Metalele și compușii lor ca contaminanți în alimente SpringerLink

Arsenic, cadmiu, plumb și aluminiu

springerlink

Metalele și compușii lor ca contaminanți în alimente

Arsenic, cadmiu, plumb și aluminiu

rezumat

Abstract

Metalele și compușii lor sunt distribuite omniprezent în mediu, ajungând astfel la hrana din plante și animale. În timp ce nivelurile de expunere efective din Europa nu dau naștere îngrijorării pentru toxicitatea acută, toxicitatea cronică a unor metale și metaloizi nu poate fi exclusă complet. Astfel, în cazul arsenicului anorganic, un risc crescut de carcinogenitate în diferite organe nu poate fi exclus chiar în condiții reale de expunere dietetică. În cazul cadmiului, nefrotoxicitatea poate fi o problemă specială pentru anumite subgrupuri, cum ar fi copiii. În ceea ce privește plumbul, nivelurile de expunere au scăzut considerabil în ultimele două decenii; cu toate acestea, neurotoxicitatea dezvoltării poate fi încă o problemă în timpul dezvoltării prenatale și a copilăriei timpurii. De asemenea, în cazul aluminiului, nivelurile actuale de expunere dietetică sunt apropiate de valoarea admisă săptămânal tolerabilă (TWI) derivată de Autoritatea Europeană pentru Siguranța Alimentară (EFSA). Luate împreună, pentru toate cele patru exemple, sunt necesare reduceri suplimentare ale nivelurilor de expunere.

fundal

arsenic

În Germania, partea principală a arsenicului organic ingerat prin alimente provine din pește și produse din pește în care arsenicul este prezent în principal sub formă de arsenobetaină sau arsenocolină. În plus, arsenolipidele au fost identificate și în uleiurile de pește în ultimii ani. Algele brune și roșii, în care au fost detectate peste 100 mg/kg zahăr arsenic TG, sunt de asemenea relevante.

cadmiu

Cadmiul este un element natural al scoarței terestre, în care apare ca oxid de cadmiu, clorură de cadmiu, sulfat de cadmiu sau sulfit de cadmiu. Compușii de cadmiu sunt răspândiți atât în ​​mediu, cât și la locul de muncă. Acestea sunt utilizate, de exemplu, în lipire, în pigmenți, ca stabilizatori în PVC și în baterii. Deși utilizarea industrială a scăzut semnificativ în ultimii ani din cauza toxicității, unele domenii de aplicare sunt în creștere. Aceasta include utilizarea în bateriile de nichel-cadmiu și în industria de galvanizare.

Pentru „consumatorii normali” adulți (cantitatea medie zilnică de consum pentru toate alimentele posibile care conțin cadmiu cu conținut mediu de cadmiu al alimentelor) în Germania, aportul săptămânal de cadmiu legat de dietă a fost estimat la aproximativ 1,5 µg/kg greutate corporală, indiferent de sex. Consumatorii mari (consum zilnic ridicat pentru toate alimentele posibile care conțin cadmiu, cu un conținut mediu de cadmiu al alimentelor) în Germania, indiferent de sex, au un aport de cadmiu de 2,3 µg/kg greutate corporală pe săptămână. Aportul de cadmiu legat de dietă este chiar mai mare (3 µg/kg greutate corporală pe săptămână) în rândul consumatorilor mari din grupul vegetarian din Germania [11]. EFSA (2012) are pentru adulți și pentru copiii din grupa de vârstă de la 3 la

Plumbul este răspândit în mediu. În special, utilizarea plumbului tetraetil ca agent anti-lovire în combustibili a reprezentat mult timp o sursă importantă de emisii. Eliminarea combustibililor cu plumb a redus semnificativ concentrațiile de plumb în aer, în alimente și ulterior în sângele populației generale. Pentru populația europeană generală, alimentele, în special cerealele și produsele din cereale, cartofii, legumele cu frunze și apa potabilă, sunt principala sursă de expunere în prezent. Concentrațiile tipice de plumb în alimente sunt cuprinse între 10 și 200 µg/kg, alimentele pe bază de plante conținând în general mai puțin plumb decât alimentele de origine animală. Niveluri mai ridicate se găsesc în măruntaie, midii, ciuperci și condimente, dintre care unele pot fi cu mult peste 1 mg/kg [16]. În plus, carnea de vânat din vânatul împușcat cu muniție cu plumb poate conține niveluri ridicate de plumb [17]. Posibile surse suplimentare de expunere există în conductele de plumb pentru alimentarea cu apă potabilă în clădirile vechi și în utilizarea vaselor ceramice cu glazură care conține plumb, în ​​special pentru depozitarea alimentelor acide, cum ar fi sucurile de fructe [7].

Aportul mediu de plumb cu alimente pentru adulți în Europa este dat de EFSA (2012) ca 0,4 până la 0,6 µg/kg greutate corporală și zi, percentila 95 ca 0,7 până la 1,0 µg/kg greutate corporală și zi. Valorile medii pentru copii sunt, în unele cazuri, semnificativ mai mari; pentru copiii cu vârsta cuprinsă între 1 și 3 ani, un aport mediu de plumb legat de alimente cuprins între 1,0 și 1,5 µg/kg greutate corporală și zi și o percentilă 95 din aportul de plumb legat de alimente estimat de la 1,4 la 2,8 µg/kg greutate corporală și zi [18].

Absorbția compușilor anorganici de plumb după administrarea orală depinde de o serie de factori, precum vârsta, starea nutrițională, compoziția dietei, starea fierului și a calciului. Absorbția compușilor solubili din plumb pare a fi mai mare la copii decât la adulți. După ingestie, plumbul este inițial transportat în sânge și se acumulează în ficat și rinichi și mai ales în oase. La adulți, mai mult de 90% din plumbul resorbit se află în oase. În sânge, plumbul se găsește în principal în eritrocite și are un timp de înjumătățire de aproximativ 30 de zile, în timp ce în oase este de câțiva ani. Excreția are loc în principal cu urina și fecalele [16, 19].

Efectele toxice ale plumbului afectează diferite sisteme de organe, cum ar fi sistemul de formare a sângelui, sistemul cardiovascular, sistemul nervos, rinichii și oasele. Intoxicația acută cu plumb este rară astăzi, poate duce la vărsături și colici intestinale până la insuficiență renală. Efectele cronice ale plumbului care sunt relevante pentru populația generală includ toxicitatea renală, efectele cardiovasculare și neurotoxicitatea, deoarece acestea pot apărea chiar și cu expunere scăzută la plumb. Creierele în creștere și dezvoltare ale copiilor sunt deosebit de sensibile la plumb atât în ​​faza dinaintea nașterii (prenatale), cât și după naștere (postnatală). Cele mai sensibile semne ale neurotoxicității dezvoltării sunt o reducere a coeficientului de inteligență și o reducere a învățării și a performanței memoriei. De exemplu, în studiile epidemiologice la copii cu vârsta sub 10 ani, au fost descriși coeficienți de inteligență reduși cu niveluri de plumb în sânge sub 100 µg/l; un NOAEL înrudit (fără nivel de efect advers observat) nu a putut fi încă derivat [16, 19].

Compușii anorganici cu plumb sunt cancerigeni în experimentele pe animale; mai presus de toate, conduc la formarea tumorilor renale. IARC a clasificat acești compuși în grupa 2 A („probabil cancerigen pentru oameni”) ca fiind cancerigeni. Cu toate acestea, deoarece plumbul nu este direct genotoxic și dozele cancerigene din experimentele pe animale sunt mult mai mari decât expunerea populației generale, se consideră puțin probabil ca ingestia de plumb prin alimente să reprezinte un risc semnificativ de cancer [16].

Pe baza constatărilor privind neurotoxicitatea dezvoltării la copii, precum și a efectelor cardiovasculare și a toxicității renale la adulți, utilizând calcule de referință, EFSA are BMDL01 și BMDL10 de 0,5; 1,5 și 0,6 µg plumb/kg greutate corporală și zi determinate. Prin urmare, valoarea PTWI anterioară de 25 µg/kg greutate corporală stabilită de OMS nu mai este considerată adecvată. Luarea în considerare a „Marjei de expunere” (MOE), relația dintre doza de referință, la care poate fi determinat un efect negativ mic, dar măsurabil, și expunerea la oameni, a arătat că mai ales în grupul susceptibil al sugarilor și copiilor mici aportul mediu de plumb legat de alimente depășește deja valoarea de referință derivată de EFSA (valoarea BMDL01 de 0,5 µg/kg greutate corporală și zi). Pentru „consumatorii normali” adulți, aportul de plumb legat de dietă este în intervalul valorii de referință pentru neurotoxicitatea dezvoltării, iar pentru „consumatorii mari” adulți valoarea de referință este depășită. Astfel, având în vedere condițiile actuale de expunere, există un motiv special de îngrijorare cu privire la efectele neurotoxice asupra dezvoltării [16].

La nivel european, au fost stabilite niveluri maxime pentru plumb în alimente individuale (de exemplu, 20 μg/kg pentru lapte, 50 μg/kg pentru suc de fructe, 100 μg/kg pentru carne, fructe și legume, 200 μg/kg pentru cereale, 300 μg/kg pentru legume cu frunze și 1500 μg/kg pentru midii) (VO (EG) 1881/2006, [20]), Ordonanța germană privind apa potabilă specifică o valoare limită de 10 μg plumb/l, care a fost mai mică din 2013 [21].

aluminiu

Ca al treilea element cel mai des întâlnit în scoarța terestră, aluminiul apare ca o componentă naturală, dar și omniprezentă în mediu prin activități antropice. Populația generală este expusă la aluminiu în principal prin alimente. Alimentele neprelucrate conțin de obicei mai puțin de 5 mg aluminiu/kg. În produsele de panificație, legume, produse lactate, mezeluri, măruntaie, fructe de mare, alimente bogate în zahăr și produse din făină, nivelurile medii sunt de 5-10 mg/kg. Concentrațiile medii foarte mari au fost determinate în frunzele de ceai, ierburi, cacao și produse din cacao, precum și în condimente. Alte expuneri relevante rezultă din utilizarea compușilor de aluminiu ca aditivi alimentari și materiale de contact cu alimente care conțin aluminiu în procesarea, depozitarea și ambalarea alimentelor. În special atunci când se prelucrează și se depozitează alimente acide sau sărate, dar și atunci când se utilizează tăvi de aluminiu în producția de covrigi, manipularea necorespunzătoare poate duce la creșterea conținutului de aluminiu în alimente [22,23,24].

EFSA (2008) oferă o gamă de 0,2-1,5 mg/kg greutate corporală pentru consumul mediu săptămânal de aluminiu cu alimente de către adulții din Europa; pentru consumatorii care sunt extrem de expuși la aluminiu prin alimente, până la 2,3 mg/kg greutate corporală și săptămână pot fi atinse [22]. Pentru copiii (grupa de vârstă 1-15 ani) din Europa, EFSA acordă un aport săptămânal de aluminiu legat de alimente de 0,7-2,3 mg/kg greutate corporală ca 97,5. Percentile la [22]. Biodisponibilitatea după ingestia orală este dată de 0,1 până la 0,3%, fiind de așteptat fluctuații cu un factor de 10 în funcție de tipul de compus. În plus, matricea alimentară are o influență majoră asupra biodisponibilității aluminiului după ingestie. În plasma sanguină, aluminiul este legat în principal de transferină și într-o măsură mai mică de citrat. O acumulare are loc în principal în oase. Diverse informații sunt disponibile în literatura de specialitate cu privire la timpul de înjumătățire biologică al aluminiului. Timpii de înjumătățire de câțiva ani au fost descriși la om după administrarea intravenoasă de citrat de aluminiu. Aluminiul resorbit este excretat în principal cu urina [22].

Pe baza studiilor privind neurotoxicitatea dezvoltării la șoareci, EFSA a determinat un factor de incertitudine de 100 la NOAEL de 10 mg/kg greutate corporală și zi și un factor de incertitudine de 300 la LOAEL (cel mai mic nivel de efect advers observat) de 50 mg/kg greutate corporală și zi s-a obținut o valoare TWI de 1 mg/kg greutate corporală și săptămână [22].

Pe baza unui NOAEL de 30 mg/kg greutate corporală și zi, JECFA a obținut o valoare PTWI de 2 mg/kg greutate corporală și săptămână dintr-un studiu privind dezvoltarea și neurotoxicitatea la șobolani, luând în considerare un factor de incertitudine de 100 [26].

Consumul mediu săptămânal de aluminiu legat de alimente estimat de EFSA poate duce la epuizare sau chiar la depășirea valorii TWI. Pentru „consumatorii mari” atât din grupul de adulți, cât și din cel al copiilor, valoarea EFSA TWI poate fi depășită semnificativ. Prin urmare, este indicată o reducere a expunerii la aluminiu legate de alimente.

Concluzii