Cizorodé látky v potravinách

Toxikológia vo výžive

Spolu s potravou vstupuje do organizmu rada látok z prostredia, ktoré sa vyznačujú toxickým potenciálom. O toxickom efekte xenobiotik (látky telu cudzie) a následnom ovplyvnení zdravotného stavu rozhoduje nielen ich prítomnosť v potrave, ale hlavne množstvo, ktoré do organizmu vstupuje – dávka a častosť – dĺžka trvania expozície.

Xenobiotika môžu mať v potrave rôzne toxické účinky, veľakrát špecifické len pre niektoré orgány, môžu ovplyvňovať imunitné reakcie, integrovať s nutričnými zložkami a zhoršovať ich biologické hodnoty. Závažný dopad majú ich neskoré (genotoxické, karcinogénne, embryotoxické, teratogénne) účinky s možnosťou ovplyvnenia ďalších generácií.

Cudzorodé látky v potravových reťazcoch

Jedná s o látky pridávané do potravín zámerne – aditíva a o látky prichádzajúce do potravy z prostredia – kontaminanty.

• Aditívne látky – do potravy sú pridávané úmyselne za účelom:
  • Zvýšenia úschovnosti potravín a predĺženia doby skladovateľnosti – konzervačné látky, antioxidanty
  • Úpravy ich zmyslových vlastností – vzhľadu – farbivá, chuti – umelé sladidlá, aromatá,
  • Úpravy konzistencie – zahusťovadlá, emulgátory
  • Pre urýchlenie a úpravu technologických technologických procesov – enzýmy
  • U nás povolené aditíva a ich maximálny povolený obsah sú limitované Vyhláškou ministerstva zdravotníctva. Ich použitie prechádza schvaľovacím riadením, ktorému predchádza podrobné toxikologické vyšetrenie vrátane karcinogenity. Zoznam povolených látok sa nemusí zhodovať vo všetkých štátoch, obsah látok by však mal byť vždy deklarovaný na výrobku.

Umelé sladidlá

Používanie umelých sladidiel je rozšírené vzhľadom na vysoký výskyt diabetes melitus a snahu o úpravu hmotnosti. Sacharín – podozrivý z indukcie karcinómu močového mechúra. Sledovanie je ukončené so záverom, že sacharín by ako promotor karcinogénneho procesu mohol pôsobiť, ale až vo vyšších dávkach než sa bežne užívajú. Cyklamáty – sladidlo známe pod názvom Spolarin, toxický medziprodukt cyklohexylamin sa vytvára len u niektorých osôb enzýmovou činnosťou črevnej mikroflóry. Sladidlo Nutrasweet – vzniklo na báze aminokyselín, negatívne účinky sa zatiaľ nedokázali.

Kontaminujúce cudzorodé látky

Do potravy sa dostávajú zo životného prostredia, zo znečisteného ovzdušia, kontaminovanou vodou, pôdou, v dôsledku aplikácie agrochémie, pri technologickom spracovaní potravinárskych surovín, pri výrobe potravín, ich balení a transporte. Pri haváriách môže dôjsť ku kontaminácii potravy rádioaktívnymi látkami. Limity pre najzávažnejšie cudzorodé látky sú uvedené vo Vyhláške MZ ČR. Cudzorodé látky kontaminujúce potravu zahrňujú anorganické aj organické látky. Patria sem:

Toxické kovy

Kadmium

Zdrojom je chemický a metalurgický priemysel, do pôdy sa dostáva spadom a znečistenou vodou. Vyskytuje sa v pôde, rastlinách i živočíšnych produktoch. K zvýšenému obsahu v pôde prospelo aj používanie fosfátových hnojív, s vysokým obsahom tohto prvku. Niektoré druhy zeleniny, hlavne koreňová zelenina a cereálie sú schopné tento prvok aktívne absorbovať a zabudovávať do svojej štruktúry. Hlavnou cestou expozície je potrava, ku kumulácii dochádza v ľadvinách a v játrech. K celkovej expozícii kadmia prispieva fajčenie inhalačnou expozíciou, Cd je obsiahnuté v tabaku. Akútna alimentárna otrava bola popísaná v Japonsku ako choroba Itai-Itai, po dlhodobej konzumácii ryže s vysokým obsahom Cd. Postihnutie tubulov ľadvín viedlo k proteinúrii, hyperkalciúrii, k vyplavovaniu kalcia z kostí a osteomalácii. Choroba bola sprevádzaná veľkými bolesťami, odtiaľ aj názov choroby, čo po našom znamená Ach – Ach. Obsah kadmia je u nás limitovaný Vyhláškou MZ a akútne toxické prejavy u nás popísané neboli. Kadmium však predstavuje pre organizmus záťaž aj v dávkach nepresahujúcich limity. Tento prvok bol podľa IARC (Medzinárodná agentúra pre výskum rakoviny) do skupiny 1, teda medzi dokázané karcinogény človeka. Kadmium zasahuje aj do procesu angiogenézie produkciou prostacyklínov v endoteliálnych bunkách a následným zvýšeným zhľukovaním trombocytov. Podieľa sa aj na zvýšení krvného tlaku, blokuje protektívny účinok selénu a zinku. O záťaži organizmu týmto prvkom informuje biologický monitoring – hladina Cd v krvi charakterizuje aktuálnu záťaž, hladina v moči kumulúciu v organizme.

Olovo

Hlavnou cestou expozície je inhalácia z ovzdušia znečisteného v dôsledku používania benzínu s prídavkom tetraetylolova. K expozíciou alimentárnou cestou dochádza prostredníctvom olovom kontaminovaného prachu v okolí metalurgických závodov, vodou z oloveného potrubia alebo prechodom olova z glazúr a smaltov nádob, či konzervových plechoviek. Chronické otravy olovom boli popísané pri pití čaju s citrónom z nádob s olovonou glazúrou. Z tráviaceho traktu sa rezorbuje asi 5-10% olova. V organizme sa olova ukladá predovšetkým do kostí, v menšej miere je obsiahnuté v ostatných tkanivách a v krvi. Za vysoko rizikovú skupinu sa považujú malé deti pre dokázané ovplyvnenie ich mentálneho vývoja, percepčných schopností a psychických schopností aj pi relatívne nízkej expozícii charakterizovanej hladinou olova v krvi hodnotou od 100 μg/l.

Rtuť

Pochádza z prirodzených aj antropogénnych zdrojov. Je prítomná vo forme anorganickej i organickej – alkylortuť, ktorá sa vyznačuje toxicitou a schopnosťou prenikať placentou. Zdrojom alimentárnej intoxikácie sú kontaminované potraviny – ryby (encephalopatické príznaky, choroba Minamata), zkrmovanie zamoreného obilia a následným ukladaním ortuťi do mäsa zvierat a vajec.

Arzén

Z chemického hladiska patrí medzi metaliody. Do prostredia sa dostáva predovšetkým pri spaľovaní hnedého uhlia a priemyselným využitím. V poľnohospodárstve je súčasťou niektorých pesticídnych prostriedkov, čo prispieva alimentárnej expozícii, ako aj konzumácia morských živočíchov. Toxickejšia forma je anorganická, vyvoláva kožné, neurologické, hematologické zmeny. Podľa IARC je zaradený medzi dokázané karcinogény.

Hliník

Patrí medzi najrozšírenejšie prvky. Zdrojom jeho alimentárneho prívodu do organizmu môže byť upravená pitná voda, hliník uvoľnený z alumíniových nádob. V tráviacom trakte sa vstrebáva len z nepatrnej časti. Hliník sa dáva do súvislosti so vznikom s Alzheimerovou chorobou. Určitá súvislosť však bola pozorovaná u hemodialyzovaných pacientov.

Dusičnany

Sú bežná súčasť stravy. Zdrojom alimentárnej expozície je ich obsah v zelenine, pitnej vode, ale aj v udeninách. Samé o sebe sú netoxické, ich zdravotné riziko spočíva v redukcii bakteriálnymi nitroreduktázami na dusitany. Tie sa podieľajú na vzniku kojeneckej methemoglobinémie. Reakciou dusitanových iontov so sekundárnymi či terciárnymi amíny v potrave dochádza k tvorbe nitrosamínov a ďalších N-nitrózolátok a toxickými a potenciálne karcinogénnymi účinkami (karcinóm aesophagu, žalúdku, močového mechúra). Tento proces nastáva nielen v potravinách, ale aj endogénne v organizme, hlavne v žalúdku alebo v močovom mechúre pri mierne kyslom pH. Endogénna nitrozácia môže byť blokovaná rôznymi látkami prijímanými v potrave – vitamín C, vitamín E, rastlinné fenoly.

Organické kontaminanty:

Polychlorované bifenyly (PCB)

Patria medzi prioritné škodliviny. Sú zmes 209 kongenerov s rôznym usporiadaním atómov chlóru v molekule. Boli využívané v priemysle, po rozpoznaní ich toxikologických účinkov bola ich výroba pozastavená. Ich perzistencia v prostredí je však vysoká. K expozícii môže dôjsť v dôsledku havárií, profesionálne pri výrobe, a spracovaní, pri ich prieniku do potravinového reťazca, hlavne do potravín s vyšším obsahom tuku. V organizme sú prednostne ukladané do tukových tkanív, prechádzajú placentou a vylučujú sa do materského mlieka. U populačných skupín exponovaných pri nehodách (choroba Yusho, po požití kontaminovaného ryžového oleja) bola pozorovaná rada príznakov ako chlorakné a iné kožné prejavy, poškodenie oka, neurologické príznaky, dysfunkcia jater, zvýšenie cholesterolu a triaglyceridov v krvi, alterácie v metebolizme sacharidov a imunitná supresia. Príznaky boli spozorované až pri značne vysokých dávkach. Podľa IARC sú PCB zaradené do skupiny 2A – karcinogénov podozrivých pre človeka. Do karcinogénneho procesu zasahujú nepriamo indukciou enzýmov, ktoré aktivujú karcinogény. Významné je aj ich imunotoxické pôsobenie, podiel na zvýšení cholesterolémie a indukcia kyslíkových radikálov. Významným expozičným zdrojom sú potraviny živočíšneho pôvodu s vysokým obsahom tuku.

Polychlorované dibenzo-p-dioxiny (PCDD)

Do prostredia sa uvoľňujú pri spaľovaní, vyznačujú sa obdobným, ale výraznejším spektrom účinkov než PCB – karcinogenita negenotoxického typu, poruchy reprodukcie, poruchy vývoja plodu, estrogénne účinky.

Chlorované pesticídy

Patrí sem DDT a ďalšie pesticídy používané v poľnohospodárstve. Kumulujú sa v tukovom tkanive a sú vylučované do materského mlieka. Ich prítomnosť v organizme má však klesajúcu tendenciu a preto nepredstavujú v našej populácii výrazné zdravotné riziko.

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU)

Ide o skupinu viac než 100 chemických látok vyskytujúcich sa vo všetkých zložkách životného prostredia. Vznikajú pri nedokonalom spaľovaní organického materiálu. Vyznačujú sa výrazným karcinogénnym potenciálom, môžu sa podieľať aj na mechanizmoch aterogenéze a zvyšovať oxidačnú stresovú záťaž organizmu. Hlavným predstaviteľom a zároveň indikátorom expozície je benzo(a)pyrén. Karcinogénne sa stávajú až po ich metabolickej aktivácii v organizme, pričom spôsob ich metabolickej premeny je značne individuálny a výsledným metabolitom môže byť karcinogénne a genotoxicky pôsobiaci biotransformačný produkt, ale aj neškodné konjugáty vyľučované v močí. Inhalačná expozícia (cigarety) súvisí so vznikom karcinómu pľúc a močového mechúra. K alimentárnej expozícii dochádza pri konzumácii grilovaných, smažených, pečených, pražených pokrmov.

Estery kyseliny ftalovej

Do prostredia a potravy prenikajú v dôsledku spaľovania plastických hmôt. Ich význam spočíva v karcinogénnom potenciály (sú zaradené medzi podozrivé karcinogény s predpokladaný, negonotoxickým mechanizmom pôsobenia) a v schopnosti indukovať peroxizómy v jaterných bunkách s tvorbou kyslíkových radikálov. Prikladá sa im aj estrogénne pôsobenie znižujúce mužskú plodnosť.

Prírodné toxikanty v strave

Toxické látky, ktoré sú prirodzenou súčasťou niektorých rastlín používaných k ľudskej výžive, sú produkované v podstate ako obrana pred napadnutím baktériami, plesňami, hmyzom, živočíchmi. Z jedovatých potravín sú na prvom mieste huby. Toxické látky v nich obsiahnuté môžu vyvolať zmeny hepato- a nefrotoxické – Amanita phalloides (muchotrávka zelená), neurotoxické (vláknice, muchotrávka červená), vasotoxické (hnojník s požitím alkoholu), gastroenterické (hríb satan). V ľuľkovitých rastlinách je obsiahnutý solanin (vo vyklíčených zemiakoch), ktorý sa vyznačuje príznakmi inhibície cholinesterázy. V horkých mandliach sa nachádzajú glykozidy odštiepujúce kyanovodík.Jadrá peckovín obsahujú furokumaríny vyvolávajúce fotodermatózy v niektorých druhoch zeleniny (zeler, petržlen) a v niektorých liečivých rastlinách (angelika). V našich podmienkach sa s radou týchto látok nestretávame, časté sú však v trópoch a subtrópoch. Príkladom je aj cykasin, glykozid obsiahnutý v listoch a plodoch cikasovitých rastlín využívaných k výžive v trópoch a subtrópoch. Rastliny obsahujú pyrrolizidinové alkaloidy, genotoxické látky, ktoré môžu byť súčasťou drog a čajov. Karcinogénne látky môžu byť prítomné aj v niektorých druhoch korenín, ktoré obsahujú safrol, eugenol, estragol (čierne korenie, zázvor, muškátový orech). Tieto sa však používajú v zanedbateľných množstvách, preto výrazné nebezpečenstvo nehrozí. V živočíšnej potrave sa prirodzene toxické latky vyskytujú u niektorých druhov rýb. V krvi úhorovitých rýb bol dokázaný hemolytický bielkovinový jed ichthyotoxín, pri konzumácii mäsa je však neškodný. Japonské ryby fugu majú vo vnútornostiach prítomný tetrodotoxín. Otravy sa prejavujú poklesom teploty, pomalým tepom, cyanózou, závratmi, bezvedomím.

Toxické látky vznikajúce technologickými procesmi

Výroba, skladovanie a tepelná úprava môže byť príčinou tvorby toxických produktov v potravinách. Pri tepelnej úprave (smaženie, pečenie, grilovanie, udenie, opekanie, praženie) vznikajú polycyklické aromatické uhľovodíky. Pyrolýzou živočíšnych bielkovínových potravín vznikajú pyrolyzáty aminokyselín (heterocyklické amíny) s vysokou mutagenitou a karcinogenitou dokázanou na zvieratách. Nevhodným skladovaním – vyššia teplota, vlhkosť, je podmienené zvýšené riziko vzniku mykotoxínov. V živočíšnych produktoch sa môžu objaviť reziduá antibiotík podávaných zvieratám pri ošetrovaní do kŕmnych zmesí. V niektorých potravinách sa dajú dokázať reziduá dezinfekčných prostriedkov alebo hormónov.

Toxické látky vznikajúce v dôsledku kontaminácie potravín toxigénnymi plesňami

Najzávažnejšou skupinou sú mykotoxíny, toxické produkty plesní. K ich tvorbe dochádza za vhodných podmienok – vlhkosť, teplo v zapliesnených potravinách. Rizikové sú hlavne orechy, cereálie a výrobky obsahujúce tieto zložky. Aflatoxíny (aflatoxín B1) sú produkované plesňami Aspergillus flavus a Aspergillus paraziticus. Sú jedným z najúčinnejších hepatotoxínov a hepatokarcinogénov, okrem toho majú aj imunosupresívne pôsobenie. Mykotoxínmi môžu byť vystavené hospadárske zvieratá požitím plesnivých krmív. Ich metabolity afltoxíny M sú potom prítomné v mlieku a v mliečnych výrobkoch. Intoxikácie z požívania aflatoxínov sa nazývajú aflatoxikózy. Predpokladá sa, že aflatoxín B1 je jedným z etiologických faktorov Reyova syndrómu u detí. Ochratoxíny (Ochratoxín A) sú mykotoxíny produkované plesňami rodu Aspergillus a Penicilium. Spôsobuje poškodenie jater a ľadvín. Papulín je mykotoxín vyskytujúci sa v nestrávne uskladnenom ovocí, hlavne v jablkách a je považovaný za potenciálny karcinogén. Z hľadiska prevencie vzniku mykotoxínov v potravinách je nutné ich skladovanie v podmienkach obmedzujúcich rast plesní. Ak už k zapliesneniu dôjde, tieto potraviny zásadne nekonzumujeme.

Toxické látky vznikajúce endogénne v organizme

Do tejto skupiny radíme endogénnu tvorbu nitrosaminov v žalúdku, močovom mechúry pri záťaži organizmu dusičnanmi, vznik aktívneho kyslíku a kyslíkových radikálov v dôsledku peroxidácie lipidov bunečných membrán, vznik toxických látok pôsobením črevnej mikroflóry a vznik karcinogénnych produktov pri metabolickej premene xenobiotík.

Interakcie chemických kontaminant s nutričnými zložkami

Rada cudzorodých látok (PCB) pôsobia ako induktory enzýmových systémov, ktoré plnia zásadné funkcie v procesoch biotransformácie (tvorba endogénneho cholesterolu, aktivácia prokarcinogénov). Zinok je súčasťou aktivačného enzýmu superoxid dismutázy a jeho nedostatok znižuje aktivitu tohto enzýmu a teda aj obranu organizmu pred oxidačným stresom. Obdobný účinok má aj nadbytok kadmia, ktoré zinok blokuje a znemožňuje jeho ochrannú funkciu. Kyselina askorbová a alfa- tokoferol inhibujú reakciu vedúcu k vzniku nitrosamínov, ale za cenu ich vyššej spotreby alebo nedostatočného plnenia ich ďalších ochranných funkcií.

Odkazy

Použitá literatúra

• BENCKO, Vladimír, et al. Hygiena : Učební texty k seminářům a praktickým cvičením. 2. přepracované a doplněné vydání vydání. Praha : Karolinum, 2002. 205 s. s. 86 – 90. ISBN 80-7184-551-5.

• PODSTATOVÁ, Hana. Základy epidemiologie a hygieny. 1. vydání. Praha : Galén, 2009. 158 s. s. 122. ISBN 978-80-7262-597-0.