PRINCIPY TOXIKOLOGIE POTRAVIN Dávky potenciálně toxických sloučenin přijímaných potravinami jsou velmi nízké- stopové (vzhledem např k akutní toxicitě nebo průmyslové expozici) Expozice je pravidelná a dlouhodobá Absorbce (biologická dostupnost) a toxicita jednotlivých škodlivin je ovlivněna ostatními chemickými složkami potravin

HLAVNÍ SKUPINY CHEMICKÝCH SLOUČENIN V POTRAVINÁCH VYŽADUJÍCÍ TOXIKOLOGICKÉ VYHODNOCENÍ  Kontaminanty ze zevního prostředí (PCB, Dioxiny, Hg, Cd)  Rezidua chemických látek vstupujících do potravin při produkci, skladování, transportu, zpracování  rezidua chemikálií používaných v rostlinné a živočišné výrobě (pesticidy, veterinární léčiva)  toxické látky produkované plísněmi v krmivech nebo potravinách ( aflatoxiny, fusariové toxiny, ochratoxin)  chemické látky migrující z obalových materiálů (ftaláty z plastů)  chemické sloučeniny vznikající při zpracování potravin (PAH, akrylamid)  Zvýšené hladiny „přírodních“ toxinů (solanin v bramborách)  Potravinové přísady (umělá sladidla, barviva, konzervační látky)

PODKLADY PRO POSUZOVÁNÍ CHEMICKÝCH LÁTEK V POTRAVINÁCH Z HLEDISKA ZDRAVOTNÍHO RIZIKA  Toxikologické studie (experimentální, epidemiologické)  Expozice (dávky) hladiny v potravinách konzumace všech aktuálních potravin rizikové skupiny konzumentů (např. extremní konzumace/zvýšená vnímavost)  Biologický monitoring hladiny v těle, biologické ukazatele-”márkry” Konečné vyhodnocení: riziko - přínos

 TOXIKOLOGICKÉ STUDIE A. Experimentální studie in vivo (laboratorní zvířata) in vitro (buňky, tkáňové kultury) B. Epidemiologické studie (exponované populace) prospektivní retrospektivní (případ/kontrola (case/control)

A. EXPERIMENTÁLNÍ STUDIE (laboratorní zvířata) perorální aplikace (sonda, pitná voda, krmivo) akutní toxicita (LD 50 ) toxikokinetika (absorbce, metabolismus, distribuce, vylučování) subchronická toxicita (90 dní), (2 druhy zvířat; 3 různé dávky) reprodukce a teratogenita mutagenita (bakteriální a buněčné systémy ) chronická toxicita/karcinogenita (délka života) specifická toxicita (orgánová toxicita, CNS funkce, imunotoxicita)

ABSORBCE - BIOLOGICKÁ DOSTUPNOST (bioavailability) Množství toxické látky, které se vstřebá ze zažívacího systému do krevního oběhu a rozšíří se do tkání je důležitější než celková dávka (expozice) V různých potravinách se mohou vyskytovat různé chemické formy stejné sloučeniny, které mají různou biologickou dostupnost a následkem toho i rozdílně výrazné toxické účinky Značné, a naprosto nepředvidatelné, druhové rozdíly mohou existovat ve stupni absorbce (biologické dostupnosti) mezi jak jednotlivými druhy laboratorních zvířat, tak mezi laboratorními zvířaty a člověkem

Enzymatickou reakcí se může sloučenina: *zabudovat do chemických procesů v těle (chemická složka) nebo se stát zdrojem energie *přeměnit v neškodnou látku (detoxifikovat) a vyloučit z organizmu *přeměnit (aktivovat) ve vysoce toxikologický metabolit např. v důsledku vysoké reaktivity s DNA, RNA a jinými makromolekulami v organizmu

DETEKCE METABOLITŮ V KRVI A JINÝCH TĚLNÍCH TEKUTINÁCH důležité při tvorbě toxikologicky aktivního metabolitu (zvýšení toxicity podané mateřské látky) při extenzivním/rychlém metabolismu, kdy metabolit(y) jsou jediným možným indikátorem/márkrem pro expozici dané mateřské chemické látce problémy tox hodnocení a analytické metody pro jednotlivé metabolity

DISTRIBUCE V TĚLNÍCH TKÁNÍCH Distribuce a akumulace toxické látky v cílových (”target”) tkáních důležitá pro orgánovou toxicitu Významný také přechod přes fyziologické bariéry (placenta, krev/mozek)  předpoklad pro teratogenní a neurotoxické účinky

VYLUČOVÁNÍ-EXKRECE rychlost vylučování (t 1/2 - biologický poločas) z tělních tekutin nebo z těla podmiňuje stupeň a trvání (vratného) účinku Způsobvylučování důležitý pro: stanovení zátěže organizmu toxikantem (např. Hg ve vlasech, Cd v moči/krvi) rezidua vet. léčiv v potravinách (mléko)

TOXIKOKINETICKÉ STUDIE cílem je:  potvrdit správný výběr pokusného zvířete  ukázat dosažené zatížení organizmu (koncentraci v tělních tekutinách a tkáních) ve vztahu k dávce a k časovému průběhu studie  srovnat dosaženou expozici (hladiny v těle) s toxikologickými nálezy v různých orgánech

SUBCHRONICKÁ TOXICITA OPAKOVANÉ PODÁVÁNÍ TESTOVANÉ SLOUČENINY Provedení: Druh zvířatlab. hlodavci (myš, potkan) ostatní (pes, králík, primáti) Délka pokusu 90 dní Počet zvířat10-20/pohlaví/dávka Dávky 3 různé: nejvyšší = výrazná toxicita; nejnižší bez příznaků Sledované parametry přírůstky hmotnosti, změny (end points) chování, hematologie, klinická chemie krve, moči, váhy orgánů

KARCINOGENITA / CHRONICKÁ TOXICITA Provedení: Druh zvířatlab hlodavci (myš, potkan) Délka pokusu:prakticky délka života (myš a potkan  1-2 roky) Počet zvířat:20-50 / pohlaví / dávka Dávky:3 různé - nejvyšší = výrazná toxicita nejnižší = bez příznaků Parametry:změny chování; váhy orgánů; patologie, histopatologie (klinická chemie)

PROBLEMATIKA VYHODNOCOVÁNÍ KARCINOGENNÍCH / CHRONICKÝCH POKUSŮ Toxikokinetické parametry: Maximální Tolerovaná Dávka (MTD) může být nahrazena srovnáním hladiny v telních tekutinách u člověka Možnost dosáhnout koncentrace v tělních tekutinách, které jsou násobky hladin u člověka

INTERPRETACE VÝSLEDKŮ Z POKUSŮ NA ZVÍŘATECH vysoká expoziční dávka nízká exp. dávka (nasycení receptoru; metabol. systému) chemická forma (PCB kongenery; speciace kovů) mezidruhové (cross-species) rozdíly (vrozená citlivost; toxikokinetika) sledované biologické parametry (end-points) (imunotoxicita ?; neurotoxicita?)

převod na člověka!! (bezpečnostní faktory) rizikové skupiny (individuální citlivost; jednostranná dieta) interakce (chemické složky potravin; ostaní xenobiotika)

NOEL (dávka/kg ž. hm.) ADI (příjem/kg ž. hm.) MRL (množství/kg poživatiny)

Faktory omezující používání pokusných zvířat při testování toxických látek v potravinách Ekonomické náklady Etické otázky Obtíže najít vhodné fysiologické modely (allergie, vývojové změny, nutriční studie, psychické změny)

EPIDEMIOLOGICKÉ STUDIE (studie na exponovaných populacích) Biologické testy - allergie, přecitlivělost [potravinové přísady] cross reakce - poživatiny Nízká specifita a průkaznost!! Hromadné otravy [Hg v rybách-Japonsko, osivu-Irak; PCB v poživatelném oleji-Japonsko, Taiwan] Omezené možnosti studia (nerealistická dávka)!! Epidemiologické studie [kancerogenní sloučeniny; kontaminanty v pitné vodě] Nespolehlivé - nízká citlivost, přítomnost dalších etiologických faktorů!!

PřÍJEM (EXPOZICE) CHEMICKÉ LÁTKY V DIETĚ Hladiny v jednotlivých potravinách: Analýzy: specifické a citlivé analytické metody reprezentativní vzorky analyza dvojitých porcí Údaje od výrobce: přísady, pesticidy

 Stále značné rozdíly ve shromaždování a vyhodnocování údajů na národní úrovni  Srovnání skutečné expozice relevantních skupin obyvatelstva jednotlivým škodlivi- nám v potravinách na mezinárodní úrovni obtížné

CO NÁM VLASTNĚ ŘÍKÁ M R L ? M R L pouze indikace toxického potenciálu chemické sloučeniny Krátkodobé nebo nízké překročení povoleného limitu se nepovažuje za zdravotní riziko pro člověka Mezinárodně stanovený M R L - ochrana proti umělým obchodním bariérám

RISK MANAGEMENT Při stanovování M R L pro potravinové přísady nebo kontaminanty se vychází z následujícího: + Toxicita chemické látky (např A D I) + Potřeba při správném použití (GAP, GVP - pesticidy, vet léčiva) +Výskyt / použití (jaký druh potravin) +Konzumace příslušné potraviny +Citlivost analytické metody +(Mezinárodní limity např Codex vs EU)

OPATŘENÍ KE SNIŽOVÁNÍ ZDRAVOTNÍHO ZDRAVOTNÍHO RIZIKA ZE ŠKODLIVÝCH LÁTEK V POTRAVINÁCH 1. Omezování průniku do prostředí (vzduch, půda, voda) a šíření v potravních řetězcích (Cd, Hg, Pb, POP) 2. Správná výrobní - zemědělská, veterinární a technologická praxe (pesticidy, vet léčiva, přísady) 3. Dietetické poradenství (doporučení) *potravina, plodina (ryby, ovoce, zelenina) * lokální znečištění (geografická lokalita) * rizikové skupiny (těhotné ženy, děti )

4.Podrobné značení obsahu a složení potravin (přísady-allergici) 5.Vyšší nároky na kvalitu produktů speciální výživy (dětské poživatiny; nemocniční strava) 6. Hygienické limity (M R L) problematika: ¤ expozice, tox hodnocení (ne vždy dostačující) ¤ zdlouhavá mezinárodní spolupráce (PCB, PAHY atd) CÍLEM JE VOLNOST VÝBĚRU t j aby si konzument na základě kompetentních a objektivních informací mohl sám vybrat vhodné potraviny