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Javier Cuerda Fernández
Universidad de Alicante
Los Hidrocarburos
Policíclicos
Aromáticos,
el Benzo[a]pireno
Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo
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ÍNDICE
1. Resumen…………………………………………………………..………..3
2. Justificación……………………………………………..………………...4
3. Síntesis………………………………………………….….………………..5
¿Qué es el Benzo[a]pireno?............................................5
Exposición…………………………………………………………….……6
Límites………………………………………………………………………..9
Toxicocinética……………………………………………………………..9
Carcinogenicidad……………………………………………………….10
Recomendaciones………………………………………………….….12
4. Conclusiones…………………………………………………………….13
5. Bibliografía……………………………………………………………….14
Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo
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Los Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos
(HAP), el Benzo[a]pireno.
1. Resumen
Hace miles de años se descubrió el fuego y con ello una nueva forma de procesar y preparar
alimentos. La cocción mejoró la alimentación de nuestros antepasados, lo que les reportó
grandes beneficios, sin embargo, no contaron con la desventaja de la pérdida de vitaminas y
otros peligros asociados a varias técnicas de cocinado y procesado (1).
El contacto del alimento con el humo, o que se tuesten la carne y los cereales, hace que se
creen o se adhieran sustancias, que no existían previamente en la materia prima, las cuales
tienen la posibilidad de incrementar el riesgo de padecer cáncer (1). Se habla entonces de la
formación de Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP), que son los que nos ocupa este
documento, o más concretamente del benzo[a]pireno. Este compuesto es del que se dispone
de más datos toxicológicos y está clasificado por la IARC1
como probable carcinógeno (grupo
2A2
). Su presencia ha sido reiteradamente demostrada en muy diversos tipos de alimentos
(Kazerouni et al.,2001), y en diferentes formas de cocción y procesado como: carnes y
pescados a la brasa y a la parrilla; el ahumado de carnes, tocinos y pescados; alimentos
1
International Agency for Research on Cancer, es el organismo especializado de cáncer de la
Organización Mundial de la Salud. El objetivo de la IARC es promover la colaboración internacional en la
investigación del cáncer. Desde que el benzo[a]pireno fue considerado como carcinógeno en 1972, no
se ha parado de trabajar con él actualizando sus evaluaciones en IARC 1973, 1983,2010.
2
Se trata de una clasificación del IARC que va desde 1, pasando por 2A, 2B, 3 y 4, siendo 4 la
clasificación para aquellas sustancias con baja capacidad carninogénica en humanos y en otros animales.
Conforme asciende la clasificación, más capacidad carcinogénica.
2A = Limited evidence in humans and sufficient evidence in animals.
http://www.fda.gov/downloads/AdvisoryCommittees/CommitteesMeetingMaterials/TobaccoProductsS
cientificAdvisoryCommittee/UCM215717.pdf
El riesgo para la salud del hombre por el
consumo de compuestos pirorgánicos formados
durante el procesado y preparación de los
alimentos:
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tostados como el pan, el café, productos de repostería, ect.; cereales, vegetales, bebidas, etc.
(2). El benzo[a]pireno se forma por la combustión incompleta de la materia orgánica por lo que
es un contaminante ambiental ampliamente extendido que se encuentran en el aire, agua,
suelos y sedimentos generalmente a nivel de trazas, excepto cerca de sus fuentes (3).
La población, en general, puede estar expuesta a esta sustancia a través del humo del tabaco,
inhalación de aire contaminado e ingestión de aguas y alimentos contaminados con efluentes
de combustión y por procesos de cocinado y tecnológicos que lo produzcan. Por lo que según
Gullen et al., 1996, a través de los alimentos se tienen dos vías de exposición: a) la debida a
deposición y absorción de este compuesto a partir de aire contaminado, y por ello, cereales,
vegetales, frutas y semillas contribuyen de forma mayoritaria a la ingesta de estos
hidrocarburos; b) la derivada de su propia formación y deposición en los alimentos a través de
tratamientos como el tostado, ahumado y el asado (2).
Para John Emesley, 2001; el benzo[a]pireno forma una parte muy pequeña de la alimentación
del ser humano que en alimentos crudos no suponen un peligro, pero que puede que lo haya a
la hora de la ingesta de unos filetes hechos a la parrilla. Fuera como fuese, para él, el
benzo[a]pireno y el resto de HAP no han de ser una razón para cambiar la forma de
alimentarse del ser humano (1). Sin embargo, este racionamiento causa controversia debido a
que la activación de este tóxico puede inducir cáncer de diversa localización, como esófago,
estómago, intestino, piel, vejiga, pulmón e hígado, evidenciado en estudios experimentales en
animales (ratas). Además, este es capaz de atravesar la placenta y provocar la aparición de
cáncer en la piel y en los pulmones de los fetos (2-5, 7, 9). Es por ellos por lo que la Comisión
Europea actualiza periódicamente la normativa que regula el contenido de benzo[a]pireno en
alimentos (13,14)
2. Justificación
A día de hoy, el ser humano se encuentra sometido a varios focos de emisión de
benzo[a]pireno ya sean de fuentes naturales como erupciones volcánicas o los incendios
forestales, el tráfico intenso de vehículos, las plantas industriales que dependen de la
combustión de derivados del petróleo y del carbón, el hábito de fumar, o determinadas
actividades laborales. Si a todo esto se le suma el consumo excesivo de alimentos ahumados o
demasiado tostados, se puede incrementar la exposición hasta superar los considerados
niveles de riesgo. Por ello, la forma más fácil de disminuir el riesgo es controlando las
cantidades ingeridas por los alimentos. Así pues, por un lado se deberá controlar los niveles en
los alimentos crudos y en aquellos procesados (ahumados, etc.), y por otro lado mejorar las
técnicas de cocinado y procesado de alimentos que dan pie a la formación de este HAP.
Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo
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3. Síntesis
¿Qué es el Benzo[a]pireno?
Tabla 1. Identificación físico-química del Benzo[a]pireno3
.
Identificación del Agente
·Chem. Abstr. Services Reg. No.: 50-32-8
·Chem. Abstr. Name: Benzo[a]pyrene
·IUPAC Systematic Name: Benzo[a]pyrene
·Synonyms: BaP; benzo[def]chrysene
·Relative molecular mass: 252.31
·Description: Yellowish plates, needles from
benzene/methanol; crystals may be
monoclinic or orthorhombic
·Boiling-point: 310–312 °C at 10 mm Hg
·Melting-point: 179–179.3 °C; 178.1 °C
·Spectroscopy data: Ultraviolet/visual,
infrared, fluorescence, mass and nuclear
magnetic-resonance spectral data have
been reported
·Water solubility: 0.00162 mg/L at 25 °C;
0.0038 mg/L at 25 °C log Kow (octanol–
water): 6.35
·Henry’s Law Constant: 0.034 Pa m3/mol at
20 °C
A través del Ministerio de Empleo y Seguridad Social, se puede obtener una información más
completa sobre este agente con motivo de la exposición durante las actividades laborales y
exposiciones ambientales de los trabajadores. Se trata de la Ficha internacional de Seguridad
Química (FISQ), proporcionada por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo.
Disponible en:
3
Datos obtenidos a partir del último informe emitido por la Agencia Internacional de Investigación del
Cáncer, IARC 2010.
El benzo[a]pireno (BaP), es un compuesto formado por cinco anillos de benceno fundidos,
presenta un punto de fusión de 179ºC y de ebullición de 495ºC, es altamente volátil y soluble
con los compuestos orgánicos lipolíficos. Se forma por pirolisis o por la combustión incompleta
de la materia orgánica y como derivado de varios procesos en la industria alimentaria y también
en diferentes prácticas de cocción en el hogar, entre otros (2,4). A elevadas temperaturas, la
pirólisis de compuestos orgánicos produce fragmentos de moléculas y radicales que se
combinan para dar lugar al BaP. A temperaturas inferiores a 400o
C se originan en pequeña
proporción, mientras que su producción aumenta linealmente entre los 400-1000o
C. La
composición de los productos de la pirosíntesis depende del combustible, la temperatura y el
tiempo de permanencia a altas temperaturas. Los combustibles necesarios para su formación
son metano, otros hidrocarburos, hidratos de carbono, ligninas, péptidos, etc. Sin embargo, los
compuestos insaturados y las estructuras cíclicas suelen favorecer la formación (2, 4, 16).
Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo
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http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Ficheros/10
1a200/nspn0104.pdf
Exposición
I. Exposición Ambiental4
: El ser humano se encuentra rodeado no sólo del BaP, sino de
una mezcla de HAPs. Las principales fuentes de emisión suelen ser el humo del tabaco,
los gases de los tubos de escape, el carbón, el alquitrán, los incendios forestales, los
incendios agrícolas, la quema de madera en las casas, la incineración de desechos
industriales y municipales y los lugares de desechos peligrosos, por lo que las zonas
urbanas tienen una mayor exposición con respecto a las zonas rurales. El BaP Se
encuentra en forma de vapor o adherido a superficies sólidas llegando a contaminar
tierras, los fondos de los ríos y a los animales y vegetales que nos sirven como
alimento (2, 3, 8, 9). El BaP se ha considerado como indicador de la contaminación
global por HAP y por ello su exposición se ha dividido en: a) exposición muy alta a BaP
(>10mg/m3
); b) exposición moderada (0.1 a 10mg/m3
); y c) exposición baja
(<0.1mg/m3
) (2,16).
II. Exposición a partir de la Dieta: A elevadas temperaturas, la pirólisis de compuestos
orgánicos produce fragmentos de moléculas y radicales que se combinan para dar
lugar al BaP. La composición de los productos de la pirosíntesis depende del
combustible, la temperatura y el tiempo de permanencia a altas temperaturas. Los
combustibles necesarios para su formación son metano, otros hidrocarburos, hidratos
de carbono, ligninas, péptidos, etc. Sin embargo, los compuestos insaturados y las
estructuras cíclicas suelen favorecer la formación (16). Se pueden observar las
diferentes vías de formación en la Figura 2.
Asar a la parrilla o el asado de carne y pescado en un fuego abierto (fuego directo a la
carne), conduce a la contaminación por BaP de varias maneras diferentes. En primer
lugar, la alta temperatura conduce a la formación endógena de BaP en la superficie de
la comida. En segundo lugar, el Bap se puede formar durante la combustión del
combustible utilizado al asar a la parrilla. En tercer lugar, y quizás lo más importante, el
BaP se forman cuando la grasa derretida gotea en la fuente de calor. El BaP ya
formado durante la pirólisis de la grasa, se evapora a la atmósfera y parcialmente se
deposita sobre la superficie de la carne (2, 5, 9, 11).
Otro proceso como es el ahumado de carnes, pescados y productos lácteos como el
queso, permite la creación de BaP, no por la propia cocción del alimento sino
producidos por la pirólisis de la madera (2).
4
Para más información sobre la exposición ambiental, dirigirse a la referencia bibliográfica número 7, 8,
9, 16. Se encuentra estudios como por ejemplo sobre la contaminación del aire por BaP durante un año
en dos países diferentes, la contaminación de 3 lagos Europeos de alta montaña en periodos de 50
años, entre otros.
Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo
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En términos cuantitativos, la cantidad de BaP formado durante la pirólisis varía en
función del alimento y de los procesos a los que haya sido sometido. Por ejemplo, en
carnes y pescado a la brasa, la cantidad de BaP formado depende del tiempo de
exposición, distancia a la fuente de calor, contenido en grasa del alimento, el que la
grasa fundida caiga al interior de la fuente calórica, etc. Sin embargo, no queda duda
de que este tipo de preparación/cocción es donde se obtienen los niveles más
elevados de BaP comparado con el asado y la fritura (2).
Diferentes estudios han permitido conocer, de forma aproximada, la concentración de
BaP en algunos alimentos procesados. Destacan por su contenido elevado los
productos ahumados. Entre los alimentos no ahumados, los de mayor concentración
son algunos pescados y mariscos, con concentraciones de hasta 5-7 μg/kg, y los que
tienen alto contenido en grasas, como los aceites, con concentraciones a veces
superiores a 2 μg/kg. El nivel de HAP del aceite varía notablemente dependiendo del
fruto o semilla, la tecnología utilizada y el proceso de refinado. Es muy bajo en el
aceite virgen de oliva, y algo mayor en el aceite refinado de otras semillas. El de orujo,
resultante de extraer el aceite remanente en el hueso, debe someterse a procesos más
agresivos y tiene un mayor riesgo de contener mayores concentraciones de BaP (10).
Las grasas derivadas de animales suelen tener contenidos más bajos que los de origen
vegetal, siendo la margarina la principal fuente de BaP.
En las Harinas, las concentraciones de BaP son mayores en el salvado que en la harina
blanca. Siguiendo con el trigo, los cereales son también una fuente importante de BaP
ya sea por el tratamiento térmico como la exposición de la semilla a la contaminación
del medio ambiente (2,7)
Figura 2. Posibles vías de formación de benzo[a]pireno (tomado de Concon, 1988).
(Referencia Bibliográfica 2)
Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo
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Según Dennis et al. (1991), las fórmulas
infantiles también pueden presentar
unos niveles de BaP superiores a otras
leches en polvo, lo que puede atribuirse
a que contienen un mayor porcentaje de
grasa (2).
Por otro lado, sin que los alimentos
hayan sido procesados/tratados, y/o
cocinados, es decir en crudo, ya
presentan ciertos niveles BaP que se
añaden a la dieta. Atendiendo a las
frutas y verduras, los contenidos
dependen de la proximidad a las áreas
industriales o áreas de tráfico elevado.
En la Tabla 2. Se exponen los niveles de
BaP obtenidos por diferentes autores en
diversos grupos de alimentos, tanto los
procesados como los no.
Atendiendo a la definición de
”exposición”, no sólo interesa saber los
valores individuales o totales de BaP en
los diferentes grupos de alimentos, sino
tener en cuenta los consumos de una
población dada con el objetivo de
conocer el grado de exposición.
En la dieta típica en España de población
adulta se ha estimado que la ingesta
diaria promedio es de 8.6 μg/d,
correspondiendo 0,14 μg/d a la ingesta
de BaP. Para el BaP, el 24% de la ingesta
correspondía a carne y derivados, 20% a
productos a base de cereales, y 11% a
los aceites y otras grasas. En las
poblaciones no expuestas
ocupacionalmente y no fumadoras el
BaP y otros HAPs de la dieta constituyen
la principal fuente de exposición (2, 10)
En un estudio realizado en Cataluña, se
estudió la exposición de la población a
este y otros HAPs concluyendo en que
los niveles más elevados correspondían
al consumo de cereales, seguido de
carnes y productos cárnicos. La ingesta
Tabla 2. Niveles de benzo[a]pireno por grupos de
alimentos.
Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo
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media osciló entre 6.3µ/día para mujeres adultas y ancianos, y 8.4µ/día en
adolescentes (2,15).
Límites
El benzo[a]pireno pertenece al grupo de los
hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) y se
utiliza como marcador de la presencia y el
efecto de HAP cancerígenos en los alimentos,
según un dictamen científico del antiguo Comité
Científico de la Alimentación Humana (CCAH).
Para los alimentos que se consumen crudos la
UE ha fijado un límite máximo tolerable de 0,3
μg/kg. No se ha fijado un límite para alimentos
ahumados, aunque en algunos paises (Francia,
Alemania, Suiza, Austria) han establecido
valores de 1 μg/kg. En España, para el aceite de
orujo se han establecido límites para un grupo
de ocho HAP (entre ellos el BaP); para cada uno
el límite máximo debe ser menor de 2 μg/kg, y
la suma de sus concentraciones no puede
exceder de 5 μg/kg (Orden de 25 de Junio de
2001, del Ministerio de la Presidencia) (13,14).
Toxicocinética
I. Absorción.
El benzo[a]pireno es liposoluble, lo que no solamente facilita su adherencia a la grasa
de los alimentos, sino que también favorece su difusión y transporte a través de las
membranas celulares de animales y más específicamente de los mamíferos. Cuando se
ingiere con los alimentos se absorbe en el intestino, pero también puede ingresar al
organismo por fuentes no alimenticias, por ejemplo, por medio de los pulmones al ser
inhalado, debido a que el compuesto mencionado es altamente volátil o por vía
cutánea (3). Por ser insolubles en agua los lípidos requieren la formación de micelas con
sales biliares para su digestión intestinal y posterior absorción de los productos de la
misma. Debido a que la mayoría de los compuestos hidrofóbicos que ingresan al tracto
gastrointestinal no pueden disolverse en el medio acuoso, por lo que algunos factores
involucrados en los procesos de digestión y absorción de los lípidos de la dieta, tales
como la presencia de sales biliares, también afectan la absorción de los HAP (3,4).
El BaP ingresa desde la luz intestinal hasta el enterocito mediante transporte activo, su
captación se incrementa con la inducción del citocromo P 450 (isoformas: 1A1, 1B1),
estas isoformas han sido localizadas en la membrana apical del enterocito y aumentan
la velocidad de absorción del compuesto de interés favoreciendo su paso hasta la
membrana basolateral (4,5).
Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo
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II. Metabolismo.
El metabolismo del benzo[a]pireno es muy complejo y no se entrará en muchos detalles
de ello. Por un lado, decir que suceden dos fases: la primera consta del mecanismo
diolepóxido, y el segundo del mecanismo del radical-catión (3). Por otro, decir que se
ha demostrado, utilizando células Caco 2, que el BaP es metabolizado en el intestino
generando productos altamente tóxicos (4). Este se oxida por la acción de la enzima
arilhidrocarburo hidroxilasa (AHH), formando epóxidos electrofílicos que reaccionan
con grupos nucleofílicos de proteínas y ácidos nucleicos (DNA y RNA), dando lugar al
desarrollo de mutagénesis, teratogénesis y cáncer. El benzo[a]pireno se metaboliza
dando lugar aproximadamente a 20 metabolitos oxidados que pueden inducir
mutaciones o unirse a macromoléculas celulares, pero su principal metabolito con
función carcinogénica es el 7,8-diol-9,10-epóxido (2). Cavret y colaboradores
reportaron que el BaP se hidroxila en el enterocito más rápido que otros compuestos
(fenantreno 45%, pireno 65% y benzopireno 96%), en un tiempo de seis horas,
explicado por su carácter lipofílico que muestra gran afinidad por el epitelio intestinal.
Esta capacidad de la mucosa intestinal para metabolizar xenobióticos, entre ellos el
BaP, puede fomentar la producción de metabolitos carcinogénicos en el sitio e
incrementar el riesgo de cáncer intestinal (4).
III. Distribución. Después de ser absorbido por el intestino, el BaP pasa al torrente
sanguíneo y su captación tiene relación directa con el transporte unidireccional de los
lípidos de la dieta. Aunque parte del BaP procedente de los alimentos se modifica en el
intestino, su metabolismo es básicamente hepático y su principal ruta de eliminación es
la bilis, a pesar de que también se eliminan como metabolitos conjugados con el
glutatión, el ácido glucurónico o sulfatos por vía fecal y urinaria (6). El BaP y sus
metabolitos se distribuye desde el hígado hacía todos los tejidos, especialmente
aquellos que tienen mayor contenido de grasas, se destacan los riñones, los pulmones,
el cerebro y las mamas (3-5)
Carcinogenicidad
Se conocen varios caminos para la activacióndel BaP, sin embargo el más aceptado involucra al
citocromo P450 con sus isoformas CYP1A1 yCYP1B1, que actúan en la región angular de la
molécula sobre una zona de alta densidad electrónica, para formar compuestos conocidos
como epóxidos5
(2).
Los epóxidos pueden formar espontáneamente fenoles, y por acción de una prostaglandina H
sintasa producir quinonas, que al ser atacadas por una quinona reductasa generan derivados
de quinonas o pueden conjugarse con el glutatión, sulfato o el ácido glucurónico. Los epóxidos
formados también pueden ser atacados por la enzima epóxido hidrolasa, para producir
dihidrodioles, los cuales a su vez se pueden oxidar por las isoformas 1A1/1B1 del citocromo
P450, generando fenoles dihidrodioles y dihidrodiol epóxidos, estos últimos se pueden
hidrolizar a tetroles, conjugarse con glutatión o causar una modificación covalente de
macromoléculascelulares, dando lugar a respuestas mutagénicas y cancerígenas (2,4)
5
Un epóxido es un radical formado por un átomo de oxigeno unido a dos de carbono, a su vez unidos
entre sí por un átomo de carbonomediante enlace covalente.
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Figura 3. Principales vías de transformación de Benzo[a]pireno. Tomado de la referencia bibliográfica 2.
Figura 4. Metabolismo Hepático del BaP. Se muestra la activación del BaP y su conversión en diversas sustancias
tóxicas. Obtenido a partir de la referencia bibliográfica 4.
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La estereoquímica de los dihidrodiol epóxidos derivadosdel BaP desempeña un papel
importante en la toxicidad asociada con este último. El (+) antibenzo( a)pireno-7,8-dihidrodiol-
9,10-epóxido es el estereoisómero que ha mostrado tener la mayor reactividad, la más alta
actividad de iniciación de tumores y ser el metabolito predominante en la formación de
aductos con el ADN en los tejidos de los mamíferos (3, 4).
El (+) anti-benzo(a)pireno-7,8-dihidrodiol-9,10- epóxido puede sufrir una escisión carbono-
oxígeno, provocando la apertura del anillo para formar un ión carbonilo en el carbono 10, es
decir un átomo de carbono con carga positiva. Los iones carbonilo son especies muy reactivas
que reaccionan con nucleófilos, tales como el ADN y las proteínas, para formar aductos
covalentes (24-25). Wei y colaboradores (4), confirmaron la formación de aductos del DNA con
diversos metabolitos del BaP. El 8-hidroxilo del (+) anti-benzo(a) pireno-7,8-dihidrodiol-9,10-
epóxido, se puede unir al nitrógeno de la posición tres de la guanina y al átomo de oxígeno de
la desoxirribosa. Los enlaces de hidrógeno del 7-hidroxilo, del compuesto (+) anti-
benzo(a)pireno-7,8-dihidrodiol-9,10-epóxido, se pueden unir a los átomos de hidrógeno en los
nitrógeno en las posiciones uno y dos de la guanina y al átomo de oxígeno de la citosina
formando aductos. Cuando los aductos no se corrigen debidamente por el sistema de
reparación del ADN, lo pueden dañar e incluso inducir mutaciones (3-5), estas se han
encontrado en el gen p53 (gen guardián), considerado indispensable para inducir la respuesta
de las células ante el daño del ADN, deteniendo el ciclo celular en caso de mutaciones. Por su
función en la apoptosis y el control del ciclo celular ante daños del ADN, se le conoce como gen
supresor de tumores. Cuando este se altera puede permitir la proliferación de células
anormales, dando como resultado cáncer.
En tumores producidos por metabolitos del BaP se han encontrado mutaciones del gen p53 en
los axones 157, 248 y 273 (4).
Algunos metabolitos del BaP se ligan covalentemente con el ADN y el ARN induciendo a la
neoplasia y a la interacción macromolecular (4,5,7); siendo este el primer paso de la
tumorogénesis y mutagénesis. Dichos metabolitos también pueden reaccionar con proteínas,
como fue demostrado en peces por Helleberg y Prados (4), quienes encontraron que el
isómero diol-epóxido se puede unir con proteínas hepáticas citosólicas y microsomales como
la albúmina y la globulina. El 3-hidroxi-benzo(a)pireno se puede unir a la hemoglobina y a la
albúmina en células de bovinos (5,9). De igual manera, reacciones de oxidorreducción
generadas por quinonas, derivadas del metabolismo del BaP, podrían llevar a la formación de
especies reactivas de oxígeno, las que pueden contribuir a transformaciones oncogénicas
(16,34), estas especies reactivas de oxígeno pueden inducir la peroxidación lipídica que cataliza
la oxidación de dioles a diol-epóxidos y estos a su vez tienen la posibilidad de unirse al ADN y a
las proteínas (3-9,16)
Recomendaciones
Según el Instituto Nacional del cáncer, se debe (11):
 Evitar exponer la carne directamente a las llamas o a una superficie caliente de metal y
evitar cocinar por un periodo prolongado.
 Usar un horno de microondas para cocinar la carne antes de exponerla a altas
temperaturas puede también reducir significativamente la formación de HAPs debido a
que se reduce el tiempo de exposición de la carne a altas temperaturas para terminar de
cocinarla.
Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo
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 Voltear la carne continuamente sobre la fuente de alto calor puede reducir
considerablemente la formación de HAPs, en comparación con simplemente dejar la
carne sobre dicha fuente sin voltearla con frecuencia.
 Cortar los trozos chamuscados de carne y evitar usar salsa hecha del jugo de la carne
puede reducir también la exposición.
4 Conclusión
Una de las principales vías de exposición al Benzo[a]pireno es la ingestión de alimentos
contaminados con dicho compuesto, bien sea durante el procesamiento industrial de los
mismos o por los métodos de conservación y cocción a que son sometidos en el hogar.
teniendo en cuenta la evidencia de genotoxicidad, mutagenicidad y carcinogénesis producidas
por sus metabolitos dentro del organismo, principalmente en estudios experimentales en
animales; se hace necesario ampliar el control en los procesos de cocción, fritura o asado a
nivel del hogar y en los procesos de secado, asado, ahumado, tostado, fritura, extracción de
aceites a nivel industrial, debido a que aunque estos procesos pueden ser beneficiosos, por
favorecer la inactivación de factores anti nutricionales, mejorar la conservación, calidad y
características organolépticas de los alimentos, también si no se controlan adecuadamente el
tiempo de cocción, la temperatura, la proximidad del alimento con la fuente de calor, la
fuente de energía utilizada, se puede favorecer la formación del BaP, su posterior ingestión al
consumir los alimentos sometidos a estos procesos y como consecuencia el desarrollo de
efectos nocivos para la salud, dentro de ellos el desarrollo de cáncer.
Muchos alimentos exceden la concentración máxima de BaP permitida por la UE.
Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo
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5 Referencias Bibliográficas
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la intolerancia alimentaria, Vol. 77 de Atalaya (Península); 2001. p. 173-216.
2. Ana Mª Cameán, Ángeles Jos, Isabel Mª Moreno, Silvia Pichardo, Manuel Repetto.
Tóxicos formados durante el procesado, preparación y almacenamiento de los
alimentos. En: Ana María Cameán, Manuel Repetto (Editores). Toxicología Alimentaria.
España: Ediciones Díaz de Santos; 2006. p. 493-516.
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Poulsen. Mutagens and carcinogens in heat-processed food. En: Klara Miller.
Toxicological aspects of food. University of Wisconsin – Madison: Elsevier Applied
Science; 24 Nov 2010. p. 206-212.
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Leonard G. Bjeldanes. Introducción a la toxicología de los alimentos. Editorial Acribia,
S.A.; 1996. p. 179-184.
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http://www.gencat.cat/salut/acsa/html/ca/dir2948/pdf/724.pdf
8. Ingrid Vives, Joan O. Grimalt, Raimon Guitart. Departamento de Química Ambiental
(IIQAB-CSIC). Jordi Girona. Laboratorio de Toxicología, Facultad de veterinaria,
Universidad Autónoma de Barcelona. Los hidrocarburos aromáticos policíclicos y la
salud humana. [En línea]. Apuntes de Ciencia y Tecnología, Nº3. Asociación para el
Avance de la Ciencia y la Tecnología en España (AACTE). España; 2001. Disponible en:
http://pagines.uab.cat/tox/sites/pagines.uab.cat.tox/files/PAHacte.pdf
9. Atlanta, GA: Departamento de Salud y de los Servicios Humanos de los EE.UU, Servicios
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(HAP). ATSDR [Internet]. 1995. Disponible en:
http://www.atsdr.cdc.gov/es/phs/es_phs69.pdf
10. Exposición a los HAP: Tipos, Niveles y Concentraciones, Exposición a partir de la dieta.
En: Antonio Agudo (Instituto Catalán de Oncología), Secretaría de Salud Laboral y
Medio Ambiente MCA-UGT Federación de la Industria. Los Hidrocarburos Aromáticos
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13. Diario Oficial de la Unión Europea. REGLAMENTO (UE) N o 835/2011 DE LA COMISIÓN
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  • 1. Javier Cuerda Fernández Universidad de Alicante Los Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos, el Benzo[a]pireno
  • 2. Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo Página | 2 ÍNDICE 1. Resumen…………………………………………………………..………..3 2. Justificación……………………………………………..………………...4 3. Síntesis………………………………………………….….………………..5 ¿Qué es el Benzo[a]pireno?............................................5 Exposición…………………………………………………………….……6 Límites………………………………………………………………………..9 Toxicocinética……………………………………………………………..9 Carcinogenicidad……………………………………………………….10 Recomendaciones………………………………………………….….12 4. Conclusiones…………………………………………………………….13 5. Bibliografía……………………………………………………………….14
  • 3. Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo Página | 3 Los Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP), el Benzo[a]pireno. 1. Resumen Hace miles de años se descubrió el fuego y con ello una nueva forma de procesar y preparar alimentos. La cocción mejoró la alimentación de nuestros antepasados, lo que les reportó grandes beneficios, sin embargo, no contaron con la desventaja de la pérdida de vitaminas y otros peligros asociados a varias técnicas de cocinado y procesado (1). El contacto del alimento con el humo, o que se tuesten la carne y los cereales, hace que se creen o se adhieran sustancias, que no existían previamente en la materia prima, las cuales tienen la posibilidad de incrementar el riesgo de padecer cáncer (1). Se habla entonces de la formación de Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP), que son los que nos ocupa este documento, o más concretamente del benzo[a]pireno. Este compuesto es del que se dispone de más datos toxicológicos y está clasificado por la IARC1 como probable carcinógeno (grupo 2A2 ). Su presencia ha sido reiteradamente demostrada en muy diversos tipos de alimentos (Kazerouni et al.,2001), y en diferentes formas de cocción y procesado como: carnes y pescados a la brasa y a la parrilla; el ahumado de carnes, tocinos y pescados; alimentos 1 International Agency for Research on Cancer, es el organismo especializado de cáncer de la Organización Mundial de la Salud. El objetivo de la IARC es promover la colaboración internacional en la investigación del cáncer. Desde que el benzo[a]pireno fue considerado como carcinógeno en 1972, no se ha parado de trabajar con él actualizando sus evaluaciones en IARC 1973, 1983,2010. 2 Se trata de una clasificación del IARC que va desde 1, pasando por 2A, 2B, 3 y 4, siendo 4 la clasificación para aquellas sustancias con baja capacidad carninogénica en humanos y en otros animales. Conforme asciende la clasificación, más capacidad carcinogénica. 2A = Limited evidence in humans and sufficient evidence in animals. http://www.fda.gov/downloads/AdvisoryCommittees/CommitteesMeetingMaterials/TobaccoProductsS cientificAdvisoryCommittee/UCM215717.pdf El riesgo para la salud del hombre por el consumo de compuestos pirorgánicos formados durante el procesado y preparación de los alimentos:
  • 4. Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo Página | 4 tostados como el pan, el café, productos de repostería, ect.; cereales, vegetales, bebidas, etc. (2). El benzo[a]pireno se forma por la combustión incompleta de la materia orgánica por lo que es un contaminante ambiental ampliamente extendido que se encuentran en el aire, agua, suelos y sedimentos generalmente a nivel de trazas, excepto cerca de sus fuentes (3). La población, en general, puede estar expuesta a esta sustancia a través del humo del tabaco, inhalación de aire contaminado e ingestión de aguas y alimentos contaminados con efluentes de combustión y por procesos de cocinado y tecnológicos que lo produzcan. Por lo que según Gullen et al., 1996, a través de los alimentos se tienen dos vías de exposición: a) la debida a deposición y absorción de este compuesto a partir de aire contaminado, y por ello, cereales, vegetales, frutas y semillas contribuyen de forma mayoritaria a la ingesta de estos hidrocarburos; b) la derivada de su propia formación y deposición en los alimentos a través de tratamientos como el tostado, ahumado y el asado (2). Para John Emesley, 2001; el benzo[a]pireno forma una parte muy pequeña de la alimentación del ser humano que en alimentos crudos no suponen un peligro, pero que puede que lo haya a la hora de la ingesta de unos filetes hechos a la parrilla. Fuera como fuese, para él, el benzo[a]pireno y el resto de HAP no han de ser una razón para cambiar la forma de alimentarse del ser humano (1). Sin embargo, este racionamiento causa controversia debido a que la activación de este tóxico puede inducir cáncer de diversa localización, como esófago, estómago, intestino, piel, vejiga, pulmón e hígado, evidenciado en estudios experimentales en animales (ratas). Además, este es capaz de atravesar la placenta y provocar la aparición de cáncer en la piel y en los pulmones de los fetos (2-5, 7, 9). Es por ellos por lo que la Comisión Europea actualiza periódicamente la normativa que regula el contenido de benzo[a]pireno en alimentos (13,14) 2. Justificación A día de hoy, el ser humano se encuentra sometido a varios focos de emisión de benzo[a]pireno ya sean de fuentes naturales como erupciones volcánicas o los incendios forestales, el tráfico intenso de vehículos, las plantas industriales que dependen de la combustión de derivados del petróleo y del carbón, el hábito de fumar, o determinadas actividades laborales. Si a todo esto se le suma el consumo excesivo de alimentos ahumados o demasiado tostados, se puede incrementar la exposición hasta superar los considerados niveles de riesgo. Por ello, la forma más fácil de disminuir el riesgo es controlando las cantidades ingeridas por los alimentos. Así pues, por un lado se deberá controlar los niveles en los alimentos crudos y en aquellos procesados (ahumados, etc.), y por otro lado mejorar las técnicas de cocinado y procesado de alimentos que dan pie a la formación de este HAP.
  • 5. Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo Página | 5 3. Síntesis ¿Qué es el Benzo[a]pireno? Tabla 1. Identificación físico-química del Benzo[a]pireno3 . Identificación del Agente ·Chem. Abstr. Services Reg. No.: 50-32-8 ·Chem. Abstr. Name: Benzo[a]pyrene ·IUPAC Systematic Name: Benzo[a]pyrene ·Synonyms: BaP; benzo[def]chrysene ·Relative molecular mass: 252.31 ·Description: Yellowish plates, needles from benzene/methanol; crystals may be monoclinic or orthorhombic ·Boiling-point: 310–312 °C at 10 mm Hg ·Melting-point: 179–179.3 °C; 178.1 °C ·Spectroscopy data: Ultraviolet/visual, infrared, fluorescence, mass and nuclear magnetic-resonance spectral data have been reported ·Water solubility: 0.00162 mg/L at 25 °C; 0.0038 mg/L at 25 °C log Kow (octanol– water): 6.35 ·Henry’s Law Constant: 0.034 Pa m3/mol at 20 °C A través del Ministerio de Empleo y Seguridad Social, se puede obtener una información más completa sobre este agente con motivo de la exposición durante las actividades laborales y exposiciones ambientales de los trabajadores. Se trata de la Ficha internacional de Seguridad Química (FISQ), proporcionada por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo. Disponible en: 3 Datos obtenidos a partir del último informe emitido por la Agencia Internacional de Investigación del Cáncer, IARC 2010. El benzo[a]pireno (BaP), es un compuesto formado por cinco anillos de benceno fundidos, presenta un punto de fusión de 179ºC y de ebullición de 495ºC, es altamente volátil y soluble con los compuestos orgánicos lipolíficos. Se forma por pirolisis o por la combustión incompleta de la materia orgánica y como derivado de varios procesos en la industria alimentaria y también en diferentes prácticas de cocción en el hogar, entre otros (2,4). A elevadas temperaturas, la pirólisis de compuestos orgánicos produce fragmentos de moléculas y radicales que se combinan para dar lugar al BaP. A temperaturas inferiores a 400o C se originan en pequeña proporción, mientras que su producción aumenta linealmente entre los 400-1000o C. La composición de los productos de la pirosíntesis depende del combustible, la temperatura y el tiempo de permanencia a altas temperaturas. Los combustibles necesarios para su formación son metano, otros hidrocarburos, hidratos de carbono, ligninas, péptidos, etc. Sin embargo, los compuestos insaturados y las estructuras cíclicas suelen favorecer la formación (2, 4, 16).
  • 6. Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo Página | 6 http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Ficheros/10 1a200/nspn0104.pdf Exposición I. Exposición Ambiental4 : El ser humano se encuentra rodeado no sólo del BaP, sino de una mezcla de HAPs. Las principales fuentes de emisión suelen ser el humo del tabaco, los gases de los tubos de escape, el carbón, el alquitrán, los incendios forestales, los incendios agrícolas, la quema de madera en las casas, la incineración de desechos industriales y municipales y los lugares de desechos peligrosos, por lo que las zonas urbanas tienen una mayor exposición con respecto a las zonas rurales. El BaP Se encuentra en forma de vapor o adherido a superficies sólidas llegando a contaminar tierras, los fondos de los ríos y a los animales y vegetales que nos sirven como alimento (2, 3, 8, 9). El BaP se ha considerado como indicador de la contaminación global por HAP y por ello su exposición se ha dividido en: a) exposición muy alta a BaP (>10mg/m3 ); b) exposición moderada (0.1 a 10mg/m3 ); y c) exposición baja (<0.1mg/m3 ) (2,16). II. Exposición a partir de la Dieta: A elevadas temperaturas, la pirólisis de compuestos orgánicos produce fragmentos de moléculas y radicales que se combinan para dar lugar al BaP. La composición de los productos de la pirosíntesis depende del combustible, la temperatura y el tiempo de permanencia a altas temperaturas. Los combustibles necesarios para su formación son metano, otros hidrocarburos, hidratos de carbono, ligninas, péptidos, etc. Sin embargo, los compuestos insaturados y las estructuras cíclicas suelen favorecer la formación (16). Se pueden observar las diferentes vías de formación en la Figura 2. Asar a la parrilla o el asado de carne y pescado en un fuego abierto (fuego directo a la carne), conduce a la contaminación por BaP de varias maneras diferentes. En primer lugar, la alta temperatura conduce a la formación endógena de BaP en la superficie de la comida. En segundo lugar, el Bap se puede formar durante la combustión del combustible utilizado al asar a la parrilla. En tercer lugar, y quizás lo más importante, el BaP se forman cuando la grasa derretida gotea en la fuente de calor. El BaP ya formado durante la pirólisis de la grasa, se evapora a la atmósfera y parcialmente se deposita sobre la superficie de la carne (2, 5, 9, 11). Otro proceso como es el ahumado de carnes, pescados y productos lácteos como el queso, permite la creación de BaP, no por la propia cocción del alimento sino producidos por la pirólisis de la madera (2). 4 Para más información sobre la exposición ambiental, dirigirse a la referencia bibliográfica número 7, 8, 9, 16. Se encuentra estudios como por ejemplo sobre la contaminación del aire por BaP durante un año en dos países diferentes, la contaminación de 3 lagos Europeos de alta montaña en periodos de 50 años, entre otros.
  • 7. Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo Página | 7 En términos cuantitativos, la cantidad de BaP formado durante la pirólisis varía en función del alimento y de los procesos a los que haya sido sometido. Por ejemplo, en carnes y pescado a la brasa, la cantidad de BaP formado depende del tiempo de exposición, distancia a la fuente de calor, contenido en grasa del alimento, el que la grasa fundida caiga al interior de la fuente calórica, etc. Sin embargo, no queda duda de que este tipo de preparación/cocción es donde se obtienen los niveles más elevados de BaP comparado con el asado y la fritura (2). Diferentes estudios han permitido conocer, de forma aproximada, la concentración de BaP en algunos alimentos procesados. Destacan por su contenido elevado los productos ahumados. Entre los alimentos no ahumados, los de mayor concentración son algunos pescados y mariscos, con concentraciones de hasta 5-7 μg/kg, y los que tienen alto contenido en grasas, como los aceites, con concentraciones a veces superiores a 2 μg/kg. El nivel de HAP del aceite varía notablemente dependiendo del fruto o semilla, la tecnología utilizada y el proceso de refinado. Es muy bajo en el aceite virgen de oliva, y algo mayor en el aceite refinado de otras semillas. El de orujo, resultante de extraer el aceite remanente en el hueso, debe someterse a procesos más agresivos y tiene un mayor riesgo de contener mayores concentraciones de BaP (10). Las grasas derivadas de animales suelen tener contenidos más bajos que los de origen vegetal, siendo la margarina la principal fuente de BaP. En las Harinas, las concentraciones de BaP son mayores en el salvado que en la harina blanca. Siguiendo con el trigo, los cereales son también una fuente importante de BaP ya sea por el tratamiento térmico como la exposición de la semilla a la contaminación del medio ambiente (2,7) Figura 2. Posibles vías de formación de benzo[a]pireno (tomado de Concon, 1988). (Referencia Bibliográfica 2)
  • 8. Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo Página | 8 Según Dennis et al. (1991), las fórmulas infantiles también pueden presentar unos niveles de BaP superiores a otras leches en polvo, lo que puede atribuirse a que contienen un mayor porcentaje de grasa (2). Por otro lado, sin que los alimentos hayan sido procesados/tratados, y/o cocinados, es decir en crudo, ya presentan ciertos niveles BaP que se añaden a la dieta. Atendiendo a las frutas y verduras, los contenidos dependen de la proximidad a las áreas industriales o áreas de tráfico elevado. En la Tabla 2. Se exponen los niveles de BaP obtenidos por diferentes autores en diversos grupos de alimentos, tanto los procesados como los no. Atendiendo a la definición de ”exposición”, no sólo interesa saber los valores individuales o totales de BaP en los diferentes grupos de alimentos, sino tener en cuenta los consumos de una población dada con el objetivo de conocer el grado de exposición. En la dieta típica en España de población adulta se ha estimado que la ingesta diaria promedio es de 8.6 μg/d, correspondiendo 0,14 μg/d a la ingesta de BaP. Para el BaP, el 24% de la ingesta correspondía a carne y derivados, 20% a productos a base de cereales, y 11% a los aceites y otras grasas. En las poblaciones no expuestas ocupacionalmente y no fumadoras el BaP y otros HAPs de la dieta constituyen la principal fuente de exposición (2, 10) En un estudio realizado en Cataluña, se estudió la exposición de la población a este y otros HAPs concluyendo en que los niveles más elevados correspondían al consumo de cereales, seguido de carnes y productos cárnicos. La ingesta Tabla 2. Niveles de benzo[a]pireno por grupos de alimentos.
  • 9. Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo Página | 9 media osciló entre 6.3µ/día para mujeres adultas y ancianos, y 8.4µ/día en adolescentes (2,15). Límites El benzo[a]pireno pertenece al grupo de los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) y se utiliza como marcador de la presencia y el efecto de HAP cancerígenos en los alimentos, según un dictamen científico del antiguo Comité Científico de la Alimentación Humana (CCAH). Para los alimentos que se consumen crudos la UE ha fijado un límite máximo tolerable de 0,3 μg/kg. No se ha fijado un límite para alimentos ahumados, aunque en algunos paises (Francia, Alemania, Suiza, Austria) han establecido valores de 1 μg/kg. En España, para el aceite de orujo se han establecido límites para un grupo de ocho HAP (entre ellos el BaP); para cada uno el límite máximo debe ser menor de 2 μg/kg, y la suma de sus concentraciones no puede exceder de 5 μg/kg (Orden de 25 de Junio de 2001, del Ministerio de la Presidencia) (13,14). Toxicocinética I. Absorción. El benzo[a]pireno es liposoluble, lo que no solamente facilita su adherencia a la grasa de los alimentos, sino que también favorece su difusión y transporte a través de las membranas celulares de animales y más específicamente de los mamíferos. Cuando se ingiere con los alimentos se absorbe en el intestino, pero también puede ingresar al organismo por fuentes no alimenticias, por ejemplo, por medio de los pulmones al ser inhalado, debido a que el compuesto mencionado es altamente volátil o por vía cutánea (3). Por ser insolubles en agua los lípidos requieren la formación de micelas con sales biliares para su digestión intestinal y posterior absorción de los productos de la misma. Debido a que la mayoría de los compuestos hidrofóbicos que ingresan al tracto gastrointestinal no pueden disolverse en el medio acuoso, por lo que algunos factores involucrados en los procesos de digestión y absorción de los lípidos de la dieta, tales como la presencia de sales biliares, también afectan la absorción de los HAP (3,4). El BaP ingresa desde la luz intestinal hasta el enterocito mediante transporte activo, su captación se incrementa con la inducción del citocromo P 450 (isoformas: 1A1, 1B1), estas isoformas han sido localizadas en la membrana apical del enterocito y aumentan la velocidad de absorción del compuesto de interés favoreciendo su paso hasta la membrana basolateral (4,5).
  • 10. Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo Página | 10 II. Metabolismo. El metabolismo del benzo[a]pireno es muy complejo y no se entrará en muchos detalles de ello. Por un lado, decir que suceden dos fases: la primera consta del mecanismo diolepóxido, y el segundo del mecanismo del radical-catión (3). Por otro, decir que se ha demostrado, utilizando células Caco 2, que el BaP es metabolizado en el intestino generando productos altamente tóxicos (4). Este se oxida por la acción de la enzima arilhidrocarburo hidroxilasa (AHH), formando epóxidos electrofílicos que reaccionan con grupos nucleofílicos de proteínas y ácidos nucleicos (DNA y RNA), dando lugar al desarrollo de mutagénesis, teratogénesis y cáncer. El benzo[a]pireno se metaboliza dando lugar aproximadamente a 20 metabolitos oxidados que pueden inducir mutaciones o unirse a macromoléculas celulares, pero su principal metabolito con función carcinogénica es el 7,8-diol-9,10-epóxido (2). Cavret y colaboradores reportaron que el BaP se hidroxila en el enterocito más rápido que otros compuestos (fenantreno 45%, pireno 65% y benzopireno 96%), en un tiempo de seis horas, explicado por su carácter lipofílico que muestra gran afinidad por el epitelio intestinal. Esta capacidad de la mucosa intestinal para metabolizar xenobióticos, entre ellos el BaP, puede fomentar la producción de metabolitos carcinogénicos en el sitio e incrementar el riesgo de cáncer intestinal (4). III. Distribución. Después de ser absorbido por el intestino, el BaP pasa al torrente sanguíneo y su captación tiene relación directa con el transporte unidireccional de los lípidos de la dieta. Aunque parte del BaP procedente de los alimentos se modifica en el intestino, su metabolismo es básicamente hepático y su principal ruta de eliminación es la bilis, a pesar de que también se eliminan como metabolitos conjugados con el glutatión, el ácido glucurónico o sulfatos por vía fecal y urinaria (6). El BaP y sus metabolitos se distribuye desde el hígado hacía todos los tejidos, especialmente aquellos que tienen mayor contenido de grasas, se destacan los riñones, los pulmones, el cerebro y las mamas (3-5) Carcinogenicidad Se conocen varios caminos para la activacióndel BaP, sin embargo el más aceptado involucra al citocromo P450 con sus isoformas CYP1A1 yCYP1B1, que actúan en la región angular de la molécula sobre una zona de alta densidad electrónica, para formar compuestos conocidos como epóxidos5 (2). Los epóxidos pueden formar espontáneamente fenoles, y por acción de una prostaglandina H sintasa producir quinonas, que al ser atacadas por una quinona reductasa generan derivados de quinonas o pueden conjugarse con el glutatión, sulfato o el ácido glucurónico. Los epóxidos formados también pueden ser atacados por la enzima epóxido hidrolasa, para producir dihidrodioles, los cuales a su vez se pueden oxidar por las isoformas 1A1/1B1 del citocromo P450, generando fenoles dihidrodioles y dihidrodiol epóxidos, estos últimos se pueden hidrolizar a tetroles, conjugarse con glutatión o causar una modificación covalente de macromoléculascelulares, dando lugar a respuestas mutagénicas y cancerígenas (2,4) 5 Un epóxido es un radical formado por un átomo de oxigeno unido a dos de carbono, a su vez unidos entre sí por un átomo de carbonomediante enlace covalente.
  • 11. Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo Página | 11 Figura 3. Principales vías de transformación de Benzo[a]pireno. Tomado de la referencia bibliográfica 2. Figura 4. Metabolismo Hepático del BaP. Se muestra la activación del BaP y su conversión en diversas sustancias tóxicas. Obtenido a partir de la referencia bibliográfica 4.
  • 12. Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo Página | 12 La estereoquímica de los dihidrodiol epóxidos derivadosdel BaP desempeña un papel importante en la toxicidad asociada con este último. El (+) antibenzo( a)pireno-7,8-dihidrodiol- 9,10-epóxido es el estereoisómero que ha mostrado tener la mayor reactividad, la más alta actividad de iniciación de tumores y ser el metabolito predominante en la formación de aductos con el ADN en los tejidos de los mamíferos (3, 4). El (+) anti-benzo(a)pireno-7,8-dihidrodiol-9,10- epóxido puede sufrir una escisión carbono- oxígeno, provocando la apertura del anillo para formar un ión carbonilo en el carbono 10, es decir un átomo de carbono con carga positiva. Los iones carbonilo son especies muy reactivas que reaccionan con nucleófilos, tales como el ADN y las proteínas, para formar aductos covalentes (24-25). Wei y colaboradores (4), confirmaron la formación de aductos del DNA con diversos metabolitos del BaP. El 8-hidroxilo del (+) anti-benzo(a) pireno-7,8-dihidrodiol-9,10- epóxido, se puede unir al nitrógeno de la posición tres de la guanina y al átomo de oxígeno de la desoxirribosa. Los enlaces de hidrógeno del 7-hidroxilo, del compuesto (+) anti- benzo(a)pireno-7,8-dihidrodiol-9,10-epóxido, se pueden unir a los átomos de hidrógeno en los nitrógeno en las posiciones uno y dos de la guanina y al átomo de oxígeno de la citosina formando aductos. Cuando los aductos no se corrigen debidamente por el sistema de reparación del ADN, lo pueden dañar e incluso inducir mutaciones (3-5), estas se han encontrado en el gen p53 (gen guardián), considerado indispensable para inducir la respuesta de las células ante el daño del ADN, deteniendo el ciclo celular en caso de mutaciones. Por su función en la apoptosis y el control del ciclo celular ante daños del ADN, se le conoce como gen supresor de tumores. Cuando este se altera puede permitir la proliferación de células anormales, dando como resultado cáncer. En tumores producidos por metabolitos del BaP se han encontrado mutaciones del gen p53 en los axones 157, 248 y 273 (4). Algunos metabolitos del BaP se ligan covalentemente con el ADN y el ARN induciendo a la neoplasia y a la interacción macromolecular (4,5,7); siendo este el primer paso de la tumorogénesis y mutagénesis. Dichos metabolitos también pueden reaccionar con proteínas, como fue demostrado en peces por Helleberg y Prados (4), quienes encontraron que el isómero diol-epóxido se puede unir con proteínas hepáticas citosólicas y microsomales como la albúmina y la globulina. El 3-hidroxi-benzo(a)pireno se puede unir a la hemoglobina y a la albúmina en células de bovinos (5,9). De igual manera, reacciones de oxidorreducción generadas por quinonas, derivadas del metabolismo del BaP, podrían llevar a la formación de especies reactivas de oxígeno, las que pueden contribuir a transformaciones oncogénicas (16,34), estas especies reactivas de oxígeno pueden inducir la peroxidación lipídica que cataliza la oxidación de dioles a diol-epóxidos y estos a su vez tienen la posibilidad de unirse al ADN y a las proteínas (3-9,16) Recomendaciones Según el Instituto Nacional del cáncer, se debe (11):  Evitar exponer la carne directamente a las llamas o a una superficie caliente de metal y evitar cocinar por un periodo prolongado.  Usar un horno de microondas para cocinar la carne antes de exponerla a altas temperaturas puede también reducir significativamente la formación de HAPs debido a que se reduce el tiempo de exposición de la carne a altas temperaturas para terminar de cocinarla.
  • 13. Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo Página | 13  Voltear la carne continuamente sobre la fuente de alto calor puede reducir considerablemente la formación de HAPs, en comparación con simplemente dejar la carne sobre dicha fuente sin voltearla con frecuencia.  Cortar los trozos chamuscados de carne y evitar usar salsa hecha del jugo de la carne puede reducir también la exposición. 4 Conclusión Una de las principales vías de exposición al Benzo[a]pireno es la ingestión de alimentos contaminados con dicho compuesto, bien sea durante el procesamiento industrial de los mismos o por los métodos de conservación y cocción a que son sometidos en el hogar. teniendo en cuenta la evidencia de genotoxicidad, mutagenicidad y carcinogénesis producidas por sus metabolitos dentro del organismo, principalmente en estudios experimentales en animales; se hace necesario ampliar el control en los procesos de cocción, fritura o asado a nivel del hogar y en los procesos de secado, asado, ahumado, tostado, fritura, extracción de aceites a nivel industrial, debido a que aunque estos procesos pueden ser beneficiosos, por favorecer la inactivación de factores anti nutricionales, mejorar la conservación, calidad y características organolépticas de los alimentos, también si no se controlan adecuadamente el tiempo de cocción, la temperatura, la proximidad del alimento con la fuente de calor, la fuente de energía utilizada, se puede favorecer la formación del BaP, su posterior ingestión al consumir los alimentos sometidos a estos procesos y como consecuencia el desarrollo de efectos nocivos para la salud, dentro de ellos el desarrollo de cáncer. Muchos alimentos exceden la concentración máxima de BaP permitida por la UE.
  • 14. Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo Página | 14 5 Referencias Bibliográficas 1. Toxinas naturales. En: John Emsley, Peter Fell. ¿Te ha sentado mal la comida? Causa de la intolerancia alimentaria, Vol. 77 de Atalaya (Península); 2001. p. 173-216. 2. Ana Mª Cameán, Ángeles Jos, Isabel Mª Moreno, Silvia Pichardo, Manuel Repetto. Tóxicos formados durante el procesado, preparación y almacenamiento de los alimentos. En: Ana María Cameán, Manuel Repetto (Editores). Toxicología Alimentaria. España: Ediciones Díaz de Santos; 2006. p. 493-516. 3. IARC Monographs - 100F. Evaluation of Benzo[a]pyrene [Internet]. Disponible en: http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol100F/mono100F-14.pdf 4. Franco Tobón YN, Ramírez Botero CM. El benzo(a)pireno en los alimentos y su relación con el cáncer. Perspect Nutr Humana [Internet]. 2013;15: 99-112. Disponible en: http://revinut.udea.edu.co/index.php/nutricion/article/view/17909/15376 5. Institute of Toxicology, National food Agency, Sфborg, Denmark. Jhon Chr. Larsen, E Poulsen. Mutagens and carcinogens in heat-processed food. En: Klara Miller. Toxicological aspects of food. University of Wisconsin – Madison: Elsevier Applied Science; 24 Nov 2010. p. 206-212. 6. Tóxicos formados durante el procesado de los alimentos. En: Takayuki Shibamoto, Leonard G. Bjeldanes. Introducción a la toxicología de los alimentos. Editorial Acribia, S.A.; 1996. p. 179-184. 7. European Food Safety Authority. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Food. Scientific Opinnion of the Panel on Contaminants in the Food Chain. The EFSA Journal. [En línea] 2008; 724, 1-114. Disponible en: http://www.gencat.cat/salut/acsa/html/ca/dir2948/pdf/724.pdf 8. Ingrid Vives, Joan O. Grimalt, Raimon Guitart. Departamento de Química Ambiental (IIQAB-CSIC). Jordi Girona. Laboratorio de Toxicología, Facultad de veterinaria, Universidad Autónoma de Barcelona. Los hidrocarburos aromáticos policíclicos y la salud humana. [En línea]. Apuntes de Ciencia y Tecnología, Nº3. Asociación para el Avance de la Ciencia y la Tecnología en España (AACTE). España; 2001. Disponible en: http://pagines.uab.cat/tox/sites/pagines.uab.cat.tox/files/PAHacte.pdf 9. Atlanta, GA: Departamento de Salud y de los Servicios Humanos de los EE.UU, Servicios de Salud Pública. Reseña toxicológica de los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). ATSDR [Internet]. 1995. Disponible en: http://www.atsdr.cdc.gov/es/phs/es_phs69.pdf 10. Exposición a los HAP: Tipos, Niveles y Concentraciones, Exposición a partir de la dieta. En: Antonio Agudo (Instituto Catalán de Oncología), Secretaría de Salud Laboral y Medio Ambiente MCA-UGT Federación de la Industria. Los Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP) Acercamiento a su problemática como riesgo laboral. España; 2009. p. 27-38. 11. National Cancer Institute at the National Institutes of health. Chemicals in Meat Cooked at High Temperatures and Cancer Risk. Fact Sheet [En línea]. 2010. Disponible en: http://www.cancer.gov/cancertopics/factsheet/Risk/cooked-meats/print 12. Ecologistas en Acción (Castilla – La Mancha). Comentarios a propósito del Benzo[a]pireno. 2001. Disponible en:
  • 15. Riesgos Químicos de los Alimentos Cuaderno de Trabajo Página | 15 http://www.nodo50.org/ecologistasclm/noticias/contaminacion/Benzopireno.htm 13. Diario Oficial de la Unión Europea. REGLAMENTO (UE) N o 835/2011 DE LA COMISIÓN de 19 de agosto de 2011 que modifica el Reglamento (CE) n o 1881/2006 por lo que respecta al contenido máximo de hidrocarburos aromáticos policíclicos en los productos alimenticios. 14. BOE. I Disposiciones Generales. Ministerio de la Presidencia. Orden PRE/466/2012, de 5 de marzo, por la que se deroga la Orden de 25 de julio de 2001, por la que se establecen límites de determinados hidrocarburos aromáticos policíclicos en el aceite de orujo de oliva. Disponible en: http://www.boe.es/diario_boe/txt.php?id=BOE-A-2012-3398 15. Hidrocarburos aromáticos Policíclicos (HAP). En: Agencia Catalana de Seguridad Alimentaria. Contaminantes químicos. Estudio de la dieta total en Cataluña. [En línea]. 2008. p. 22. Disponible en: http://www.gencat.cat/salut/acsa/html/es/dir1593/doc34191.html 16. Carlos Mastandrea, Carlor Chichizola, Beatriz Ludeña, Héctor Sánchez, Horacio Álvare, Andrea Gutiérrez. Hidrocarburos aromáticos policíclicos. Riesgos para la salud y marcadores biológicos. [En línea]. Acta bioquím. clín. latinoam. v.39 n.1. Argentina; 2005. Disponible en: http://www.scielo.org.ar/scielo.php?pid=S0325- 29572005000100006&script=sci_arttext