Cizorodé látky v potravinách

Toxikológia vo výžive

Spolu s potravou vstupuje do organizmu rada látok z prostredia, ktoré sa vyznačujú toxickým potenciálom. Do potravy sa dostávajú zo životného prostredia, zo znečisteného ovzdušia, kontaminovanej vody, pôdy, 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.

O toxickom efekte xenobiotik (látky telu cudzie – cudzorodé látky) a následnom ovplyvnení zdravotného stavu rozhoduje nielen ich prítomnosť v potrave, ale hlavne množstvo, ktoré do organizmu vstupuje – dávka a častosť – dĺžka trvania expozície. Xenobiotiká 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.

POZNÁMKA: Dříve se cizorodé látky v potravinách dělily na látky aditivní (aditíva – látky prídatné) pridávané do potravín zámerne a látky kontaminujúce – kontaminanty prichádzajúce do potravy z prostredia. Podle současné legislativy patří mezi potraviny jakékoliv látky, které se během zpracování, přípravy či manipulace stanou součástí potraviny, tedy i látky aditivní a nelze je proto považovat za látky cizorodé.

Cudzorodé látky kontaminujúce potravu zahrňujú anorganické aj organické látky.

Anorganické kontaminanty

Kadmium

Zdrojom je chemický a metalurgický priemysel, do pôdy sa dostáva spádom 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 obličkách a v pečeni. 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 obličiek 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. 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 shlukovaním 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 kumuláciu 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 olovenou glazúrou. Z tráviaceho traktu sa rezorbuje asi 5–10 % olova. V organizme sa olovo 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 pri relatívne nízkej expozícii charakterizovanej hladinou olova v krvi hodnotou od 100 μg/l.

Ortuť (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), skrmovanie zamoreného obilia a následným ukladaním ortuti do mäsa zvierat a vajec.

Arzén

Z chemického hľadiska 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.

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 oesophagu, 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)

Boli používané ako teplovodné médiá a súčasť náterových hmôt. Ich výroba bola v 70. rokoch zastavená. V prostredí dosiaľ pretrvávajú, ale ich perzistencia postupne klesá. K expozícii dochádza pri prieniku z prostredia 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. Pri expozícii vysokým dávkám pri nehodách bola pozorovaná rada príznakov ako chlorakné a iné kožné prejavy, poškodenie oka, neurologické príznaky, dysfunkcia pečene, zvýšenie cholesterolu a triacylglyceridov v krvi, alterácie v metabolizme sacharidov a imunitná supresia. Choroba Yusho bola hromadná otrava po požití kontaminovaného ryžového oleja v Japonsku v roku 1968. 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.

Polychlorované dibenzo-p-dioxíny (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.

Chlórované dioxíny

Vznikajú ako vedľajší produkt pri výrobe mnohých chemických látok a v prírode sa rozkladajú veľmi pomaly. Sú karcinogénne pre človeka. Vo vysokých dávkach spôsobujú trvalé poškodenie pokožky zvané chlorakné. Známe sú aféry s kontaminovaným krmivom (a tak i mäsom) v roku 2008 v Írsku a 2010 v Nemecku. V Nemecku bola do priemyslovo vyrábaných krmív pridaná technická zmes mastných kyselín kontaminovaná dioxínmi.

Polycyklické aromatické uhľovodíky (PAU)

Ide o skupinu viac než 100 chemických látok vyskytujúcich sa vo všetkých zložkách životného prostredia. Vznikajú pri nedokonalom spaľovaní organického materiálu vrátane grilovania, vyprážania, pečenia a praženia pokrmov. Vyznačujú sa výrazným karcinogénnym potenciálom, môžu sa podieľať aj na mechanizmoch aterogenézy 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 vylučované v moči. Inhalačná expozícia (cigarety) súvisí so vznikom karcinómu pľúc a močového mechúra.

Estery kyseliny ftalovej

Do prostredia a potravy prenikajú v dôsledku spaľovania plastických hmôt. Ftaláty se využívají jako změkčovadla při výrobě plastických hmot, někdy se vyskytují také v obalech na potraviny a v může docházet k přechodu esterů kyseliny ftalové do potravin. Estery kyseliny ftalové byly v malém množství nacházeny v balených nápojích.
Ich význam spočíva v karcinogénnom potenciáli (sú zaradené medzi podozrivé karcinogény s predpokladaným, negonotoxickým mechanizmom pôsobenia) a v schopnosti indukovať peroxizómy v pečeňových bunkách s tvorbou kyslíkových radikálov. Prikladá sa im aj estrogénne pôsobenie znižujúce mužskú plodnosť.
Používání esterů kyseliny ftalové jako změkčovadla při výrobě plastických hmot je v současné době regulováno legislativně.

Toxické látky vznikajúce technologickými procesmi

Výroba, skladovanie a tepelná úprava môže byť príčinou tvorby toxických produktov v potravinách. Pri tepelnej úprave (vyprážanie, pečenie, grilovanie, údenie, opekanie, praženie) vznikajú polycyklické aromatické uhľovodíky. Pyrolýzou živočíšnych bielkovínových potravín vznikajú pyrolyzáty aminokyselín (heterocyklické amíny) s vysokou mutagenitou a karcinogenitou dokázanou na zvieratách. Akrylamid (IARC 2A – pravděpodobný karcinogen pre človeka) vzniká v celej rade potravin (vrátane napr. chleba, zemiakov) pri ich tepelnej úprave pri vysokých teplotách. Hoci sa zrejme vyskytuje v strave od dôb, kedy ju človek začal tepelne upravovať, EÚ vypracovala postupy, ako jeho obsah v priemyslovo vyrábaných potravinách znížiť. 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. Mykotoxínom môžu byť vystavené hospodárske zvieratá požitím plesnivých krmív. Ich metabolity aflatoxíny 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 Reyovho syndrómu u detí. Ochratoxíny sú mykotoxíny produkované plesňami rodu Aspergillus a Penicilium. Spôsobuje poškodenie pečene a obličiek. Patulín je mykotoxín vyskytujúci sa v nesprávne 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 mechúri pri záťaži organizmu dusičnanmi, vznik aktívneho kyslíku a kyslíkových radikálov v dôsledku peroxidácie lipidov bunkových membrán, vznik toxických látok pôsobením črevnej mikroflóry a vznik karcinogénnych produktov pri metabolickej premene xenobiotík.

Interakcie chemických kontaminant so živinami

Rada cudzorodých látok (PCB) pôsobí 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 α tokoferol inhibujú reakciu vedúcu k vzniku nitrosamínov, ale za cenu ich vyššej spotreby alebo nedostatočného plnenia ich ďalších ochranných funkcií.

Prírodné toxikanty v strave

Toxické látky, ktoré sú prirodzenou súčasťou niektorých rastlínnych potravín, 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), vazotoxické (hnojník s požitím alkoholu), gastroenterické (hríb satan). V ľuľkovitých rastlinách je obsiahnutý solanín (vo vyklíčených zemiakoch), ktorý sa vyznačuje príznakmi inhibície cholinesterázy. V horkých mandliach sa nachádzajú glykozidy odštiepujúce kyanovodík.Jadrá kôstkovíc obsahujú furokumaríny vyvolávajúce fotodermatózy v niektorých druhoch zeleniny (zeler, petržlen) a v niektorých liečivých rastlinách (angelika). Rada ďalších prirodzených toxických, mutagénnych a karcinogénnych látok je v potravinách tropických a subtropických oblastí, s ktorými sa u nás prakticky nestretávame. Príkladom je kyanogenný glykosid linamarín nachádzajúci sa v manioku, ktorý je základnou potravinou asi pre 300 miliónov ľudí. Obyvateľstvo zbavuje hľuzy od jedovatých látok pomerne zložitými postupmi. 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.

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.