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Evaluación del Riesgo de HAPs y
metales pesados en pescados y
productos cárnicos (RISKFOODCONT)
Dr. Alejandro Barranco [email protected] Bilbao, 18 de Noviembre de 2011
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Contaminantes ambientales
ÍNDICE
• Contaminación ambiental
– Residuos en alimentos
– Legislación
– Caso concreto: metales pesados y HAPs
• Proyecto Riskfoodcont 30/06/2011
– 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
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”
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Mercurio:
Pescado y marisco
LMR: 0,1-1 mg/kg
Cadmio:
Carnes, pescado, cereales
LMR: 0,05-3 mg/kg
Plomo:
Leche, carnes, pescado, cereales
LMR: 0,02-1,5 mg/kg
Estaño:
Alimentos y bebidas enlatadas
LMR: 20-200 mg/kg
Contaminantes ambientales
METALES
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
Contaminantes ambientales
Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs)
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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
Nueva regulación: Reg 835/2011 establece límites para
benzo[a]pireno (1-6 mg/kg) y PAH4 (BaP, benzo[a]antraceno,
benzo[b]fluoranteno y criseno; 1-35 mg/kg)
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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Proyecto RISKFOODCONT
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BioAvailability and risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons
(PAHs) and toxic elements (As, Cd, Hg and Pb) in processed meat and
seafood products
• Participantes:
– IPIMAR (Portugal)
– INIA (Portugal)
– Universidad de Maribor (Eslovenia)
– AZTI-Tecnalia
• Financiación:
– 6º Programa Marco de la UE
– SAFEFOODERA
Contaminantes ambientales
Proyecto RISKFOODCONT
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• 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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Proyecto RISKFOODCONT
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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
vertebrados
Su genoma ha sido totalmente secuenciado
• Embriones y larvas
transparentes
• No se consideran
animales
5dpf 5hpf
Test alternativo
Tests alternativos
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Proyecto RISKFOODCONT
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• Evaluación de los efectos tóxicos. Pez cebra
PUNTO
FINAL PARÁMETRO MÉTODO
Morfología Malformación
Pigmentación
Análisis
microscópicos
Desarrollo Retraso
Muerte
Molecular
Análisis de expresión
diferencial de genes
marcadores
qRT-PCR
Larvas Perfil de
expresión 48 h
exposición DNA chip
Microarray
Validación de los
marcadores por qRT-PCR
Biomarcadores
genes/proteinas
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• 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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• Evaluación de los efectos tóxicos. Pez cebra. Metales
Disolución con 0,14 ppm CdCl2 + 9 ppb HgMetCl
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• Evaluación de los efectos tóxicos. Pez cebra. HAPs
– No hubo mortalidad ni malformaciones
1ppb
10ppb
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• Evaluación de los efectos tóxicos. Líneas celulares
– 2 tipos de células del cerdo (PSI y CLAB)
– Células humanas (H4)
Compartimento superior
Compartimento inferior
Membrana microporosa
Células intestinales
Células inmunológicas (Macrófagos)
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Proyecto RISKFOODCONT
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• 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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• Biodisponibilidad y tratamientos culinarios
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
Raw Fried Grilled Steamed
Hg
(m
g k
g -
1)
Limit = 1.0 mg kg-1 Pez sable negro
Mayor cantidad de Hg en el
pescado cocinado debido a la
pérdida de agua
0
5
10
15
20
25
30
35
Raw Steamed Boiled
Cd
(m
g k
g -
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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• 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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• Biodisponibilidad y tratamientos culinarios
% M
erc
uri
o
Mayor biodisponibilidad del Hg en el intestino
y en el caso del pescado crudo
Fase gástrica: 1.3 – 3.3% Hg
Fase gastrointestinal : 5.8 – 14.5% Hg
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• Biodisponibilidad y tratamientos culinarios
Mayor biodisponibilidad del Cd en el intestino
y en el caso del pescado crudo
Fase gástrica: 45 – 72% Cd
Fase gastrointestinal : 83 – 90% Cd
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Raw Steamed Boiled
Mouth step Gastric step Gastrointestinal step
%
Cad
mio
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Proyecto RISKFOODCONT
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• 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
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• Biodisponibilidad. Líneas celulares. Metil-mercurio
Con las muestras reales se ha observado una aumento de la biodisponibilidad
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Proyecto RISKFOODCONT
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• 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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• Biodisponibilidad. Líneas celulares. Cadmio
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
– 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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• Caracterización del riesgo. Resultados de las encuestas
– Se han obtenido entre 800-2000 respuestas (Portugal)
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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• Resultados de la evaluación. Recomendaciones
Pez sable negro
PTWI = 5 mg Hg/kg/semana
. Frito: 1:12,000,000 1:14,000,000
. Plancha: 1:3,000,000 1:1,800,000
Adultos Niños
Buey de mar
Adultos y cocido Hepatopáncreas– 1:30
Entero– 1:80
Músculo – 1:641,000,000
TWI = 2.5 mg Cd/kg body weight
A pesar del contenido de Hg el
riesgo de superar el PTWI es
reducido
Se recomienda no consumir el
hepatopáncreas
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CONCLUSIONES
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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.
Contaminantes ambientales
CONCLUSIONES
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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
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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