Toxicologia

BIENVENIDO(A) AL PROGRAMA: TOXICOLOGÍA Y SEGURIDAD ALIMENTARIA

UNIDAD N°1. ANTINUTRIENTES

Introducción

El contenido de la unidad permite al aprendiz entender los conceptos fundamentales de la toxicología general comprendiendo las principales características del fenómeno tóxico en el organismo, además de aprender cómo se realiza la determinación de los tóxicos en los alimentos y cómo a partir de estudios experimentales de toxicidad se obtienen los índices como el NOEL, la IDA y el LMR que constituyen valores de vital interés en la toxicología alimentaria. Posteriormente, podrá identificar la clasificación de los tóxicos en los alimentos de tipo endógeno o exógeno y finalmente estudiará las diferentes clases de sustancias antinutricionales que existen y sus principales características.

Por medio de las actividades de la unidad se podrán desarrollar y retroalimentar los conocimientos sobre el tema.

Descripción del material del programa

El material de estudio permite al aprendiz comprender los aspectos relacionados con la unidad que va a desarrollar y el material complementario le servirá de ayuda para realizar las actividades propuestas.

Tema 1. Toxicología

La toxicología puede definirse como el estudio de los efectos adversos de sustancias extrañas en los organismos vivos; se basa en conocimientos químicos y biológicos, con el objetivo de hallar explicaciones detalladas a los efectos tóxicos.

Uno de los conceptos fundamentales de la toxicología es que sólo la dosis determina la toxicidad. Como observó Paracelso (1943-1541) “todas las sustancias son venenosas; no hay ninguna que no sea tóxica. La dosis es lo que diferencia al veneno del remedio”. Por tanto la respuesta a la pregunta ¿Es esta sustancia tóxica? Será siempre si se toma una dosis suficiente para que lo sea. Por esta razón dos de los objetivos fundamentales de la toxicología son cuantificar e interpretar la toxicidad de las sustancias.

Figura 1. Curva dosis-respuesta. Imagen Shibatomo

La intensidad de la réplica biológica es proporcional a la dosis del compuesto a la que está expuesto un organismo vivo. Por lo tanto, a medida que la dosis de una sustancia se aproxima al nivel tóxico, se llega a un intervalo de dosis al que los individuos del grupo experimental responden de forma similar. Una vez que se ha establecido la respuesta, los experimentos de dosis-respuesta o dosis-efecto pueden mostrarse de distintas formas. Se obtiene una dosis de frecuencias de respuestas (Figura 1) representando el número de individuos con una respuesta definida específica en función de la dosis. La mayor de estas dosis sin respuesta es la llamada dosis o nivel sin efecto observado, en inglés “no observed effect level” (NOEL).

Para establecer la NOEL se administra un rango de dosis suficientemente pequeña para originar respuesta. A medida que se acumula la dosis, el porcentaje de individuos de cada grupo experimental que responde sigue aumentando hasta que se alcanza una dosis, a partir de la cual responde el 100% de los miembros del grupo.

Las curvas de frecuencia-respuesta se obtienen a partir de cualquier serie de datos toxicológicos en los que se mide una respuesta cuantificable, registrando el

porcentaje de individuos que responden a cada dosis menos el porcentaje de ellos que responden a cantidades menores. Este tipo de curvas presenta la forma típica de una distribución gaussiana. Además, la curvas ilustran de forma clara que hay una dosis media a la que responde de manera específica el mayor porcentaje de individuos. Siempre habrá quienes requieran porciones mayores o menores que la media para originar la misma respuesta. Los individuos que responden a dosis menores se denominan hipersensibles y los que responden a cantidades mayores se llaman hiposensibles.

Los datos de dosis- respuesta y en particular la información sobre la toxicidad aguda de las sustancias se indica a menudo como respuesta acumulativa frente a las dosis. En este caso se suministran a grupos de individuos varias cantidades de la sustancia y se anota el porcentaje de los mismos que responden positivamente. En el caso de la dosis letal, se apunta el número de seres que mueren. En el caso de una respuesta no terminal, se escribe el número de los individuos que responden al menos a una de las dosis. Previamente se establece experimentalmente el intervalo de porción en el que tiene lugar la respuesta de interés. Los datos se representan como porcentaje acumulativo de individuos que responden en la forma deseada frente a la dosis (Figura 1).

La seguridad absoluta de una sustancia no puede explicarse puesto que la demostración ha de basarse en una evidencia negativa, es decir, en la falta de peligro o de daño debido a tal sustancia. Estadísticamente siempre existe la posibilidad que el experimento siguiente demuestre que el producto no es seguro. Así el concepto de seguridad se ha desarrollado con el transcurso del tiempo e inicialmente se podía considerar segura una sustancia si se consumía sin que ocasionase la muerte inmediata o una lesión aguda. Los conocimientos actuales de los efectos tóxicos y la capacidad de comprobarlos han aumentado hasta un punto, en el que se considera relativamente segura a una sustancia si no se producen efectos adversos en determinados efectos biológicos.

Dado que no se pude hablar de una seguridad absoluta, se debe hablar de seguridad relativa definiendo las condiciones en que se evalúa tal seguridad. Una vez que se han definido los efectos tóxicos de una especie y las condiciones experimentales de la prueba, la toxicidad relativa de las sustancias se establece a menudo determinando las curvas de las dosis letales y comparándolas con las DL50. La DL50 es un valor determinado estadísticamente y representa el valor de la dosis necesaria para producir la muerte del 50% de los organismos experimentales. El porcentaje de la DL50 debe acompañarse siempre de alguna cifra o valor de la estimación del error. El intervalo de probabilidad, o valor p, que es el más utilizado, acepta que debe ser menor de 0,05. Este valor indica que si se repitiesen 100 veces el experimento en 95 ocasiones se obtendría la misma DL50.

Aunque cada sustancia presenta una curva de dosis letal-respuesta, hay muchas diferencias en las DL50 de diferentes sustancias. Por ejemplo, la DL50 de la cafeína se ha estimado en unos 200 mg/kg de peso corporal; la de la toxina botulínica, una de las sustancias más tóxicas que se conocen, se ha estimado en unos 100 mg/kg. Por otra parte, la sal o cloruro sódico presenta una DL50 estimada de 40 mg/kg. Como norma general las sustancias con DL50 de 1 mg o menos deben considerarse muy tóxicas, aquellas que se encuentran entre 1-50 mg/kg como altamente tóxicas y las que presentan un rango de entre 50 y 500 mg/kg como moderadamente tóxicas.

Los productos cuyas DL50 son mayores que los valores antes citados se consideran como “no tóxicas”, ya que para originar toxicidad o envenenamiento deberían consumirse cantidades relativamente grandes. Por ejemplo, un hombre adulto tendría que ingerir una copa de una sustancia cuya DL50 fuera de 2 g/kg, para presentar toxicidad. Pero de una sustancia muy tóxica que está en el rango 1 mg/kg la ingesta de sólo unas pocas gotas le produciría toxicidad.

El riesgo se identifica como la probabilidad de que en algunas condiciones el tóxico genere un daño. La identificación de los límites de seguridad, definidos como la certeza que no se producirá ningún daño si el producto se utiliza en determinadas condiciones. Estos son indicadores de vital importancia en la toxicología alimentaria. El límite residual crítico (LRM) es el valor del residuo mínimo que queda en el alimento tras su contacto con este siguiendo unas buenas prácticas de higiene, agrícolas y de procesamiento, siempre y cuando este valor sea inferior a su IDA.

La IDA se define como la cantidad de tóxico, dada en mg/kg de peso corporal, que puede consumirse durante un período de tiempo determinado, o incluso durante toda la existencia, sin que ello entrañe peligro para la salud del consumidor. La IDA se calcula a partir de la dosis sin efectos apreciables en la más sensible de las especies animales estudiadas y dividiendo esta dosis por un factor de seguridad, habitualmente de 100. Por tanto, la IDA es sólo el 1% de la dosis máxima sin efectos.

Para el establecimiento del LRM y la IDA se requiere la realización de los siguientes estudios toxicológicos:

a) Toxicidad aguda (establece una dosis única elevada).

b) Toxicidad subaguda y crónica: mediante la ingesta de una dosis permanente. En el caso de la subaguda se administra diariamente en dosis de la sustancia inferiores a la DL50, durante un periodo de mínimo 3 meses. Se diferencia de los estudios de toxicidad crónica porque se administran por un periodo más largo de tiempo en 1 ó 2 años.

c) Genotoxicidad y mutagénesis: estudian la capacidad que tienen algunas sustancias de alterar componentes genéticos (DNA). Leratogénesis analiza si la sustancia tiene capacidad para generar efectos tóxicos sobre el embrión o el feto.

d) Carcinogénesis: estudia si la sustancia puede dar lugar al desarrollo de tumores.

e) Sobre la reproducción: estudia si la sustancia tiene capacidad para generar efectos sobre la fertilidad, la gestación y la descendencia.

Todos estos estudios determinan que la inclusión de una nueva sustancia en el mercado sea lenta o rápida, siendo esta una forma de garantizar la inocuidad para los seres humanos. Normalmente estos estudios son llevados a cabo por organismos internacionales

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