4/12/2012
SUBSTÂNCIA
QUÍMICA
TOXICOLOGIA
DE ALIMENTOS
Profa. Dra. Isarita Martins
Malationa
D
Departamento
d
de A
Análises
áli
Clí
Clínicas
i
eT
Toxicológicas
i ló i
Faculdade de Ciências Farmacêuticas
ORGANISMO
EFEITO
TÓXICO
SUBSTÂNCIA
QUÍMICA
1
S U B S T Â N C IA Q U ÍM IC A
(A G E N T E T Ó X IC O )
2
V IA G Á S T R IC A
M U CO SA
ORAL
TRATO
G A S T R IN T E S T IN A L
O R G A N IS M O
V IA D É R M IC A
V IA P U L M O N A R
OUTRAS
V IA S
SAN G U E
p r o te ín a s d o p la s m a
Malationa
D E P Ó SIT O S D E
ARM AZENAM ENTO
F ÍG A D O
R IN S
PULM ÕES
S ÍT IO S D E A Ç Ã O
B IL E
U R IN A
ORGANISMO
FEZES
3
EFEITO
TÓXICO
A R E X P IR A D O
IN T O X IC A Ç Ã O
R E S P O S T A (S IN A IS E S IN T O M A S )
ELEMENTOS BÁSICOS QUE ENVOLVEM A INTOXICAÇÃO
€ Nutriente:
€ Alimento:
substância capaz de fornecer
nutrientes plásticos, energéticos e
biorreguladores para a manutenção da vida
€ Alimento=
nutrientes
mistura de nutrientes e não-
composto contido no alimento com
efetivo valor plástico, energético e/ou
biorregulador
Nutrientes
Não-nutrientes
-Carboidratos
C b id t (47%
IC)
- Proteínas(16% IC)
- Lipídios (37% IC)
- Minerais e vitaminas
(micronutrientes,
elementos essencias)
- SQs
SQ naturalmente
t l
t
presentes
- Aditivos
- Contaminantes
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€ Aditivo
direto: são intencionalmente
adicionados e seu uso justifica-se
por sua habilidade em conservar,
melhorar características
nutricionais/ organolépticas
g
p
ou
contribuir para a produção e
processamento de alimentos.
€ Aditivo:
qualquer ingrediente
adicionado ao alimento
intencionalmente, sem propósito de
nutrir, com o objetivo de modificar
características
t í ti
fí
físicas,
i
químicas,
í i
biológicas ou sensoriais, durante o
processo de fabricação,
processamento, preparação,
tratamento, embalagem,
acondicionamento, armazenagem,
transporte ou manipulação de um
alimento
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
Ex: nitrato e nitrito em embutidos
Classe
Justificativa
Exemplos
Reduzir o consumo
Não tóxico nos
níveis
recomendados
mas, em maior
quantidade pode
ser tóxico
tó i
Cafeína, sorbitol,
manitol
Tentar evitar
Requer mais testes
de toxicidade
Heptilparabeno,
butilhidroxitolueno
(BHT),
butilhidroxianisol
(BHA)
Indivíduos sensíveis Pode desencadear
reações alérgicas
ou susceptíveis:
outros efeitos
devem evitar
Aspartame,
cafeína,
betacaroteno,
lactose, sulfitos
€ Contaminante:
qualquer agente químico, físico ou
biológico presente no alimento, sem finalidade
específica, podendo causar dano ao organismo ao
ser ingerido
€ Aditivo
indireto: está p
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
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- De origem animal:
€
Toxicantes naturalmente presentes
- De origem vegetal
Ex: tetrodotoxina
Ex: Glicosídeos cianogênicos: linamarina na
mandioca
Glicosinolatos: brássicas (repolho,
(repolho couve)
Glicoalcalóides: solanina na batata
Oxalatos
Nitratos
Toxicidade (Perigo)
Capacidade da substância
para causar um efeito
adverso
Risco
Probabilidade de ocorrência
de efeito sob condições
específicas de exposição
Avaliação do Risco
Processo pelo qual o perigo,
a exposição e o risco são
determinados
Manejo do Risco
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
Baiacu
Peixe Balão
Risco aceitável
RISCO
X
BENEFÍCIO
Padrões de segurança em
Toxicologia de Alimentos
JECFA
Atribuições
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)
Probabilidade de
que um efeito ou
dano seja tolerado
p
g
por um organismo.
Ou seja, que o
benefício real trazido
pelo uso da
substância seja
maior do que o risco
FAO
OMS
Normas de identidade e
Avaliação
ç toxicológica
g
pureza
“O rápido progresso da tecnologia de
alimentos e toxicologia exige atualização
contínua dos conhecimentos relativos à
avaliação de aditivos e contaminantes de
alimentos.”
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Padrões de segurança em
Toxicologia de Alimentos
Grupos que estabelecem os padrões de
segurança
Comissão Científica da União Européia
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,
mg/L
se líquido), que pode ser ingerido por um
indivíduo durante toda a sua vida, sem
causar efeitos nocivos
Administração de Alimentos e Drogas FDA
€ LMP
(Limite Máximo Permitido)
- quantidade máxima do aditivo que pode
estar presente no alimento sem que cause
dano
d
à população
l ã exposta
t
- expresso em ppm ou mg/kg
- sempre provisório, tendência diminuir
- não existe para substâncias presentes
naturalmente
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.
€ Corante
Z
- LMP = 5 ppm
- presente
balas,
sucos, gelatinas
etc
t em b
l
l ti
t
€ Questão:
- se o LMP não for ultrapassado em nenhum
dos produtos acima, podemos ingerir
qualquer quantidade dos mesmos?
€ IDA
(Ingestão Diária Aceitável)
- quantidade máxima do aditivo que
ingerida diariamente, durante toda a
vida,
id parece não
ã oferecer
f
risco
i
apreciável à saúde, à luz dos
conhecimentos atuais
- expressa em mg/kg peso/dia
LISTA GRAS (geralmente reconhecidos como
seguros) – ADITIVOS alimentares
- também provisória
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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
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
Dados importantes e relevantes
9Metodologia de fabricação
9Presença de impurezas
9Destino dos alimentos
9Níveis de emprego nos alimentos
9Estimativa da ingestão diária
Avaliação toxicológica de
substâncias químicas presentes
(aditivos ou contaminantes) nos
alimentos
Envolve 3 estágios
g
1. Avaliação toxicológica visando identificar efeitos
decorrentes da exposição a níveis elevados e
determinar a dose que não provoca efeitos adversos
(NOAEL)
CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO
Exigências de testes não é a mesma para
todos os aditivos.
Fatores que influenciam:
9Toxicidade
química)
9T i id d esperada
d ((estrutura
t t
í i )
9Níveis de exposição
9Ocorrência natural dos alimentos
9Uso em alimentos tradicionais
9Conhecimento de efeito no homem
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
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Avaliação toxicológica de
substâncias químicas
Evidências que podem dispensar estudos
toxicológicos detalhados e ensaios a longo
prazo
9
Incondicional. Ex. sacarina e seus sais (0-5 mg/kg/dia)
9
Temporária. Ex. galato de octila (0-0,1 mg/kg/dia)
9
Não-especificada. Ex. celulose microcristalina, sorbitol
9
De grupo. Ex. sorbatos (0-25 mg/kg/dia)
3. Composto não é absorvido pelo organismo
4. Aditivo, antes da absorção, é degradado a
compostos bem conhecidos e reconhecidamente
seguros
CONTAMINAÇÃO QUÍMICA DE ALIMENTOS
IMPACTO NA SOCIEDADE
Fontes
INTOXICAÇÃO AGUDA
™ POLUIÇÃO INDUSTRIAL DO AMBIENTE
Hg
Cd
PCB’s
INTOXICAÇÃO CRÔNICA
CARCINÓGENOS
Praguicidas
Fármacos de uso veterinário
Fertilizantes
ASPECTOS ECONÔMICOS
EXPORTAÇÃO DE ALIMENTOS
Nitrosaminas
HAP (benzopireno)
™ CONTAMINAÇÃO FÚNGICA
ACÚMULO
LATÊNCIA LONGA
™ PRÁTICAS DE AGRICULTURA
™ PROCESSAMENTO DE ALIMENTOS
NÍVEIS ELEVADOS
REJEIÇÃO DE ALIMENTOS
SISTEMAS DE
CONTROLE
PERDA ECONÔMICA
Micotoxinas
CONTAMINANTES QUÍMICOS
AVALIAÇÃO TOXICOLÓGICA DE
CONTAMINANTES
Limites toxicológicos
CONTAMINANTE
1.
PTWI
(Ingestão
Semanal
Tolerável
Provisória)
Níveis seguros de ingestão
Concentrações seguras
nos alimentos
Toxicologista
Nutricionista
Epidemiologista
Administrador
Legislador
2 PMTDI (Ingestão
2.
(I
tã Diária
Diá i Máxima
Má i
T l á l
Tolerável
Provisória)
3. MTDI (Ingestão Diária Máxima Tolerável)
4. IDA (Ingestão Diária Aceitável)
5. “Irreducible Level”
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PTWI
MTDI
(Ingestão Semanal Tolerável Provisória)
(Ingestão Diária Máxima Tolerável)
Limite toxicológico utilizado para contaminantes
que se acumulam no organismo
Valor
V
l que representa
t exposição
i ã semanall
tolerável daqueles contaminantes
inevitavelmente associados com o consumo de
alimentos, por outro lado, sadios e nutritivos
(ex: metais tóxicos - Hg, Cd, Pb)
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
“IRREDUCIBLE LEVEL”
(Ingestão Diária Máxima Tolerável
Provisória)
A partir de 1982, o JECFA, estabeleceu uma
faixa para aqueles elementos-traço que são
nutrientes essenciais e constituintes
i
inevitáveis
itá i d
do alimento.
li
t
Quando a concentração de uma substância
não pode ser eliminada do alimento sem
implicar no descarte total do mesmo
comprometendo, assim, a disponibilidade
O menor valor representa o nível de
essencialidade e o maior limite toxicológico
(ex: Cu, Zn)
PERÍODOS DE CARÊNCIA
X
LIMITES MÁXIMOS PERMITIDOS (LMP)
LIMITE DE TOLERÂNCIA (LT)
LIMITE MÁXIMO DE RESÍDUO (LMR)
do alimento
IDE= C x I
onde:
C= concentração da substância química no
alimento
I= quantidade ingerida em 1 dia do alimento
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Exposição
Contato
Toxicocinética
Toxicodinâmica
Movimento
Interação
FASE DA EXPOSIÇÃO condições
* 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 (140m2).
Ex: Pb por transportador de Ca; CH3-HG-Cys
por transporte ativo; AsO3 por pinocitose.
Efeito de 1a passagem
€
Circulação éntero-hepática
TGI → Sangue → Fígado
↓
intestino ← Bile
↓
fezes
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Efeito de 1a passagem
Diferenças fisiológicas entre
homens/mulheres
Parâmetro
Diferença
fisiológica
Diferença na absorção
pH suco gástrico
Gestante>mulher>
homem
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
K da
d substância
b tâ i
X
pH
H do
d meio
i
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
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Via oral- Trato Gastrintestinal
Importância do TGI
Substâncias químicas e os sistemas de
transporte no TGI
™ Quatro
mecanismos para
a absorção:
difusão passiva,
dif ã facilitada,
difusão
f ilit d
transporte ativo e
pinocitose
Sistema
Substância Química
Difusão
passiva
Compostos solúveis em
lipídeos
Difusão
Dif
ã
facilitada
Xenobióticos com grupos
carboxi
b i
Sulfatos
Chumbo, cádmio, zinco
Transporte
ativo
Cátions, ânions
Cobalto, manganês
(competem com o ferro)
Pinocitose
Lipídeos de cadeia grande
Corantes azo
Importância do TGI
Importância do TGI
™ Intestino: órgão grande,
complexo e dinâmico,
com grande superfície de
absorção (até 4500 m2)
™ TGI: condições variadas
de pH, ácidos digestivos,
enzimas (p
(pâncreas e
enterócitos), agentes de
saponificação e flora
bacteriana
™ Enterócitos: grande
capacidade de
biotransformar
xenobióticos (reações de
fase I e II)
Via oral- Trato Gastrintestinal
Fatores que interferem na absorção pelo TGI
9
9
9
9
9
9
9
presença de alimentos e motilidade intestinal
presença de vilos e microvilos no intestino
microflora intestinal
concentração da substância
circulação
idade
tamanho e forma molecular
™ Vascularização:
1,2 L/h/Kg (veia
porta); 30%
refeição
* álcool
™ Linfa: gorduras
e grandes
d
moléculas; 1 a 2
mL/h/Kg
Alterações na fisiologia GI devido à idade ou a
doenças
Situação
Mudanças na fisiologia GI
Idade avançada
diminuição da taxa de secreção ácida e
aumento do pH gástrico
Irritação ou
doenças
intestinais
inflamatórias
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
AIDS
Diminuição da secreção ácida e
aumento no pH gástrico
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