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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
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efe Se cree que estas sandías estallan por un acelerador químico llamado Forchlorfenuron
Contaminantes ambientales
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8 de mayo de 2011
Comer puede ser malo para la salud (incluso comiendo sano)
Contaminantes ambientales
ÍNDICE• Contaminación ambiental
– Residuos en alimentos
– Legislación
– Caso concreto: metales pesados y HAPs
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• Proyecto Riskfoodcont
– Objetivos del proyecto
– Evaluación de la toxicidad. Nuevas herramientas
– Biodisponibilidad y tratamientos culinarios
– Caracterización del riesgo
• Conclusiones
Contaminantes ambientales
CONTAMINACIÓN AMBIENTAL
• Fuentes naturales
– Incendios
– Volcanes
• Fuentes antropogénicas
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– Actividades industriales
– Tráfico/transporte
– Actividades agrícolas
– Actividades domésticas
Aparición de sustancias con efectos sobre el medioambiente y la salud humana
Contaminantes ambientales
CONTAMINACIÓN AMBIENTAL
• Exposición humana a los contaminantes
– Presencia en el medioambiente
– Contacto con materiales contaminados (prendas, envases…)
– Aparición de residuos en alimentos
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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
Contaminantes ambientales
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
Contaminantes ambientales
METALES
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Mercurio : Pescado y mariscoLMR: 0,1-1 mg/kg
Estaño : Alimentos y bebidas enlatadasLMR: 20-200 mg/kg
Compuestos órgano-metálicos
Contaminantes ambientales
METALES
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Número de notificaciones en la UE. Fuente: RASFF anual report 2009
Contaminantes ambientales
METALES
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Número de notificaciones en la UE. Fuente: RASFF anual report 2009
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
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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
Contaminantes ambientales
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
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• Participantes:
– IPIMAR (Portugal)
– INIA (Portugal)
– Universidad de Maribor (Eslovenia)
– AZTI-Tecnalia
• Financiación:
– 6º Programa Marco de la UE
– SAFEFOODERA
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Proyecto RISKFOODCONT
• Objetivos
– Implementar nuevas herramientas para estudiar la
biodisponibilidad y evaluar el riesgo (HAPs y metales pesados)
– Identificar biomarcadores específicos de toxicidad
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– Estudiar los efectos tóxicos de mezclas complejas
– Estudiar el efecto de los procesos culinarios sobre la
biodisponibilidad de los contaminantes
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• 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
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vertebrados� Su genoma ha sido totalmente secuenciado
• Embriones y larvastransparentes
• No se consideran animales
5dpf5hpf
Test alternativo
Tests alternativos
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• Evaluación de los efectos tóxicos. Pez cebra
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
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Proyecto RISKFOODCONT
• Evaluación de los efectos tóxicos. Pez cebra
PUNTO FINAL
PARÁMETRO MÉTODO
MorfologíaMalformaciónPigmentación Análisis
microscópicosDesarrollo
RetrasoMuerte
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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
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Proyecto RISKFOODCONT
• Evaluación de los efectos tóxicos. Pez cebra. Metales
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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
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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)
CompartimentoCompartimento superiorsuperior
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CompartimentoCompartimento inferiorinferior
MembranaMembrana microporosamicroporosa
CélulasCélulas intestinalesintestinales
CélulasCélulas inmunológicasinmunológicas((MacrófagosMacrófagos))
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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 vellosidadesintestinales.
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– 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
Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
• 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
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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
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Proyecto RISKFOODCONT
• Biodisponibilidad y tratamientos culinarios
Protocolo que simula lo que ocurre en:- la boca,- estómago e- intestino delgado
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Seguimiento de la concentración de los contaminantes a lo largo de todo el proceso
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Proyecto RISKFOODCONT
• Biodisponibilidad y tratamientos culinarios
% M
ercu
rio
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� 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
Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
• Biodisponibilidad y tratamientos culinarios
40
50
60
70
80
90
100
%
Cad
mio
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� 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
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• Biodisponibilidad. Líneas celulares. Metil-mercurio
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� Muy poca cantidad (<4%) de metilmercurio atraviesa las líneas celulares� Menor transporte en el caso de una disolución digerida
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• Biodisponibilidad. Líneas celulares. Metil-mercurio
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� Con las muestras reales se ha observado una aumento de la biodisponibilidad
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• Biodisponibilidad. Líneas celulares. Cadmio
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� 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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• Biodisponibilidad. Líneas celulares. Cadmio
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� No todas las muestras se han comportado igual
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• Caracterización del riesgo
– Encuestas para conocer los hábitos de consumo de los
alimentos bajo estudio
– Contenido de los contaminantes en las muestras
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– 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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Proyecto RISKFOODCONT
• Caracterización del riesgo. Resultados de las encuestas
– Se han obtenido entre 800-2000 respuestas (Portugal)
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Consumo de buey de mar
97 % de los encuestados consume el hepatopáncreas
Consumo de productos cárnicos ahumados
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• Contenido de los contaminantes. HAPs
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Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
• Resultados de la evaluación. Recomendaciones
Pez sable negro Buey de mar
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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
Contaminantes ambientales
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.
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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.
Contaminantes ambientales
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…)
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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.
Contaminantes ambientales
¡¡¡Muchas gracias por su atención!!!
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FOOD RESEARCH DIVISION
Parque Tecnológico de BizkaiaAstondo Bidea - Edificio 60948160 DERIO (Bizkaia)Tel.: +34 946574000 / Fax: +34 946572555
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Caso práctico de evaluación del riesgo: contaminantes ambientalesriesgo: contaminantes ambientales
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[email protected] Derio, 19 de Mayo de 2011