculas; 1 a 2 ml/h/kg Via oral- Trato Gastrintestinal Fatores que interferem na absorção pelo TGI Alterações na fisiologia GI devido à idade ou a doenças Situação Mudanças na fisiologia GI presença de alimentos e motilidade intestinal presença de vilos e microvilos no intestino microflora intestinal concentração da substância circulação idade tamanho e forma molecular Idade avançada Irritação ou doenças intestinais inflamatórias diminuição da taxa de secreção ácida e aumento do ph gástrico aumento do transporte paracelular e diminuição de transporte mediado por transportadores específicos Remoção cirúrgica do trato Diminuição da área de absorção GI Fibrose cística Diminuição do ph intestinal Diminuição da secreção ácida e AIDS aumento no ph gástrico 10