____________________________________________________________

1

NOIUNI GENERALE

Alimentele pot fi considerate factori ai mediului ambiant cu care omul contracteaz relaii strnse n tot cursul existenei sale. Cea mai important i cea mai veche relaie este determinat de faptul c alimentele furnizeaz organismului substanele nutritive de care acesta are nevoie pentru asigurarea energiei necesare proceselor vitale, pentru sinteza substanelor proprii i pentru formarea substanelor active (enzime, hormoni, etc), care favorizeaz desfurarea normal n procesele metabolice. Alimentele consumate trebuie s asigure cantiti optime din toate substanele de care are nevoie organismul. Acest optim variaz de la un individ la altul depinznd de varst, sex, felul si intensitatea activitii, precum si de condiiile mediului ambiant. innd cont de aceste diferene o alimentaie corect denumit i raional sau tiinific trebuie s realizeze un permanent echilibru ntre necesarul organismului i consumul alimentar. Alimentaia corect presupune ns ndeplinirea i a unei alte condiii eseniale: produsele consumate s fie lipsite de ageni nocivi sau acetia s se gseasc sub limitele duntoare. Cercetrile efectuate n diferite ri inclusiv n Romnia, precum i studiile ntreprinse n cadrul unor organisme internaionale (FAO/OMS) au demonstrat faptul c trebuie perfecionat conceptul de calitate al alimentelor. n sensul c acestea trebuie s ntruneasc cele patru laturi inseparabile: valoare psiho-senzorial, valoare energetic, biologic si igienic. Valoarea igienic denumit inocuitate este componenta calitativ ce vizeaz sigurana i securitatea consumatorului de alimente. Starea de sntate a consumatorilor este asigurat dac acetia consum n primul rnd alimente salubre care nu conin factori care ar produce mbolnviri.1

Calitatea igienic este influenat de contaminarea microbiologic sau cu alte oganisme, de contaminarea sau poluarea chimic i de toxicitatea natural a produselor alimentare. 1.1. FACORII CARE AFECTEAZ INOCUITATEA PRODUSELOR ALIMENTARE Substanele nocive din alimente pot proveni din surse i cauze multiple: -constituienii naturali ai unor alimente cum sunt: toxinele ciupercilor otrvitoare, amigdalina din samburii unor fructe, solanina n cartofii ncolii, alcaloizii toxici din unele plante, ovidina din albuul crud; -substane formate n alimente prin degradarea substanelor nutritive (proteine, lipide , glucide), sub aciunea enzimelor proprii sau a enzimelor elaborate de microorganisme de alterare sau prin prelucrri industriale sau culinare necorespunztoare: amine, biogene, nitrozamine, acizi, alcooli, aldehide, cetone, peroxizi, compui Maillard etc; -toxine sintetizate de unele mucegaiuri i bacterii: micotoxine, toxina stafilococic, toxina botulinic etc; -substane chimice ajunse n alimente: metale i metaloizi toxici, reziduuri de pesticide, azotii, hidrocarburi policiclice aromate, monomeri toxici din mase plastice etc. -aditivi alimentari nepermii sau utilizarea exagerat a celor permii n scopul prevenirii alterrii pentru mbuntirea nsuirilor senzoriale: conservani, antioxidani, colorani, aromatizani, emulgatori etc. Toi aceti factori condiioneaz inocuitatea alimentelor fie individual fie n intercorelare. Inocuitatea produselor alimentare este determinat de : -calitatea materiilor prime i auxiliare; -modalitile de transport i pstrare a materiilor prime; -condiiile igienico-sanitare i procedeele tehnologice de prelucrare a acestora, de condiiile de depozitare a produselor finite; -condiiile igienico-sanitare de transport i comercializare a produselor alimentare. Astfel spus pe ntreg lanul alimentar exist pericolul ca un aliment s devin potenial duntor pentru om, prin contaminarea cu microorganisme sau alte organisme sau poluarea acestuia cu substane chimice. Produsele alimentare de origine vegetal pot fi contaminate n timpul recoltrii, depozitrii i transportului cu mucegaiuri toxicogene care prin micotoxinele elaborate n alimente pot produce la om modificri teratogenice, mutagenice i carcinogenice. Mediul nconjurtor (aer, apa, sol), n care se obin materii prime poate2

reprezenta o surs de contaminare a produselor alimentare (vegetale, lapte, pete) cu substane chimice cum ar fi: bifenilii policlorurai i polibromurai, metale grele (mercur, plumb, calciu), hidrocarburi policiclice etc. Utilizarea apelor uzate pentru irigarea culturilor constituie o surs de contaminare a materiilor prime de origine vegetal i indirect prin furajare i a celor de origine animal cu microrganisme patogene, virusuri, ou de parazii, metale toxice, pesticide i alte substane chimice. Reziduurile de pesticide din alimente ca rezultat al folosirii acestora n diferite scopuri n agricultur pot provoca mbolnaviri grave ale omului. Carnea, laptele, oule sunt vehiculatori foarte buni ai unor pesticide. Trebuie avut n vedere i faptul c o serie de substane cu caracter toxic se gsesc n mod natural n unele produse alimentare (glicozide cianogenice, azotai, azotii, amine biogene, fitai, oxalai). Pericolul toxic al unora dintre aceste substane poate fi minimalizat printr-o prelucrare tehnologic adecvat (fierbere, fermentare .a.). Pe de alt parte prin prelucrarea tehnologic a materiilor prime alimentare, n afara micorrii valorii nutritive, n unele cazuri n aliment se formeaz substane cu caracter antinutritiv i toxic (lizinoalanina, hidrocarburi policiclice condensate, nitrozamine, polimeri de oxidare termic, etc). Utilizarea aditivilor n industria alimentar se consider justificat dac mbuntesc calitatea produselor, mresc durata de pstrare, stabilizeaz proprietile, menin valoarea nutritiv, favorizeaz desfurarea procesului tehnologic. Folosirea aditivilor chimici si biochimici, trebuie s se fac n limitele normelor sanitare n vigoare, deoarece o serie de aditivi pot avea efect nociv asupra organismului. O atenie deosebit trebuie acordat metodelor de conservare care inhib dezvoltarea microorganismelor de alterare sau patogene sau care asigur distrugerea acestora. Pentru ca produsele alimentare s ajung la consumator cu un grad ridicat de inocuitate sunt necesare urmatoarele: -monitorizarea permanent a surselor de poluare i anihilarea efectului poluant; -aplicarea de procedee tehnologice care s afecteze ct mai puin principiile nutritive ale alimentelor, dar care s ndeprteze substanele cu caracter antinutritiv care se gsesc n mod natural n materiile prime sau care se pot forma n procesele de conservare i prelucrare. -utilizarea unor bioconservani naturali (surse microbiene) n locul conservanilor chimici; -conceperea unor planuri moderne de control al calitii cu identificarea punctelor critice i evaluarea riscurilor care pot afecta sigurana alimentar; -adaptarea i utilizarea unor metode rapide i eficiente de control al calitii materiilor prime si produselor finite;3

-instruirea personalului care produce i manipuleaz alimente; -respectarea condiiilor tehnologice i igienice.

1.2. IMPLICAIILE PREZENEI SUBSTANELOR TOXICE N PRODUSELE ALIMENTARE Prezena substanelor toxice n produsele alimentare mbrac forme variate i din ce n ce mai complexe. Actual, prezena substanelor potenial toxice n produsele alimentare este cunoscut prin experimentul cronic capabil s sesizeze aciunea lor cumulativ, aciune cancerigen sau mutagen, efecte genetice sau toxice specifice. Complexitatea problemei const n faptul c organismul are capacitatea de a se adapta la aciunea unor doze mici de substane n cazul n care acestea nu posed proprieti cumulative. Rspunsul organismului la efectul substanelor chimice reprezint un echilibru dinamic care poate fi uor alterat de numeroase condiii care supun organismul unor solicitri suplimentare sau care duc la scderea reactivitii: boli intermediare, solicitri fizice sau psihice, aciunea concomitent a unor substane chimice sau ageni fizici, alimentaia insuficient sau dezechilibrat. n majoritatea cazurilor substanele toxice afecteaz sistemele enzimatice, dar pot aciona i pe cale neenzimatic prin combinarea lor direct cu unii constitueni ai celulei sau prin eliberarea unor costituieni ai organismului ntr-o cantitate anormal. Este posibil ca aceeai substan s aib mai mult dect o singur cale de aciune sau s influeneze n funcie de doza prezent fie prin stimularea unui sistem enzimatic n doze mici, fie prin depesiunea sa la doze mari. Mecanismul de aciune al unei ntregi serii de substane chimice poate fi explicat prin reacii alergice de sensibilizare imunologic pe care le produc. Alte substane acioneaz asupra sistemului nervos central, declannd o descrcare masiv de ageni neurohormonali, catecolamine, epinefrina, serotonina .a. Aceste substane neurohormonale acioneaz asupra terminaiilor nervoase simpatice ale vaselor ficatului, reducnd irigarea acestuia. n vederea urmririi efectelor contaminanilor, reuniunea comun FAO/OMS a propus un program de depistare a acestora n produsele alimentare, n special n produsele de baz. 1.3. CONTAMINANI La alegerea contaminantului ce urmeaz a fi supravegheat se recomand4

s se in seama de: -gravitatea riscului pentru populaie, n special efectele neurotoxice, mutagenice, teratogene i cancerigene posibile; -persistena agentului n mediul nconjurtor, rezistena la degradare i acumularea n lanul alimentar; -conversia n substane mai toxice; -abundena n mediul nconjurtor i expunerea populaiei; Toxicitatea reprezint rspunsul dat de organismul viu n care a ptruns toxicul. Ea se manifaest prin dereglri metabolice, histochimice, morfopatologice i chimice stns legate de mecanismul patogenic prin care a acionat toxicul care a produs agresiunea chimic. Doza este factorul cel mai important care determin toxicitatea unei substane. Intensitatea rspunsului biologic este proporional cu doza substanei la care este supus organismul. Doza toxic este cantitatea de substan exogen, capabil s dezvolte n organismul viu, efecte toxice. Gradul de toxicitate al unei substane intrat n organismul viu se stabilete prin determinarea dozei letale, notat cu simbolul DL. Doza letal reprezint doza minim de substan care provoac moartea unui animal adult. Variaiile mari de rspuns individual, la administrarea de doze letale, dintr-o substan, au impus introducerea urmtoarelor valori pentru DL, n funcie de procentul de animale omorte: -DL0 faza letal 0 reprezint cantitatea de substan care determin fenomene toxice grave, dar nu letale, la lotul de experien; -DL20; DL50; DL100 reprezint cantitatea de substane care determin moartea a 25%, 50%, i respectiv 100% din animalele lotului de experien; -DL50 (doza letal medie) se exprim n mg/kg i constituie un criteriu de comparaie pentru diferitele categorii de toxice; -Doza letal medie (DL50) permite extrapolarea mai adecvat a dozelor i stabilirea intervalelor pentru interpretarea toxicitii. Dup doza oral letal la om, compuii chimici exogeni au fost mprii n 6 grade de toxicitate: Substane supertoxice; Substane extreme de toxice; Substane foarte toxice; Substane moderat toxice; Substane slab toxice; Substane practic netoxice.5

Recent o serie de cercettori consider c sistemele de clasificare a substanelor toxice pe baza DL50 sunt limitate, deoarece ele referindu-se numai la greutate, prezint dificulti n aprecierea comparativ a toxicitii substanelor. Tab. 1. Scara toxicitii. Doza letal oral probabil, la om. (dup Hodge i Gleason, 1975)NR. CR T 1 2 3 4 5 6 GRADUL DE TOXICITATE 6 = supertoxice 5 = extrem de toxice 4 = foarte toxice 3 = moderat toxice 2 = slab toxice 1 = practic netoxice DOZA N MG/KG 5 mg/kg 5 50 mg/kg 50 500 mg/kg 0,5 5 g/kg 5 15 g/kg 15 g/kg PENTRU O PERSOAN DE 70 KG 7 picturi 7 picturi 1 linguri 1 linguri 1 uncie(28,35g) 1 uncie 1 pint (0,568 l) 1 pint 1 quart (0,946 l) 1 quart

Pentru o evaluare mai adecvat a toxicitii, ar trebui s se ia n considerare numrul de molecule, respectiv de atomi, implicai n mecanismele fiziopatologice, cu att mai mult cu ct numrul substanelor toxice este enorm de mare, iar diferenele ntre greutile moleculare (G.M.) sunt foarte mari. Pornind de la aceast premiz, LucKey T.D. i colaboratorii (1977) introduce un nou concept pentru aprecierea toxicitii, concept ce permite o corelare ntre valoarea numeric a toxicitii i G.M. exprimnd cantitativ potenialul toxic (pT). Noul sistem pe baza conceptului pT se refer la concentraia molar toxic a substanei, exprimat prin moli/kg (T), fiind calculat din valorile DL50 la oareci. Pentru simplificare se propune noiunea de pT care este log [T]. Comparnd toxicitatea toxinei D botulinic prin pT fa de DL 50 s-a constatat c ea este de 1000 de ori mai toxic dect amanitina. Aprecierea toxicitii acute prin T i respective pT apare deci mai adecvat, contribuind la o evaluare mai corespunztoare a acestui parametru. 1.4. EFECTUL SUBSTANELOR TOXICE ASUPRA ORGANISMELOR Aciunea toxic a unei substane variaz n funcie de urmtorii factori: Factori dependeni de substan; Factori dependeni de organismul contaminat; Factori dependeni de mediu;6

Factori dependeni de substan Structura chimic. Relaia dintre structura chimic i efectul biologic este n funcie de gruprile chimice ale substanelor i activitatea electronic. Gruprile chimice determin n primul rnd hidro- sau lipo- solubilitatea i n consecin tipul de aciune biologic. Distribuia i conformaia electronic a moleculei toxicului, determin un anumit tip de activitate biologic a acesteia, electronii biologic activi fiind cei mobili. Starea de agregare. Potenialul toxic al substanelor care se gsesc n stare gazoas este mai mare dect al celor care se gsesc n stare lichid sau solid, deoarece ele ptrund rapid n organism, pe cale respiratorie. Cu ct dispersia substanelor toxice solide este mai mare, cu att gradul lor de toxicitate este mai mare. Substanele amorfe, care sunt mai solubile dect cele cristaline, produc efecte toxice mai puternice . Formele stabile din punct de vedere termodinamic, avnd o solubilitate mai sczut, sunt mai greu absorbite i mai puin toxice. Cu ct volatilitatea unei substane toxice este mai mare, cu att riscul de intoxicaie este mai mare, absorbia pe cale pulmonar depinznd de volatilitatea substanei. Hidrosolubilitatea i liposolubilitatea precum i raportul dintre acestea influeneaz considerabil toxicitatea. Cea mai mare absorbie o au moleculele cu un coeficient mediu de repartiie lipide/ap. Liposolubilitatea, la rindul ei, este dependent de gruprile chimice ale toxicului care condiioneaz gradul de dizolvare al acestuia n membranele biologice, pe care trebuie s le traverseze. Cu ct liposolubilitatea este mai mare, cu att absorbia prin piele i tubul digestiv a toxicelor este mai mare i de asemenea difuzarea toxicului n sectorul intracelular este mai mare. Liposolubilitatea favorizeaz ptrunderea toxicelor pe cale cutanat, grosimea tegumentelor reglnd absorbia pe aceast cale. Dup ptrunderea toxicului n mediul intern, el difuzeaz n apa extracelular i intracelular sau protoplasmatic, n raport cu gradul de dizolvare n ap, deci cu hidrosolubilitatea. Toxicitatea substanelor hidrosolubile este direct proporional cu gradul de solubilitate n ap al acestora. Cu ct indicele de hidrosolubilitate a unui toxic este mai mare, cu att capacitatea de absorbie a acestuia, de ctre organism este mai mare. Hidrosolubilitatea are o importan deosebit, mai ales pentru absorbia pe cale respiratorie, prin inhalare de substane volatile. Natura substanelor chimice joac un rol determinant n interaciunea toxic-organism. Astfel se poate considera c, substanele existente normal n7

lanurile metabolice, fiziologice ale organismelor, au o activitate toxic celular mai redus. Aceasta se explic prin faptul c organismele posed cile de bioinactivare necesare contracarrii concentraiilor crescute brusc n biofaz. n schimb blocarea acestor ci prin diferite mecanisme, precum i a cilor fiziologice de eliminare, determin sindroame toxice endogene de mare gravitate (encefalopatia hepatic, bilirubinica, uremic .a.) Reactivitatea substanelor chimice. Substanle puternic reactive, cum ar fi acizii sau bazele tari, datorit efectelor caustice exercitate la nivelul cilor de intrare nu produc intoxicaii acute propriu zise. le acioneaz asupra proteinelor membranare i citoplasmatice celulare producnd leziuni direct. Alte substae reactive acioneaz pe cale circulatorie producnd efecte lezionale viscerale (ireversibile) prin denaturarea stratului lipidic al membranei celulare sau prin afectarea metabolismului energetic celular. n cazul solvenilor organici (tetraclorura de carbon, cloroformul .a.) sau a pesticidelor, metaboliii activi sau metaboliii halogenai, prin reactivitatea lor ridicat se combin covalent (ireversibil) cu fosfolipidele hepatice din reticulul sarcoplasmatic. Aceti metabolii activi, eliberai prin oxidare hepatic se pot lega covalent de acizii nucleici, determinnd procese de mutagenez, carcinogenez, etc. Puritatea. Prezena unor impuriti provenite din operaiile de sintez, extracie, prelucrare precum i din contaminanii materiilor prime pot intensifica sau micora aciunea toxic a produsului. Concentraia. Concentraia ca i doza, calea i viteza de ptrundere a toxicului n organism este un element definitoriu pentru toxicitatea unei substane. De exemplu, o doz de 5 ml acid sulfuric concentrat poate cauza leziuni mortale, n timp ce aceiai cantitate n diluie de 2-3:1000 nu are efecte toxice. Concentraia substanelor toxice gazoase sau volatile este direct proporional cu toxicitatea. Normele de igien stabilesc concentraiile maxime admisibile (CMA) pentru fiecare toxic din aerul spaiilor industriale i comunale. CMA reprezint concentraia medie la care muncitorii, industriali sau agricoli pot fi expui fr pericol, cte opt ore zilnic, de-a lungul unor perioade lungi de timp. CMA se exprim n mg/m3 sau ppm. Toxicitatea unei substane asupra organismului uman sau animal depinde i de calea de ptrundere a toxicului n organism. Toxicitatea este mult mai mare cnd toxicele sunt introduse n organism parenteral sau pe cale8

respiratorie, comparativ cu calea digestiv (per os). Sucurile digestive i alimentele din stomac pot modifica toxicitatea prin diluare, prin micorarea sau mrirea solubilitii toxicului i prin formarea unor compui cu toxicitate mai redus sau nul. Grsimile existente n tubul digestiv, provenite din alimente i n special din lapte, cresc toxicitatea compuilor organoclorurai i organofosforici, determinnd absorbia acestora cu o vitez ma mare n sistemul circulator. Pe de alt parte lipidele scad toxicitatea unor substane (hidrosolubile) prin mpiedicarea sau ncetinirea absorbiei acestora. Interaciunea substanelor exogene. La nivelul organismului pot avea loc interaciuni ntre substanele exogene i constitueni ai alimentelor atunci cnd acetia coexist sau ajung n organism concomitant sau succesiv. Efectele interaciunii sunt indiferente, sinergice sau antagonice. -Efecte indiferente: substana A i B nu se influeneaz reciproc. -Efecte sinergic: sustana A i B acioneaz n acelai sens. Efectul global S (ca durat, intensitate i vitez a instalrii aciunii toxice poate fi: -egal sau mai mic dect suma efectelor lui A i B luate separat. S A+B: adiie sau sumaie i are loc cnd substanele acioneaz asupra aceluiai tip de receptor. -mai mare dect suma efectelor lui A i B luate separate, S > A + B: potenare i are loc cnd substanele acioneaz asupra unor receptori diferii. -Efecte antagonice: Substanele A i B acioneaz n sens contrar, rezultnd un efect global micorat, nul sau inversat. n relaia antagonic se deosebesc: -agonistul: orice substan biologic activ (toxic sau farmacologic). -antagonistul: substana care micoreaz, anuleaz sau inverseaz efectul agonistului. Antagonistul poate aciona prin: -mecanism chimic propriu zis: anihilarea aciunii agonistului; -mecanism biochimic. Se disting: -antagonism competitiv, cnd antagonistul, avnd structur asemntoare agonistului, acioneaz asupra acelorai receptori (dar n sens contrar). Acest antagonism este de obicei specific i selectiv, datorit unor deosebiri n structura diferiilor receptori ai aceluiai agonist; -antagonism necompetitiv, cnd antagonistul: reacioneaz cu ali centri activi ai receptorului, perturbnd etapele care preced formarea complexului agonist-receptor. Acest gen de antagonism este caracteristic sistemelor enzimatice. -reacioneaz cu receptori diferii, perturbnd efectul agonistului9

(antagonism indirect sau de efect). De obicei nu sunt specifice, dar pot fi selective. Antagonismul poate fi reversibil sau ireversibil. De fapt, n sistemele reale, situaia este mult mai complicat fa de sistemele simplificate expuse anterior, pentru c intervin factori dependeni de doz, cale de administrare, reactivitatea organismului etc. Factori dependeni de organism Aceti factori sunt: specia, rasa, vrsta, masa corporal, sexul, regimul alimentar, starea de sntate, predispoziia i sensibilitatea individual. Privit din punct de vedere a reaciei biologice, toxicitatea unor substane nu este aceiai pentru toate speciile de organisme vii. Aceasta se poate explica prin viteza diferit i forma de eliminare a metabolitului toxic precum i prin sensibilitatea diferit a speciilor la acest metabolit.( Cotru, 1978). Diferenele ntre specii, se datoresc, n primul rnd factorului metabolic, care la rndul lui, depinde de enzimele care controleaz biotransformarea toxicului. La baza acestor diferene stau inegalitile existente ntre diferitele specii, din punct de vedere al parametrilor cinetici de transport, distribuie, depozitare, redistribuie i repartiie snge /esut, precum i diferenele privind cile i ritmurile de bioinactivare sau de eliminare a toxicului din organism. Variabilitatea individual a subiecilor afectai este n corelaie cu vrsta, susceptibilitatea la toxice scade progresiv de la vrsta copilriei la adult, avnd apoi o cretere peste 50-60 ani. Cauza susceptibilitii mai ridicate a vrstelor extreme, fa de aceleai doze/kgcorp se datoreaz imaturitii i respectiv degenerrii sistemelor de bioinactivare i eliminare a toxicului. La copii se adaug lipsa induciei enzimatice, nespecifice ct i necesitile metabolice mai ridicate (Mogo G, Toxic cl VI). Femeile sunt mai puin rezistente la agresiunea chimic, receptivitatea lor la toxic fiind mult mai mare n cursul graviditii i lactaiei. Toxicitatea nu este n raport direct cu greutatea i dimensiunile corpului. Doza limit mortal nu este proporional cu greutatea, deoarece raportul greutate/volum se coreleaz cu metabolismul i eliminarea toxicului. Cu ct volumul este mai mic, suprafaa devine mai mare n comparaie cu greutatea iar metabolismul este mult mai accentuat. De aceea la animalele dintr-o anumit specie, exemplarele cu greutate mic necesit, proporional o cantitate mai mare de substan, pentru a rspunde n acelai mod ca animalele cu greutate mare (Cotru, 1978) Exist i unele predispoziii individuale care intervin n determinismul10

toxicitii, acestea fiind legate n special de anumite stri patologice. Toxicitatea unei substane este mai mare la subiecii cu leziuni hepatice sau renale, cu deshidratare i alte stri patologice. Leziunile hepatice anterioare intoxicaiei influeneaz toxicitatea prin scderea vitezei de metabolizare a toxinelor la nivelul ficatului, principalul sediu al detoxicrii. Leziunile renale anterioare intoxicaiei cresc toxicitatea substanelor exogene, datorit reducerii eliminrii metaboliilor acestora prin rinichi. Dezhidratarea perturbeaz mecanismele fiziologice care protejeaz mpotriva substanelor exogene (Baetjer, 1973). Unele boli ereditare ale metabolismului (deficit de glucozo-6 fosfatdehidrogenaz) cresc toxicitatea unor substane (Wipf i colaboratori, 1976). Exist de asemeni situaii de excepie n care dozele maxime chimice sau dozele minime toxice pot determina efecte toxicologice grave, uneori letale, situaii determinate de deficiene enzimatice condiionate genetic sau dobndite (Mogo G.,1988). Obinuina fa de toxice se instaleaz n timp, subiectul ajungnd s suporte doze care unei persoane neobinuite cu acestea i pot produce simptome grave i chiar moartea. Celulele, esuturile i organele subiectului care prezint obinuin se adpteaz treptat la efectele substanelor toxice, astfel nct doze mari de toxic rmn ineficace. Ali factori: alimentaia protejeaz sau dimpotriv accentueaz toxicitatea. Calitatea i cantitatea proteinelor scad sau mresc toxicitatea, n funcie de substana exogen (Boyd i Chen, 1978) i de doza acesteia. i aportul de lipide influeneaz toxicitatea. Att dieta fr lipide ct i cea cu exces de lipide determin scderea activitii enzimelor microzomale. Glucidele, n special cele din mierea de albine, scad toxicitatea alcoolului etilic (Molnar, 1977). Vitaminele din grupul B, ndeosebi vitamina B12 i B6, influeneaz toxicitatea plumbului avnd efect benefic (Kao i Thores, 1973). Factori dependeni de mediu

-Temperatura - frigul induce organismului o stare de stress determinnd creterea activitii microzomale lipatice. -Presiunea atmosferic sczut - determin scderea capacitii organismului de a metaboliza substanele exogene . -Radiaile ionizante - produc un efect complex, concomitent cu tendina de activare a metabolismului substanelor exogene, radiaile inhib formarea NADPH, ceea ce se repercuteaz asupra oxidrii microzomale (Cotru H., 1978). Determinarea toxicitii unei substane se face n dou etape:11

-se face determinarea chimic i se stabilesc eventualele impuriti care o nsoesc i care pot influena ingerarea, metabolismul i eliminarea sa. -se efectueaz cercetri pe animale prin care se stabilete toxicitatea acut, subacut sau cronic; de asemenea se studiaz metabolismul, aciunea cancerigen i mutagen, precum i cea teratogen (influena asupra reproducerii), sensibilitatea alergic i influena asupra sistemului nervos. Pentru a obine rezultate care s fac posibil interpretarea just, cercetarile se efectueaz pe mai multe specii de animale de experien, cel mai frecvent sunt folosite mamiferele i mai ales obolanii albi de rasa Wistar. Pentru studiul toxicitii ndelungate sunt folosii i cinii, iar la aprecierea aciunii teratogene obolanii, hrciogii i iepurii de casa. Transfearea la om a rezultatelor obinute pe animale trebuie fcut cu oarecare rezerve, deoarece: -numrul animalelor folosite n experiment este ntotdeauna limitat; -reactia populaiei umane datorit diferenelor determinate de substratul genetic, vrst, condiii de nutriie, stare de sntate, mod de via, climat, etc este mult difereniat n comparaie cu animalele de experien; -omul se caracterizeaz printr-un factor metabolic mult mai sczut dect a animalelor de experien i de aceea capacitatea de metabolizare i eliminare a substanelor toxice este mult mai redus; -substana toxic ajunge n organismul uman prin intermediul alimentelor, dar i prin alte ci: ap, aer sau piele. n ara noastra legislaia privind stabilirea normelor de igien i sntate public pentru produsele alimentare i buturi ord.975/1998 al Minsterului Sntii are la baz principiul teoretic al relaiilor dintre doz i efect stabilindu-se, pentru fiecare substan, doza admis, raportat la greutatea corporal i aportul fizic prin hran. n cazul alimentelor de larg circulaie substana toxic poate fi prezent i n mai multe alimente (i acestea sunt) consumate preferenial de copii i raportat la consumul zilnic i la greutatea corporal se ajunge la o depire a concentraiei maxime admise fapt care reprezint un risc toxicologic (fapt ce determin luarea de msuri n consecin) 1.4.1. Intoxicaia Intoxicaia este o stare morbid produs sub aciunea unei substane exogene sau endogene de natur organic sau anorganic, de provenien vegetal, animal sau mineral, caracterizate prin tulburri profunde metabolice uneori cu sfrit letal. n funcie de timpul de apariie a efectelor toxice asupra organismului, se12

ntlnesc: -intoxicaia acut care reprezint totalitatea efectelor toxice produse de o singur doz care provoac moartea a 50% din animalele de experin n timp de 24 ore (t-15 zile)=DL50 -intoxicaia subacut reprezint totalitatea efectelor toxice produse prin administrarea repetat a unui toxic n aceeai doz pe o perioad egal cu 1/10 din durata medie de via a speciei luat n experiment (obolan 90 zile). -intoxicaia cronic reprezint totalitatea efectelor toxice produse prin administrarea repetat a unui toxic n aceeai doz pe o perioad care corespunde la cea mai mare parte din viaa speciilor. Dac se urmaresc efectele teratogene i cancerigene se prelungete administrarea toxicului pe durata mai multor generaii. -doza toxic reprezint cantitatea de substana capabil s determine efecte toxice. -doza letal DL exprim toxicitatea acut a substanelor care ptrund oral sau parenteral (directe). DL se stabilete experimental prin loturi de animale i se noteaz cu DL urmat de un indice dat; exprimarea este n mg/kg corp. Principalele categorii de DL sunt urmatoarele: DL0 = doza maxim tolerat, cnd se produc efecte toxice dar nu letale; DLM = doza letal minim; DL50 = DML= doza medie letal; DL75 = doza fatal; DL100 = doza letal absolut. n raport cu DL50 se clasific i se compar substanele toxice. 1.5. CI DE PTRUNDERE A SUBSTANELOR TOXICE N ORGANISM I ABSORBIA LOR

Cile de ptrundere pot fi: -indirecte - prin tegumente mucoase cu trecere n circulaia general. Acestea sunt: gastrointestinal, respiratorie i transcutanat; -directe (imediate) - care asigur patrunderea toxicului printr-un mijloc mecanic: ex. veninul insectelor i al erpilor, pe cale intravenoas, intramuscular realiznd efecte nocive imediate. Este posibil ptrunderea toxicului pe mai multe ci n acelai timp. Ponderea cilor de ptrundere depinde de mediul n care se gsete animalul sau omul. Calea principala este calea digestiv iar n condiiile creterii gradului de poluare atmosferic trebuie luat n consideraie i calea respiratorie. 1.5.1. Absorbia substanelor toxice Ptrunderea toxicelor n organism presupune traversarea unuia sau mai multor membrane biologice: mucoasa tubului digestiv a cailor respiratorii, a13

tegumentelor i mucoaselor aparente. Traversarea este n funcie de natura i modul de organizarea al membranei respective i de proprietile fizico-chimice ale toxicelor. Membrana este alctuit dintr-o poriune central hidrofob reprezentat de grupri lipofile, resturi de aminoacizi hidrofili, structuri sterolice, ncadrat de dou zone exterioare hidrofile, cu grupri polare sau ionizate, puternic hidratate (fig. 1).

Fig. 1. Schema structurii membranei (dup Singer, 1971) Procesul traversrii membranelor se realizeaz n etape: -n prima etap este traversat zona apoas, prin difuzie simpl fr consum de energie; -etapa urmtoare necesit energie, pentru desprinderea de stratul hidrofil i trecerea n cel lipofil; -se trece din nou n stratul hidrofil i de aici n citoplasm. Ca atare, traversarea membranei se poate face prin: -proces pasiv pentru moleculele mici hidrofile i apoi prin pori i dizolvare n membran pentru moleculele liposolubile; -proces biochimic; -proces biologic: pinocitoz. Prin difuzie simpl pot ptrunde: toxice gazoase i volatice cu greutate molecular mic (halogeni, compui gazoi ai sulfului, azotului, fosforului, arseniului, sulfur de carbon, acid cianhidric), toxice organice volatile (hidrocarburi, fenoli), acizi organici toxici (oxalic, salicilic, barbituric), alcaloizi. Transportul activ ce implic legturi chimice cu proteinele membranare este modalitatea de traversare a membranelor pentru toxicii minerali (fluoruri, nitrai, P, As, Sb, Hg, Cb, Cu, Cr). Gradul absorbiei substanelor toxice este n funcie de calea de ptrundere.14

a) Absorbia la nivelul aparatului digestiv se realizeaz funcie de segmentul digestiv, efectul fiind ntarziat deoarece substana toxic trebuie s treac bariera hepatic: -cavitatea bucal-mucoasa bucal are o capacitate redus de absorbie, substanele toxice pot aciona local, irizant sau caustic. -esofagul - absorbia este redus datorit structurii mucoasei i a trecerii rapide a substanei toxice. -prestomacele rumegtoarelor - reprezint compartimente importante de absorbie dar i de aprare prin mecanisme enzimatice ale micoflorei. Perturbarea proporiei microflorei poate determina modificri ale pH-lui rezultnd creterea absorbiei. O particularitate deosebit o reprezint absorbia amoniacului, care se absoarbe la nivelul rumenului cu apariia formelor grave de intoxicaie, ca urmare a folosirii neraionale a substanelor azotate neproteice. -stomacul glandular - absorbia toxicului este n general limitat prin vascularizarea slab i coninutul bogat n colesterol al membranei stomacale precum i prezenei sucului gastric. Sunt i situaii cnd substanele toxice sufer transformri care duc la creterea toxicitii: astfel clorura mercuroas trece n clorura mercuric, cianurile n acid cianhdric. Iritarea mucoasei gastrice determin voma, deci eliminarea toxicului. -intestinul subire - marea suprafa de absorbie i vascularizaia intens fac din mucoasa intestinului o membran uor permeabil att pentru toxicele liposolubile ct i pentru cele hidrosolubile. Absorbia depinde de starea de ionizare a toxicelor, de activitatea local a toxicului, (substanele iritante grbesc peristaltismul) de mobilitatea intestinal. -intestinul gros - absorbia la nivelul colonului are loc n proporii reduse. b) Absorbia la nivelul aparatului respirator Suprafaa ntins a pulmonului, vascularizaia intens i schimburile gazoase care au loc la nivelul pulmonului, ofer o mare absorbie pentru substanele gazoase i solide aflate n suspensie n aer. Substanele toxice ajung rapid n venele pulmonare i apoi n ntreg organismul, determinnd intoxicaii subacute. Poate s apar i toxicitatea pe termen lung ca urmare a inhalrii repetate a toxicelor. c) Absorbia pe cale transcutanat Pielea (2m ptrai) formeaz una din barierele majore ale corpului mpotriva substanelor chimice de provenien industrial, agricol, cosmic, etc. Este format dintr-o epiderm ce are 5 straturi, i un strat dermic interior n care sunt localizai principalii nervi i vase sanguine. Toxinele care ajung n stratul dermic interior se pot rspndi liber n snge i15

apoi n ntreg organismul. d) Absorbia prin placent Compuii liposolubili trec cu usurin prin placent (medicamente, stupefiani, alcool, etc). De asemenea majoritatea gazelor, anestezicele, oxidul de carbon, fumul de igar duc la posibilitatea naterii unui copil dependent. 1.5.2. Transportul, distribuia i depozitarea substanelor toxice n organism Dup absorbie substanele toxice trec n lichidele circulante ale organismului (snge, limf) prin care sunt vehiculate n lichidul interstiial i celule. Distribuia reprezint "transferul" substanelor din snge n esuturi i organe. Ea se face n funcie de proprietile fizico-chimice ale substanelor i de permeabilitatea membranei celulare. Substanele liposolubile se distribuie n esuturile bogate n lipide (sistem nervos, depozite de grsimi) iar cele hidrosolubile n ficat i rinichi. Depozitarea reprezint fenomenul de fixare selectiv a substanelor toxice n esuturi sau organe. esuturile n care se depoziteaz cel mai frecvent substanele toxice sunt: -esutul adipos: insecticidele, nitroderivaii; -esutul osos: plumb, fluor, fosfor, calciu; -pr, unghii: arseniu i selenium; -organe bogate n proteine (ficatul, rinichii): cupru, mercur, arseniu, cadmiu; -organe hematopoetice: benzenul. Substanele toxice sufer o biotransformare, respectiv o conversie pe cale enzimatic cu transformarea lor n metabolii mai uor eliminabili i mai puin toxici. Aceast biotransformare are loc nainte de a ajunge toxicele n snge, cu ajutorul enzimelor microflorei stomacului i intestinelor. Sediul principal al biotransformrilor toxicelor este ns, ficatul unde, n urma unor reacii numeroase se formeaz compui mai puin toxici sau mai toxici. 1.6. BIOTRANSFORMAREA SUBSTANELOR TOXICE Biotransformarea substanelor toxice se realizeaz n dou faze: a) un compus A este format prin reacii de oxido-reducere sau hidroliz ntr-un compus B activ sau B1 inactiv. b) compuii A, B i B1 se transform prin reacii de conjugare sau sintez ntr-un comus C, n general inactiv. Compuii rezultai sunt n cea mai mare parte hidrosolubili i sunt eliminai din organism pe cale renal sau biliar.16

Reaciile de biotransformare din prima faz Oxidarea. Cuprinde un grup de reacii catalizate de un sistem enzimatic localizat n multe organe, dar mai ales n reticulul endoplasmatic neted al celulelor hepatice. Enzimele care intervin se numesc oxidaze. Printre substanele exogene transformate amintim: nitriii, care sunt oxidai i transformai n nitrai, sulfurile i sulfiii n sulfai, hiposulfaii n sulfai, iar metaboliii rezultai sunt mai puin nocivi. Sunt i exemple inverse (aldehida formic mai toxic ca metanolul, la fel paraxonul ca paratiolul). Alt reacie const n oxidarea lanurilor alchilice cu formarea de alcooli (oxidare alifatic). Hidroxilarea aromatic are ca rezultat transformarea benzenului n fenol. O reacie important este N-oxidarea aminelor cu formarea de hidroxilamine sau desulfurarea i epoxidarea. Reducerea. Reaciile de reducere sunt mai puin frecvente, dar fenomenul se cupleaz cu cel de oxidare n cadrul reaciilor de oxidoreducere. Importan au reaciile aminoderivailor cu formare de produi methemoglobinizai (met.-Hb). Hidroliza. Const n desfacerea unui compus cu participarea apei. Sediul transformrii este ficatul i plasma sanguin. Aceste reacii de dezesterificare, dezaminare i scindare hidrolitic au importan toxicologic pentru amide i glicozide. Astfel, esterazele din plasm i ficat transform alcaloizii midriatici din solanacee (atropina i hiosciamina) n acid tropic i tropanol. Glicozizii digitalici, prin hidroliz, pierd lanul zaharat i devin aglicoli. Reaciile de biotransformare din a doua faz Sunt reprezentate de reaciile de conjugare sau de sintez. Menionm faptul c sunt substane care pot trece direct la conjugare (fenolul), altele se metabolizeaz total n prima faz (etanolul), dar cele mai multe se metabolizeaz prin cele dou faze. Conjugarea este un mecanism principal de detoxicare, n care sunt cuprinse procese de biosintez, iar compuii rezultai, n cea mai mare parte hidrosolubili, mai mult sau mai puin polari, sunt eliminai din organism pe cale renal i biliar. Reaciile cele mai importante de conjugare sunt: a) Glucuronconjugarea. Este cel mai rspndit dintre mecanismele de detoxicare, deoarece agentul de conjugare (acidul glucuronic) i sistemul enzimatic se gsesc n toate esuturile i organele. Acest proces se realizeaz n cea mai mare msur n ficat i mai puin n rinichi, intestin i piele. Acidul glucuronic reacioneaz cu multe toxice cu grupri OH17

(alcooli, fenoli, carboxil), formnd O-glucuronide, cu grupri SH (tioli) formnd S-glucuronide, cu grupri NH2 (amine primare, sulfonamide) formnd N-glucuronide. Unele pesticide organofosforice urmeaz calea de biotransformare sub form de glucuronoconjugai, iar cele carbamice i erbicidele ureice dau produi de tipul N sau O-glucuronide. b) Sulfuronconjugarea. Este o reacie de sintez n care agentul de detoxicare (gruparea sulfat-sulfatul activ) provinde din oxidarea aminoacizilor cu sulf (metionina i cisteina), activat de o sulfotransferaz. Substanele toxice inactive sunt fenolii, tiofenolii i aminele aromatice. Fenolul este conjugat n ficat n acid fenilsulfuric necaustic i netoxic. Sulfuronconjugarea se realizeaz n paralel cu glucuronconjugarea i se completeaz. Locul de producere este n special n fraciunea solubil a hepatocitelor i mai puin n intestin. Produii rezultai au caracter acid, sunt hidrolizai n sulfataze i se excret uor. c) Conjugarea mercapturic. Se produce n rinichi prin gruparea SH i inactiveaz hidrocarburile aromatice i derivaii halogenai, avnd ca rezultat un produs mai puin toxic i cu o eliminare mai rapid. d) Acetilarea. Prin acest mecanism radicalul acetil ca agent de conjugare este activat de coenzima A (Co-A) i vitamina B 1 i se inactiveaz grupele aminice din aminele aromate, sulfonamide (deci i sulfamidele). e) Metilarea. Reacia are loc n ficat prin gruparea metil i se produce asupra produilor heterociclici i azotai nesaturai. f) Formarea de tiocianat. Se ntlnete n biotransformarea ionului de cian, care este detoxifiat prin formarea de tiocianat prin transsulfuraz. Ionul sulfocian este mai puin toxic ca cel de cian (de circa 200 de ori). Pe acest considerent se folosete tiosulfatul de sodiu ca antidot. Sunt unele substane toxice ca atare, sau ca metabolii rezultai din prima faz, care pot lua parte la reacii de sintez din care rezult produi toxici sau consecine toxicologice. Acestea au fost denumite sinteze letale (Peters, 1952) i se produc cnd substana toxic sau metabolitul imit un metabolit intermediar natural. Exemplu: fluoroacetatul, avnd o structur similar cu acetatul, ia locul acestuia n ciclul lui Krebs; seleniul nlocuiete sulful din aminoacizi formnd selenometionin i selenocistein; fluorul reacioneaz cu acidul citric din ciclul Krebs cu formarea acidului fluorocitric care ntrerupe ciclul cu producere de energie i care determin moartea celulelor. 1.7. ELIMINAREA SUBSTANELOR TOXICE DIN ORGANISM Eliminarea toxicelor din organism se face ca atare dar cea mai mare parte sub form de metabolii rezultai prin biotransformare. Calea de eliminare este n funcie de substana toxic i polaritatea sa. Astfel, substanele cu18

greutate molecular mic se elimin prin urin, cele cu greutate molecular mare prin bil, iar cele cu greutate molecular mijlocie prin ambele ci (Bedeleanu .a., 1976). Cile de eliminare a substanelor toxice din organism sunt: rinichiul, tractusul digestiv, pulmonii, pielea si glanda mamar. Eliminarea prin rinichi Aparatul urinar reprezint principala cale de eliminare a celor mai multe toxice, n funcie de masa molecular a substanelor, debitul urinar, a pHului urinar i integritatea morfofuncional a aparatului urinar. Substanele toxice care se elimin pe aceast cale sunt: majoritatea srurilor, a metalelor, alcaloizii, compuii organici, ioduri, nitrai, pesticide, etc. Eliminarea prin cile biliare n funcie de transformrile i conjugrile metabolice din ficat compuii toxici pot s reintre n circuitul sanguin prin vena hepatic sau s difuzeze prin canalele biliare n funcie de gradientul de concentraie. Aceast cale constituie un transport activ al substanelor hidrosolubile (cu mase moleculare >320) prin bil. n acest mod sunt eliminai i muli compui conjugai n majoritate solubili n ap, nu vor fi sortai, ci vor trece de-a lungul intestinului i vor fi eliminai prin fecale. Substanele liposolubile ajunse n bil prin difuzie sunt hidrolizate de enzime intestinale sau de bacterii cu formare de compui liposolubili care pot fi resorbii pe calea venelor mezenterice i se ntorc n ficat. Aceast circulaie enterohepatic ntrzie eliminarea substanelor toxice din organism. Eliminarea pe cale digestiv se realizeaz pentru compuii care ionizeaz i la pH-ul stomacal sau intestinal, vor difuza din plasma sanguin n tubul digestiv fiind eliminai o dat cu produsele nedigerate. Toxinele eliminate pe cale digestiv sunt cele eliminate din ficat prin bil, cele din plasma sanguin eliminate direct n tubul digestiv sau cele rmase n epiteliul intestinal, precum i substane toxice care nu au fost absorbite, dar au fost antrenate n tubul digestiv. Eliminarea prin derm const n nlocuirea straturilor epiteliale cheratinizante ale prului i unghiilor. Toxicele cum sunt mercurul, cromul i arseniul, legate de cisteina din cheratin sunt eliminate odat cu aceste celule. Unele substane cum ar fi sulfamidele sunt eliminate prin transpiraie. Alte ci de eliminare a toxicelor pot fi: aerul expirat, secreii genitale,19

lacrimi i lapte. n cazul laptelui, eliminarea plumbului, alcoolului, nicotinei, barbituricelor i aspirinei poate fi duntoare copiilor alptai. Eliminarea global a majoritii compuilor strini din organism decurge exponenial sau proporional cu cantitatea rmas n organism i este msurat prin timpul de njumtire. ___________________________________________________________

2

SUBSTANELE TOXICE CARE SE REGSESC N MOD NATURAL N PRODUSELE ALIMENTARE I CARE AFECTEAZ INOCUITATEA ACESTORA

Produsele alimentare, n special cele de origine vegetal, conin o serie de compui chimici care pot exercita un efect toxic mai mare sau mai mic asupra consumatorilor, fapt ce impune cunoaterea lor pentru a reduce factorii de risc. Aceste substane toxice n funcie de structura lor se mpart n: peptide, aminoacizi, proteine, alcaloizi, glicozide, substane fenolice, substane vasoactive, toxine din pete i din alte animale acvatice. 2.1. PEPTIDE TOXICE Cele mai cunoscute sunt cele existente n ciupercile otrvitoare i anume muscarina din Bazidiomicete i falotoxinele i amatoxinele din specia Amanita. Simptomele de intoxicaii apar la cteva ore de la ingerare timp n care toxinele au ajuns deja n ficat i rinichi. Falotoxinele acioneaz rapid i produc moartea n decurs de 1-2 ore, iar amatoxinele acioneaza mai lent, dar sunt active n doze mici (de 10-20 de ori mai mult). 2.2. AMINOACIZII I COMPUII NRUDII CU ACIUNE TOXIC20

Aminoacizii induc n organismul uman i animal anumite efecte atunci cnd proporia lor n diet este ridicat. Toxicitatea se manifest prin simptome variate, cauzele fiind rezultatul unuia din urmatoarele efecte: -inhibarea competitiv a enzimelor din cauza asemnrii cu substraturile normale; -frneaz mecanismul de activare i de cuplare a aminoacizilor normali la acidul ribonucleic de transfer; -perturb mecanismul de ncorporare a aminoacizilor n proteine i ntrerupe sinteza moleculelor proteice (biosinteza proteinelor fiind astfel modificat). -se pot ncorpora n molecula proteic n locul unor aminoacizi cu structur asemntoare formnd proteine nespecifice i nefuncionale. Aminoacizii eseniali induc efecte toxice n organismul uman i animal atunci cnd proporia lor n diet este ridicat. Multe produse alimentare sunt fortificate peste nivelul normal cu anumii aminoacizi eseniali dintre care mai utilizai sunt: metionina, triptofanul i lizina. n studii experimentale fcute pe obolani s-a pus n eviden faptul c metionina prezint toxicitatea cea mai mare, triptofanul are o toxicitate mai redus, iar lizina i treonina au cea mai sczut toxicitate. Atunci cnd metionina se gsete n diet ntr-o cantitate de patru ori mai mare dect este necesar se produce ncetinirea creterii i apar leziuni ale esutului, iar n experimentele pe cini s-a constatat o mrire a rinichilor i o dilatare a tubulilor renali. Triptofanul pentru a induce efecte toxice trebuie s fie ntr-o cantitate de 10 ori mai mare peste nivelul normal. Aminoacizii latirogenici sunt substane toxice prezente n seminele unor plante din genul Lathyrus care dau boala numit lathyrism caracterizat prin leziuni ale sistemului osos i cartilaginos (osteolathyrism), precum i ale sistemului nervos (neurolathyrism) (Leiner, 1966). Aminoacizi cu selenium. Aceti aminoacizi au fost izolai din proteinele diferitelor plante cerealiere sau puni care cresc pe terenuri bogate in seleniu. Seleniul acumulat n plante nlocuiete sulful din molecula aminoacizilor, rezult astfel selenometionina i metilselenocisteina. Cnd solurile conin mai mult de 0,5 ppm seleniu, plantele pot acumula seleniu n cantitate de 4-5 ppm, fapt care favorizeaz apariia bolii numita selenaz. n tubul digestiv aminoacizii elibereaz seleniu care se rspndete n organism i este inclus n proteinele musculare i n proteinele diferitelor organe. Intoxicaiile cu seleniu sunt de tip cronic i se manifest la animale prin:21

cderea prului, deformarea i cderea copitelor, anemie, apatie, atrofia cordului i ciroza ficatului. Seleniul se acumuleaz n carnea, laptele i oule provenite de la animalele i psrile crescute n zone selenifere, unde coninutul n seleniu poate ajunge pn la 17,8 mg seleniu/kg produs. Alimentele bogate n seleniu produc dereglri n organismul uman: nglbenirea pielii, defecte ale unghiilor, artrite cronice. Seleniul trece cu uurina prin placent acionnd negativ asupra ftului, deasemenea se elimin prin lapte, afectnd nou-nscutul. 2.3. COMPUI CU STRUCTUR APROPIAT AMINOACIZILOR Hipoglicina A prezent n fructul arborelui tropical Blighia sapida folosit de populaia din zona Caraibelor i Africa Central interfereaz n betaoxidarea acizilor grai (oxidare care procura energie organismului), fiind astfel afectat metabolismul glicogenului care este rapid consumat producdu-se scderea glicemiei. Simptomele intoxicaiei la om se manifest prin vome i hipoglicemie. Hipoglicina A injectat interperitoneal la obolani a avut i proprieti teratogene. 2.4. AMINE BIOGENE I PRODUI NRUDII Aminele biogene se formeaz prin decarboxilri enzimatice ale aminoacizilor. Originea aminelor biogene prezente n produsele alimentare este diferit i anume: -pot exista n produsele alimentare ca metabolii naturali; -se pot forma n produsul alimentar ca rezultat al unui proces fermentativ dirijat (bere, vin, brnzeturi, salamuri crude, produse fermentate pe baz de soia); -se pot forma ca rezultat al activitii necontrolate a microorganismelor de putrefacie prin decarboxilarea aminoacizilor prezeni n mod natural n produse. Histamina este amina cea mai rspndit fiind un component normal al unor produse de origine animal, ea este implicat n reacii de tip alergic, producerea de dureri de cap, vom. Provoac o cretere a presiunii arteriale i o mrire a activitii inimii. Unii muchi netezi sufer contracii n timp ce muchii stomacului se destind. Este o substan ce provoac excitarea sistemului nervos central. Serotonina este coninut n cantiti mari n banane, roii, prune, avogadro, ananas, nuci. Nivelul serotoninei n aceste fructe, 1 mg la 100 g, nu este toxic pentru om n condiii normale deoarece consumul este redus, exceptnd populaiile din rile productoare de astfel de fructe, unde s-a22

observat ca efect o cretere a leziunilor cardiace. Tiramina (rezult din tirozin) se gsete in banane, prune, portocale, de asemeni n brnzeturile fermentate maturate, provenind din degradarea parial la peptide i aminoacizi a cazeinei sub aciunea bacteriilor; n bere s-au gsit ntre 2-10 micrograme/ml, iar n vin ntre 0-25 mirograme/ml ca rezultat al activitii drojdiilor. Un coninut mai ridicat de amine biogene s-au gsit i n petele srat maturat, n salamurile crude, n extractul de carne i n ficatul de pasre. Coninutul n serotonin i tiramin al unor produse alimentare sunt prezentate n tabelul 2. Tab. 2. Coninutul n serotonin i tiramin al unor produse alimentare* Produsul TIRAMIN g/g Coaj de banane 65 Pulp de banane 7 Prune 6 Avocado 23 Portocale 10 Tomate Ananas Suc de ananas Brnz Cammembert 86 Brnz Brie 180 Brnz Emmental 225 Brnz Gruyre 516 *dup Banu C. .a., 1982 SEROTONIN g/g sau g/ml 50-100 28 10 12 20 25-35 -

Aminele biogene ingerate odat cu alimentele sunt dezaminate oxidativ de monoaminoxidaza n intestin i ficat. Dac enzima este inhibat (medicamente antidepresive) i sunt consumate alimente bogate n amine biogene se induc efecte negative care se manifest prin tensiune arterial mare, dureri de cap, hemoragii cerebrale i chiar moarte. Aminele biogene acioneaz ca stresori asupra glandei suprarenale care va secreta cantiti mari de noradrenalin i influeneaz sistemul vascular sanguin: vasele periferice sunt contractate, tensiunea arterial mrit cu consecinele ce decurg de aici. 2.5. METILXANTINELE23

Metilxantinele sunt derivai metilai ai xantinei: cafeina, teobromina i teofilina. Cafeina se gasete n boabele de cafea (1%) n frunzele de ceai (5%) n nucile de kola (3%). Doza limit tolerat este de 650 mg. La consumul unei ceti de cafea sunt ingerate 50-150 mg cafein. Teobromina este coninut n boabele de cacao n proporie de 1,8% i n ceaiul negru 0,05%. Teofilina se gsete alturi de cafein i teobronin n proporie de 0,0020,004%. Abuzul de ceai tare sau de cafea neagr poate determina apariia unor reacii ale sistemului nervos central i ale aparatului cardiovascular. Apar insomnii, nelinite, agitaie care slbesc organismul i inima. Prin consumul de ceai sau cafea crete cantitatea de acizi grai liberi din serul sanguin, efectul putnd fi contracarat prin ingerarea simultan de glucoz sau zaharoz. n ultimul timp se consider c, cafeina ar produce citotoxicitate n limfocitele umane, iar teofilina administrat la nivel de 100 mg/kilocorp la obolani a produs necroza ficatului. Asemenea doze mari nu se ntlnesc n cazul consumului de cafea de ctre oameni, astfel c problema toxicitii la om, a cafeinei i a celorlalte metilxantine, este exclus. La consum excesiv de ceai rusesc, chinezesc etc., pot apare stri de instabilitate nervoas i palpitaii. Consumul moderat de ceai este recomandat n tratamentul anghinei pectorale i infarctului miocardic determinnd relaxarea vaselor coronariene favoriznd astfel circulaia sanguin. 2.6. SUBSTANE FENOLICE Plantele produc peste 3000 de fenoli care difer de la o plant la alta att cantitativ ct i calitativ. Pentru om prezint importan urmtoarele: acidul salicilic, galic, cumaric, cafeic, taninurile, aldehidele i cetonele fenolice, compuii din grupa flavonelor naturale, antocianii, antocianidinele, esterii fenolici, miristicina, etc. Substanele fenolice mai importante prezente n materiile prime alimentare sunt: Fenolii monohidroxilici i polihidroxilici se gsesc n cantiti mici n produsele vegetale. n cantitate mai mare sunt prezeni n produsele alimentare supuse afumrii la cald sau la rece (preparate din carne, pete, brnzeturi afumate). Acizii fenolici sunt mult rspndii n natur, mai importani fiind: -acidul salicilic din produsele alimentare de origine vegetal nu prezint24

pericol de intoxicaie pentru om, deoarece se gsete n cantitate redus. Acidul salicilic nu este permis ca aditiv n industrie alimentar. -acidul cumaric se gsete liber n unele plante alturi de cumarin (lactona acidului cumaric) din urmtoarele familii: Umbeliferae, Leguminoasae, Rutaceae, Solanaceae. Toxicitatea cronic este funcie de concentraia cumarinei n diet (1% cumarin n diet produce moartea obolanilor dup 4 sptmni; doz mai mic de 1% cumarin produce modificri n ficat i stagnarea creterii). -acidul cafeic se gsete n boabele de cafea. Taninurile se gsesc n coaja, frunzele i fructele multor plante, n proporie de 10% din substana uscat. Taninurile naturale se mpart n dou clase: taninuri hidrolizabile i taninuri condensate sau catehinice. Cantiti mari de tanin n dieta omului provoac iritri i edeme ale intestinelor, precum i gastrite. Compui din grupa flavonelor naturale au ca reprezentai mai importani quercitina care se gsete n ceai i rutina care se gsete n hric. Eteri fenolici. n unele plante i anume n uleiurile eterice se gsesc eteri fenolici ca: anetolul, eugenolul, izoeugenolul, safrolul, izosafrolul. Aciunea toxic a fenolilor este n funcie de structura lor i toxicitatea scade prin esterificare. Toxicitatea fenolilor depinde i de calea de administrare (oral, intravenoas, intramuscular, etc.). Toxicitatea substanelor fenolice se manifest fie prin deteriorarea membranelor, fie prin interferare n funciile biochimice normale cum ar fi fosforilarea oxidativ, metabolismul catecolaminelor, precum i n alte mecanisme de control ale sistemului nervos, producnd halucinaii, spasme, convulsii. Toxicitatea cronic datorit substanelor cu caracter fenolic poate lua forma interferenei fenolice cu substane de interes vital pentru organism cum ar fi vitaminele E, K sau estrogenii. Substanele fenolice naturale pot avea o toxicitate redus (DL 50 = 5005000 mg/kg corp), foarte puine sunt moderat toxice (DL50 = 50500 mg/kg corp) i toxicitate ridicat (DL50 = 150 mg/kg corp) sau chiar foarte ridicat (DL50 < 1 mg/kg corp). Dozele letale la om sunt urmtoarele: -fenoli puternic toxici 3g -fenoli moderat toxici 30 g -fenoli slab toxici 250 g. 2.7. ALCALOIZII Alcaloizii sunt substane organice de origine vegetal. Molecula acestor compui este alctuit din unul sau mai multe nuclee heterociclice azotate,25

avnd proprieti bazice imprimate de funcia -NH2. O plant conine mai muli alcaloizi care au diferite efecte toxice. Astfel: -seminele de sophora se pot ntlni ca impuriti n gru i mai rar n orz si ovz. Alcaloizii eseniali din aceste semine sunt: sulfocarpina, sulforidina i aloperina care nu se distrug prin tratamente termice. Simptomele de intoxicaie apar dupa 3-4 ore de la ingerare i se manifest prin cefalee, ameeli, greuri i vome. n grul destinat panificaiei seminele de sophora nu trebuie s depeasc 0,04%. -frunzele de tutun conin nicotina, alcaloid care inhib sistemul nervos vegetativ, excit sistemul nervos central i irit puternic mucoasele. Fumul de igar are peste 480 substane cancerigene, o simpl igar conine mai mult de 4000 compui chimici. Efectele nocive ale fumatului sunt: -monoxidul de carbon blocheaz hemoglobina fcnd imposibil trasportul oxigenului; -substanele iritante perturb mecanismele de aprare ale mucoasei trahobronice; -are substane cancerigene; -nicotina e recunoscut ca drog, iar dependena de tutun a fost clasificat ca o tulburare mintal de catre OMS. Alcaloizii din categoria steroizilor se gsesc n plante din genurile: Solarium (cartofii) i Lycopersicum (tomatele). n cartofi se gasete solanina care irit mucoasa gastric i intestinal. Dup absorbie produce hemoliza accentuat, iar asupra sistemului nervos exercit la nceput o aciune stimulatoare, iar apoi depresiv. Solanina este concentrat n coaj i n stratul superficial al tuberculilor, iar n cantiti mari n tuberculii ncolii sau meninui la lumin. Coninutul normal de solanin n tuberculi este de 1,2-10 mg/100 g. Fenomenul de intoxicare ncepe la 10-60 minute de la ingerare i se manifest prin vrsturi i arsuri n gt, vom, diaree i dureri puternice de stomac. Pentru evitarea intoxicaiei este necesar pstrarea cartofilor n locuri ntunecoase, iar nainte de folosire s se ndeprteze coaja. Saponinele sunt alcaloizi cu proprietatea de a forma spum abundent datorit proprietilor tensioactive. Irit mucoasele puternic n special cele digestive i au efect hemolitic. Se gsesc n soia, lucern, neghin, n rdcinile de ciulin folosite la fabricarea halviei i halvalei. 2.8. PROTEINELE TOXICE Proteinele toxice sunt toxice vegetale cu structur, proprieti chimice i antigenice asemntoare albuminelor. Au aciune toxic general prin efectul hemaglutinant mpiedicnd coagularea sngelui. Se gsesc alturi de inhibitorii tripsinici n diferite leguminoase care constituie surse importante de proteine vegetale pentru om i animale. Astfel n ricin s-a identificat26

ricina, n soia - soina, n fasole - fazina. Proteinele toxice sunt cunoscute i sub denumirea de fitohemaglutinine, lecitine sau toxalbumine. Din punct de vedere chimic toxalbuminele sunt glicoproteine care conin 5% glucide alctuite din manoz i N acetilglucozamin. Prin nclzire sau sub aciunea pepsinei sunt distruse. Ele acioneaz prin legarea de receptorii de pe suprafaa epiteliului intestinal, cauznd transformri profunde n celulele cu care reacioneaz avnd drept consecin reducerea acut a absorbiei substanelor nutritive. Acest fapt determin o inhibare a creterii i n unele cazuri chiar moartea. Hemaglutininele din soia i fasole sunt implicate n producerea de "gu endemic" la anumite specii de animale la care dieta este bogat n soia netratat termic corespunztor. Aceasta se datoreaz faptului c animalele elimin o cantitate dubl de hormoni tiroidieni n intestin, fiind eliminai prin fecale, micorndu-se astfel cantitatea de hormoni tiroidieni din snge i esuturi. Acest fapt stimuleaz glanda tiroid pentru producerea de cantiti sporite de hormoni tiroidieni, pentru compensarea pierderilor concomitent cresc i necesitile de iod, pentru sinteza hormonilor tiroidieni rezult apariia "guei endemice". Hemaglutininele dau i tulburri digestive. Dac doza din regimul alimentar depete 1% hemaglutinine, acestea pot provoca moartea. Pentru eliminarea toxicitii leguminoaselor uscate se recomand ca naintea aplicrii tratamentului termic acestea s fie nmuiate n ap 12-24 ore, tratamentul termic "uscat" nu inhib complet hemaglutininele nici dupa 18 ore de autoclavare. 2.9. GLICOZIDE Glicozide toxice: sunt compui larg rspndii n plante fiind formate dintr-o component glucidic i alta neglucidic legate prin legturi uor hidrolizabile. Efect toxic au glicozidele cianogenice i tiocianogenice. Glicozidele cianogenice sunt substane care se gsesc n seminele, frunzele i scoara plantelor din familia Rosaceae i Leguminoase. Prin hidroliza acid sau enzimatic rezult o aldehid sau o ceton, acid cianhidric i un glucid. Exemple de glicozide: -amigdalina este prezent n miezul amar al fructelor de migdal, piersic sau zarzr. Sub aciunea emulsinei se descompune n aldehid benzoica HCN si 2 moli de glucoz. Intoxicaiile apar n special la copii ca urmare a consumrii miezului amar al smburelui acestor fructe. 60 de smburi de migdale amare constituie doz letal pentru un adult. Doza medie letal pentru acid cianhidric este de 0,05 g, iar pentru cianura de potasiu sau sodiu27

de 0,102 g. -prunasina se gasete n smburii de prune; -linamrina este o glucozid care se gsete n seminele de in, frunze de sorg, boabe de Phaseolum lunatum. Glicozidele cianogenice pun n libertate acid cianhidric n cantiti care depind de specia de plant i de partea conponent a acesteia. Avnd n vedere c HCN din mazre, fasole, nut i alte leguminoase uscate utilizate n alimentaia uman se gasete n cantiti care sunt sub doza toxic nu exist pericol de intoxicare. Glicozidele tiocianogenice sunt compui sulfonai care sub aciunea unor enzime specifice existente n plante, mirozine, se descompun n glucide i agliconi toxici ca de exemplu izotiocianatul de alil. Ionul tiocianic reduce capacitatea glandei tiroide de a utiliza iodul din diet avnd ca rezultat formarea guii. -progoitrina se gsete n cantiti mari n seminele de rapi i foarte puin n varz, conopid, varza de Bruxelles, varza crea. Prin hidroliza enzimatic, progoitrina se transform n izotiocianat, care se ciclizeaz formnd goitrina. Aciune goitrinei este diferit de cea a tiocianailor, efectul putnd fi contracarat doar prin administrarea de extract tiroidian sau hormoni tiroidieni. Riscul pentru om al prezenei glicozidelor n materii prime alimentare Riscul producerii intoxicaiilor cu glicozide este foarte rar din urmtoarele motive: -glicozidele devin toxice numai dupa hidroliz prin eliberarea agliconului. Cum produsele vegetale sunt consumate dupa ce au fost tratate termic enzimele care catalizeaz hidroliza glicozidelor sunt inactivate; -legumele consumate n stare crud (tomate, ridichi, ceap) conin sub 1% tiocianat -leguminoasele uscate, mazre, fasole conin cantiti reduse de glicozide cianogenice (sub 3 mg HCN/100g) i sunt consumate dup prelucrare termic; -vrzoasele se consum mai rar ca salate crude, i dei conin 3-30 mg% tiocianat acesta rmne sub form netoxic din cauza inactivrii enzimelor de hidroliz prin tratament termic; -o problem deosebit o prezint seminele de rapia care conin pn la 7% din s.u. glicozide goitrogenice. Folosirea rotului dupa extracia uleiului ca furaj este limitat datorit coninutului de glicozi de cianogenice. -folosirea smburilor grai ai unor fructe ca umplutur sau adaosuri la fabricare produselor zaharoase nu ridic probleme (dei conin amigdalin) deoarece se utilizeaz n cantiti mici iar enzimele hidrolitice sunt28

inactivate n procesul tehnologic prin oprire, decojire, prjire, mcinare. 2.10. TOXINELE DIN PETE I ALTE SPECII ACVATICE Toxina cea mai cunoscut este ciquatoxina prezent n peste 300 de specii de peti. Ea rezist la fierbere, congelare sau afumare la -20 0C. Boala provocat prin consumul de pete poart denumirea de ciquatera i se declaneaz la 2 ore dup consum, manifestndu-se prin greuri, tulburri de vedere, dureri de cap i dureri musculare. Specii de peti ca sardina, macroul de Atlantic i Pacific conin scrombotoxina care este de fapt histamin. Aceasta rezult din histidina liber prin descompunerea de ctre bacterii n anumite condiii de depozitare. Bacteriile productoare de histamin sunt cele din genurile Pseudomonas, Proteus, Streptoccocus, Clostridium. Nerespectarea condiiilor de igien n timpul trasportului, depozitrii i prelucrrii petelui favorizeaz dezvoltarea microorganismelor productoare de histamin i viteza de reacie a formrii de histamin. Petele se consider proaspt dac histamina reprezint mai puin de 100 mg/100 g esut muscular iar la doze de 1 g/100 g s-au constatat efecte mortale. Doza letal stabilit oficial n multe ri este de 10-50 mg/100 g esut muscular. Simptomele intoxicaiei cu histamin apar dup cteva minute de la ingerare pn la 3 ore i se manifest prin dureri de cap, nroirea feei i gtului, uscarea gurii, sete, palpitaii ale inimii, tulburri gastro-intestinale. Faza acut dureaz 8 pn la 12 ore. Icrele unor specii de peti din mrile tropicale i oceanul Atlantic conin tetrodotoxina. Doza mortal pentru om este de 1-2 mg tetrodotoxin cristalizat. Stadiile intoxicaiei care apar dup 30-60 min de la ingerare pot fi: paralizia degetelor i a limbii, a buzelor, nsoit de greuri i vome. Moartea survine din cauza paraliziei sistemului respirator. n molute este prezent saxitoxina care este o neurotoxin, doza letal pentru om este de 1-4 mg. Are aciune inhibitoare asupra respiraiei i a inimii.

29

___________________________________________________________

3

PRODUI TOXICI CARE CONTAMINEAZ SAU SE FORMEAZ N PRODUSELE ALIMENTARE N PROCESELE DE PRELUCRARE I CONSERVARE

3.1. TOXINE FORMATE N TIMPUL PROCESRII ALIMENTELOR 3.1.1. Nitrozaminele Nitrozaminele sunt compui chimici care prezint o toxicitate slab sau medie, dar care au un potenial cancerigen ridicat. Nitrozaminele din punct de vedere chimic au formula general: R1 NN = O, unde R1 i R2 pot fi grupri alkil sau aril. n anumii R2 compui gruprile R1 i R2 pot fi nlocuii cu un inel ciclic cum este cazul nitrozopirolidinei sau nitrozoheptametileniminei. Modul de aciune al nitrozaminelor n organism30

Nitrozaminele sunt transformate n metabolii activi de ctre organele mamiferelor prin procese enzimatice; aciunea lor asupra organelor i gradul lor de toxicitate depinde de structura lor chimic i n mai mic msur de specia animalului, calea de acces n organism i doza ingerat (Lenges, 1975). Producerea de leziuni maligne se datoreaz formrii de radicali liberi organici, prin metabolizarea nitrozaminelor care deterioreaz ADN-ul celular implicat n sinteza proteinelor. Se produc astfel proteine atipice care nu mai rspund mecanismului de control al celulei avnd ca final degenerarea celulei (creterea anormal i rapid a celulei), deci la generarea cancerului (Hofman, 1979). Nitrozaminele se pot forma n diferite produse alimentare (produse din carne, brnzeturi, uleiuri, pete, unele produse vegetale), dar i pe cale endogen (n organismul animal), atunci cnd sunt create urmtoarele condiii: -cnd exist o substan de nitrozare cum ar fi nitritul sau nitratul, care poate fi transformat n nitrit, precum i atunci cnd exist prezeni diferii oxizi de azot rezultai la producerea fumului, sau n gazele de combustie (frigerea pe grtar); -cnd exist substane care pot fi nitrozate. Acestea include o serie de aminoacizi liberi sau legai n structura proteinelor, precum i amine rezultate n procese de maturare, fermentaie, aciunea microorganismelor, procese termice (fig. 2).

Fig. 2. Schema general a formrii nitrozaminelor i implicaiile acestora31

n organismul uman n produsele alimentare, producerea de nitrozamine este influenat de urmtorii factori (Lenges, 1975): -cantitatea de reactani prezeni n produs: azotii, oxizi de azot, aminoacizi, amine, peptide, proteine (Liepe, 1978, Leistner, 1979 .a.); -temperatura la care are loc tratamentul termic al produsului sau depozitarea acestuia (Scanlan, 1974; Wasserman, 1978); -pH-ul produsului (Lenges, 1975); -prezena n produs a substanelor cu aciune inhibitoare: amidon, acid ascorbic, acid sorbic, acid tanic (Sen, 1974; Fidler, 1973). 3.1.2. Hidrocarburi policiclice aromate

Dezvoltarea procesrilor alimentelor ca: prjirea, coacerea, fierberea, evaporarea, afumarea, sterilizarea, pasteurizarea, iradierea, congelarea, conservarea, a lrgit potenialul alimentelor din punct de vedere cantitativ n era modern. In SUA alimentele procesate sunt subiect ale reglementrilor Administraiei Alimentelor i Drogurilor, n ceea ce privete standardele de siguran i igien. Uneori unele metode de procesare sunt trecute n categoria aditivilor, dac acestea modific intenionat forma sau natura alimentului. Gtirea n gospodrii este o metod important de procesare. Prepararea alimentelor crete palatibilitatea i stabilitatea alimentelor, i de asemenea digestibilitatea. Schimbrile chimice ce au loc n compuii alimentari incluznd aici aminoacizii, proteinele, zaharurile, carbohidraii, vitaminele i lipidele, cauzate de tratamentele la temperaturi ridicate, au ridicat ntrebri asupra consecinei acestora asupra scderii valorii nutritive i chiar formarea unor substane chimice ca hidrocarburi policiclice aromate pirolizai ai proteinelor, nitrozamine. Printre reaciile care apar n procesrile alimentare se numr reacia Maillard, care are un rol important n formarea variatelor substane chimice (unele toxine). A fost neles greit c radiaiile gama folosite la iradierea alimentelor, produc materiale radioactive n alimente. Dei energia electromagnetic folosit pentru iradiere penetreaz adnc alimentul i ucide microorganismele, aceasta nu produce radioactivitate. Hidrocarburi policiclice aromate sunt rspndite larg n mediul nconjurtor.

32

Se gsesc n ap, sol i alimente. Efecte cancerigene sunt atribuite de 200 ani hidrocarburilor policiclice aromate (HPA). In 1932 benzpirenul a fost izolat din crbuni i a fost gsit puternic carcinogen n testele pe animale. Cea mai bun surs de HPA sunt uleiurile vegetale. Este posibil ca nivelul ridicat de HPA n uleiul vegetal s se datoreze att producerii endogene ct i contaminrilor mediului dar n mai mic msur. Deoarece nivelul acestor substane scade cu creterea distanei fa de centrele industriale contaminrile datorate mediului sunt mai mici. Nivelul HPA n sol poate fi ridicat chiar la distane mari de centrele industriale. Circa 100-200 ppm HPA n sol au fost gsite la distane mari de centrele umane. Se consider c aceste niveluri apar ca reziduuri ale vegetaiei moarte. Afumarea sau prjirea la grtar produc contaminare cu HPA. HPA se formeaz n primul rnd din carbohidraii din alimente la temperaturi ridicate i n lipsa oxigenului. Fumul care iese din aceste procesri se localizeaz n carne. Nivelul de HPA este mai mic n carnea preparat la o distan mai mic de crbune.

o BenzpirenulCea mai cunoscut HPA carcinogen este benzpirenul (BP), care are o rspndire larg n alimente. BP se formeaz n amidonul nclzit la 650 0C. Aminoacizii i acizii grai produc BP la temperaturi ridicate. Majoritatea procesrilor folosesc temperaturi de 370-3900C; de exemplu coacerea pinii atinge temperatura de 4000C. Tab. 3. Concentraii de benzpiren (BP) gsite n alimente Alimente Vegetale proaspete Ulei vegetal Cafea Ceai Crnai prjii Crnai afumai Grsime de curcan afumat Concentraie (ppm) 2,85 24,5 0,41 1,4 0,31 1,3 3,9 12,5 18,8 0,8 1,2

Tab. 4. HPA produse de aminoacizi, carbohidrai, grsimi la 500-700C, g/50g33

HPA Piren Benzpire n

Amidon 500C 700C 41 965 7 759

Glucoza 500C 700C 6 345 23 1680

Leucina 500C 700C 58 1200

Acid stearic 500C 700C 0,7 18,700 4,440

Toxicitate Benzpirenul (BP) a fost subiect extins n testarea carcinogenic. Este un potenial carcinogen. O diet cu 25 ppm BP timp de 140 zile produce leucemie la oareci. Tumorile pielii s-au dezvoltat la peste 60% dintre obolanii tratai cu aproximativ 10 mg BP de 3 ori pe sptamn. Incidena tumorilor a sczut la 20% cnd tratamentul s-a fcut cu 3 mg de 3 ori pe sptmn. Compusul este carcinogen i dac este administrat oral. La un experiment, doze sptmnale de 10 mg timp de 10 sptmni au dus la cancer de stomac. Tab. 5. Carcinogenitatea HPA HPA BP 5-metilcryzena Dipenzpiren Benzanthracena Chryzena+++ ridicat ++ moderat +sczut

Activitatea relativ +++ +++ ++ + +

Modul de aciune toxic BP traverseaz placenta i produce tumori ale puilor animalelor tratate pe durata sarcinii. Tumori ale pielii i plmnilor sunt primele leziuni ale puilor. Mecanismul biologic prin care BP provoac cancerul a fost studiat n detaliu. BP nu este mutagen i cancerigen singur, trebuie nti convertit n metabolii activi. Acest lucru implic oxidarea citocromului P 450, producnd 7,8-epoxid. Acesta trece n 7,8-diol care prin oxidarea de ctre P 450 produce diolepoxidul corespunztor. Acesta este puternic mutagen fr activare metabolic i este puternic carcinogen n locul administrrii. BP diol34

epoxidul poate reaciona cu compui variai ai celului, inclusiv ADN, caz n care este posibil apariia mutaiei.

o Produi ai Reaciei MaillardIn 1912 chimistul francez L.C Maillard a ipotetizat reacia din care apar pigmenii maronii i polimerii, produi de reacia gruprii amino- i a unui aminoacid i gruparea carbonil- al unui zahr. Mai trziu reacia Maillard a fost dovedit a provoca unele daune n sisteme biologice. Unii produi ai acestei reacii sunt puternic mutageni i sunt suspectai de formarea unor carcinogeni. Datorit varietii constituienilor, o mixtur obtinu din reacia Maillard are diferite proprieti biologice i chimice: culoare maronie, miros de prjit sau afumat, pro- i antioxidani, mutageni i carcinogeni, i probabil antimutageni i anticangirogeni.

o Pirolizai de aminoaciziPrincipiul mutagenic al pirolizailor de triptofan a fost identificat mai trziu ca fiind azot continnd compui heterociclici. Un grup de amine policiclice aromate se produc pe perioada preparrii alimentelor bogate n proteine. Unele clase de alimente bogate n proteine tind s fie mai mutagenice dect altele, iar nivelul de temperaturi nalte au fost gsii mutageni. Mutagenitatea a fost limitat la standard de suprafa unde au fost gsii pirolizaii. Identitatea mutagenilor produi n condiii normale de gtit a fost stabilit n anumite cazuri. Majoritatea mutagenilor din petele fript sunt amine imidazoquinolice heterociclice i metilmidazoquinolice (MelQx). Extractele din carne de vac ce conin MelQx sunt convertite n mutageni activi de esuturile ficatului ctorva specii de animale i de oameni. Dei aceste substane au un potenial mutagenic ridicat ele sunt carcinogene slabe la obolani. Bazndu-se pe studiile mutagenitii acestor pirolizai, carcinogenitatea triptofanului i glutaminei au fost demonstrate folosind animale ca hamsteri, obolani i oareci. De exemplu un numr mare de tumori au fost descoperite la oareci hrnii cu diete ce conineau triptofan. Diversele rapoarte au indicat c att pirolizaii de aminoacizi ct i de proteine pot fi35

carcinogeni n tractul alimentar al animalelor testate. S-a demonstrat c unele amine heterociclice produse n timpul gtirii produc mbolnviri la oameni.

o NitrozamineleAmestecurile de sare anorganic, ca clorura de Na i nitritul de Na au fost folosite la tratarea crnii de secole. Reducerea bacterian poate produce nitrit din nitrat, chiar dac azi nitritul este folosit direct. Unele produse pe baz de pete sunt tratate cu nitrit. Precursori ai nitrozaminelor: nitritul i nitratul Ionul nitrit joac trei roluri importante n industria prelucrrii crnii: are aciune antimicrobian; menine culoarea roie a crnii; sreaz unele produse din carne. Mecanismul i cofactorii aciunii antimicrobiene nu sunt bine ntelei. De cnd carnea tratat este inut n condiii anaerobe, este foarte important s se asigure sigurana acestor produse alimentare. Culoarea roie a crnii provine din pigmenii nitroz-mioglobinei si nitrozhemoglobinei. Aceti pigmeni sunt formai cnd nitritul este redus la oxid nitric, care reacioneaz cu hemoglobina si mioglobina. Dac aceti pigmeni nu se formeaz, carnea tratat termic ar avea un aspect neapetisant. Ionul nitrit ofer o srare dorit baconului, crnailor de Frankfurt i altor produse din carne. Nivelul de nitrii permis n alimentele tratate difer de la o ar la alta, de la 10 la 200 ppm. Cantitatea de nitrii din organismul uman rezult din reducerea nitrailor de ctre bacteriile din cavitatea bucal i tractusul intestinal. Nitratul este ntlnit n diet n doze mari (1000-3000 ppm) n vegetale: varz, morcovi, spanac. Nitraii sunt larg rspndii in alimente. Dieta unui adult poate s conin 100 mg/zi. Rdcinile i frunzele vegetale conin 85% pe cnd carnea tratat cam 9%. Fertilizarea solurilor cu nitrai face ca solul i apa s fie bune surse de nitrai. Formarea nitrozaminelor

36

Nitrozarea aminelor secundare i teriare produce nitrozamine stabile. Compuii nitrozo instabili sunt produi de aminele primare. Reaciile depind de pH i maximul de pH=3,4. Nitrozarea aminelor slabe este mai rapid dect a celor puternice. Civa anioni, ca halogenii, susin procesul de nitrozare; pe de alt parte antioxidanii ca acidul ascorbic, vitamina E inhib reacia de distrugere a nitritului. Dietil-nitrozamina i dimetil-nitrozamina apar n sucul gastric al animalelor de experiment i oamenilor hrnii cu diete ce conin amine i nitrii. Reacia de nitrozare apare n timpul procesrilor la temperaturi nalte, de exemplu la prepararea baconului, care conine nitrit i unele amine. In 1962 n Norvegia s-au descoperit nivele mari de nitrozamine n carnea de scrumbie tratat cu nitrit ca i conservant. Petele refrigerat tratat cu nitrit nu conine mai multe nitrozamine dect cel proaspt, dar tratarea la cald a petelui crete cantitatea de nitrozamine formate. S-a constatat c nitrozaminele aflate n cantitatea mare n petele tratat se datoreaz creterii concentraiei de amine secundare rezultate din degradarea proteinelor n timpul procesrii. Nivelul de nitrozamine detectate n diferitele alimente depinde de tipul de alimente. Nivelul nitrozaminelor volatile din premixurile condimentate, ca i cele folosite la prepararea crnailor este foarte ridicat. Nitrozaminele volatile formate se pastreaz pe perioada de depozitare. Analizele ctorva sortimente de bere au artat niveluri considerabile de nitrozamine. Totui concentraia medie de nitrozamine din berea american este destul de scazut, nivelul putnd ajunge la 70 ppm de dimetilnitrozamina. S-a constatat c berea produs din mal uscat la foc direct are o cantitate mai mare de nitrozamine fata de malul uscat cu aer. Tab. 6. Coninutul de nitrozamine n carnea tratat CARNE Crnai afumai Crnai Frankfurt Salam Bacon NITROZAMINA Dimetil-nitrozamina Dietil-nitrozamina Dimetil-nitrozamina Dimetil-nitrozamina Dimetil-nitrozamina Nitrozopropil NIVEL