frontiere în farmacologie

Introducere

sintagma contaminare chimică este o indicație clară a prezenței substanțelor chimice în cazul în care acestea nu ar trebui să fie sau să fie prezente într-o cantitate care este într-o concentrație mai mare decât cantitatea atribuită ca sigură. Pericolele chimice sunt una dintre principalele cauze ale contaminării alimentelor asociate cu focarele de boli transmise de alimente (Faille și colab., în presă). Originile contaminanților chimici sunt diferite de la câmp la placă, și anume solul, mediul, subprodusele de dezinfectare, produsele de îngrijire personală, aerul, apa și materialul de ambalare. Contaminanții chimici inhibă aproape toate produsele de uz zilnic produse în masă, cum ar fi dezinfectanți, materiale plastice, detergenți, deodorante, pesticide și așa mai departe. Chiar și alimentele consumate și apa luată nu sunt sigure de invazia substanțelor chimice în concentrații nesigure. Contaminarea alimentelor, accidentală sau intenționată, este un act nefericit care aduce în urma sa numeroase implicații grave asupra sănătății umane. Contaminarea alimentelor a fost înregistrată în istorie încă de acum 8.000 de ani; cu toate acestea, creșterea agrobusiness-ului și globalizările au ajutat problema să se răspândească pe toată planeta (Robertson și colab., 2014). Centrul american pentru Controlul și Prevenirea Bolilor a confirmat mai mult de 11.000 de infecții transmise de alimente în anul 2013 (Salter, 2014), cu mai mulți agenți precum viruși, bacterii, toxine, paraziți, metale și alte substanțe chimice care provoacă contaminarea alimentelor (Callej Inc., 2015). Simptomele bolii alimentare datorate contaminării chimice variază de la gastroenterită ușoară până la cazuri fatale de sindroame hepatice, renale și neurologice. În acest context, contaminarea alimentelor intră adesea în titluri ca urmare a consecințelor sale dăunătoare. Un total de 1527 de focare de boli alimentare au fost observate în Statele Unite între 2009 și 2010, au dus la 29.444 de cazuri de boală și 23 de decese (CDC, 2013). Mai mult, contaminarea alimentelor a devenit mai gravă în ultimii ani datorită dezvoltării industriei și a poluării mediului în consecință (Song și colab., 2017). În plus, ingestia de alimente contaminate cu pesticide și metale grele ar putea provoca infecții gastro-intestinale (Song și colab., 2017). De exemplu, se estimează că 400 până la 500 de copii au murit din cauza otrăvirii acute cu plumb din cauza ingerării alimentelor contaminate cu sol și praf conținut de plumb în Nigeria (Tirima și colab., în presă). Ținând cont de astfel de incidente și de implicațiile generale dăunătoare asupra sănătății, această revizuire examinează motivele și tipurile de contaminanți chimici din alimente, împreună cu expunerea individuală la astfel de alimente contaminate zilnic și elaborează în continuare impactul asupra sănătății acestor impurități alimentare.

motivele contaminării alimentelor

alimentele contribuie esențial la bunăstarea sănătății umane și reprezintă o sursă majoră de îngrijorare, plăceri și stres (Wilcock et al., 2004), cu unul dintre motivele din spatele stresului și îngrijorării, sunt bolile cauzate ca urmare a alimentelor contaminate. Există mai multe motive pentru contaminarea alimentelor (Ingelfinger, 2008). Prepararea alimentelor suferă printr-un lanț lung de prelucrare, în cazul în care fiecare etapă este o sursă potențială de contaminanți chimici invazia alimentelor. Transportul alimentelor poate pune, de asemenea, bazele contaminării alimentelor, în special în condiții sanitare precare (Unnevehr, 2000). De asemenea, unele substanțe chimice sunt amestecate în mod deliberat în timpul procesului de preparare a alimentelor pentru a îmbunătăți durata de valabilitate a unui produs alimentar. Contaminanții pot include alimente de impuritate atunci când sunt gătite în bucătărie; cu toate acestea, transmisia depinde în principal de eficacitatea igienei bucătăriei (Gorman și colab., 2002). Contaminanții chimici intră în lanțul alimentar în mod natural, precum și cu agenți patogeni prezenți în mediu și prezintă un număr mare de bacterii pe unele alimente crude cheie, cum ar fi carnea de pasăre (Humphrey și colab., 2007).

tipurile de contaminanți alimentari

contaminanții alimentari includ de obicei contaminanții din mediu, contaminanții din procesarea alimentelor, adulteranții neaprobați și aditivii alimentari și migranții din materialele de ambalare (Mastovska, 2013). Contaminanții de mediu sunt impurități care sunt fie introduse de om, fie care apar în mod natural în apă, aer sau sol. Contaminanții de prelucrare a alimentelor includ acei compuși nedoriți, care se formează în alimente în timpul coacerii, prăjirii, conservării, încălzirii, fermentării sau hidrolizei (Schrenk, 2004). Contactul direct al alimentelor cu materialele de ambalare poate duce la contaminarea chimică datorită migrării unor substanțe nocive în alimente. În plus, utilizarea aditivilor neaprobați sau eronați poate duce la contaminarea alimentelor.

contaminanți naturali din alimente

mai multe bacterii, viruși și paraziți locuiesc în mod natural pe suprafețele alimentelor crude. Contaminarea alimentelor crude poate apărea și datorită apelor uzate, solului, suprafețelor exterioare, animalelor vii, organelor interne ale animalelor din carne. O sursă suplimentară de alimente contaminate este hrana care provine de la animale bolnave, deși progresul Sănătății a eliminat aproape această sursă de contaminare a alimentelor (Marriott și Gravani, 2006). Contaminarea alimentelor din surse chimice include amestecarea accidentală a produselor chimice din alimente sau a substanțelor chimice din hrana animalelor sau injecțiile cu antibiotice administrate animalelor de pasăre (Martin și Beutin, 2011). Mai mulți paraziți sunt, de asemenea, prezenți în alimente prin relațiile simbiotice dintre organism și parazit. Numeroase dintre acestea provoacă infecții și focare alimentare. O clasificare largă a acestor paraziți este prezentată în Tabelul 1A (Newell și colab., 2010).

infecțiile enterice cauzate de paraziți pot fi transmise pe cale fecal-orală prin consumarea intrinsecă a alimentelor contaminate sau prin absorbția paraziților liberi din medii. Contaminarea produselor alimentare, cum ar fi carnea, legumele și fructele, este posibilă prin introducerea parazitului în canalizare, apă de irigare, fecale, sol, manipularea umană sau procesul necorespunzător al cărnii infectate. Animalele producătoare de alimente pot transfera paraziții, deoarece sunt ei înșiși infectați (Pozio, 1998).

contaminarea în timpul fazelor de producție, prelucrare, depozitare și preparare a alimentelor

contaminanții pot fi prezenți în alimente în stadiile lor brute ca urmare a surselor de contaminanți din mediu. În timpul transportului alimentelor, sursele comune de contaminare includ evacuările vehiculului de motorină și benzină sau contaminarea încrucișată în vehiculul utilizat pentru transportul alimentelor. Navele pe distanțe lungi pentru transport sunt, de asemenea, adesea contaminate încrucișat cu substanțe chimice utilizate pentru dezinfecție sau alte surse (Nerecktotn et al., 2007a). Barierele ridicate utilizate pentru protecția alimentelor prin împachetarea acestora în timpul transportului pe distanțe lungi nu sunt întotdeauna testate pentru proprietățile lor de barieră, ceea ce îl face o cauză de contaminare. În faza de curățare a producției și preparării alimentelor, contaminanții pot invada datorită reziduurilor rămase de la dezinfectanții și agenții de curățare de pe suprafața echipamentelor de manipulare a alimentelor (Nageli și Kupper, 2006; Villanueva și colab., 2017). Tratamentul de încălzire în procesul de producție este o altă sursă de contaminanți. Utilizarea temperaturii ridicate de gătit la case și industrii este metoda utilizată pe scară largă pentru procesul alimentar. Utilizarea temperaturii ridicate pentru gătit asociată cu factori externi poate duce la formarea de compuși toxici care lasă un impact asupra siguranței și calității alimentelor. Compușii toxici, cum ar fi nitrozaminele cloropropanoli, acrilamidă, furani sau HAP, se formează în timpul metodelor de prelucrare a alimentelor, cum ar fi încălzirea, prăjirea, grătarul, coacerea, conservarea, fermentarea sau hidroliza (Nerectictn și colab., 2016). Prăjirea este o sursă principală de generare a unei game de compuși toxici în procesele de preparare a alimentelor (Roccato și colab., 2015). În plus, încălzirea cu microunde poate da naștere și contaminanți în alimente, deoarece caracteristica comună a gătitului cu microunde este că mâncarea este gătită în recipient sau în folie de ambalaj (Material de ambalare) în cuptorul cu microunde (Nerktiktn et al., 2003). Materialele de ambalare cu microunde includ carton, compozite și materiale plastice, iar în timpul gătitului componentele acestor materiale se pot transfera de la ambalaj la alimente, rezultând o scădere a siguranței și calității alimentelor (Ehlert și colab., 2008).

ambalarea alimentelor prezintă mai multe avantaje, cum ar fi protecția fizică și protecția sporită a alimentelor; cu toate acestea, poate reprezenta încă o amenințare (Marsh și Bugusu, 2007). Procesele de ambalare utilizează mai mulți aditivi precum stabilizatori, antioxidanți, plastifianți și agenți de alunecare pentru a îmbunătăți proprietățile materialului de ambalare. Cu toate acestea, orice contact direct sau indirect cu produsul alimentar cu materialul de ambalare poate duce la transferul acestor substanțe din ambalaj în produsul alimentar. Un astfel de fenomen este numit migrație. Atunci când cutiile metalice sunt utilizate în ambalaje, coroziunea reprezintă o sursă de contaminare a alimentelor datorită migrării ionilor metalici în alimente (Buculei și colab., 2012). Pentru a evita acest lucru, partea interioară a cutiilor este acoperită în mod obișnuit cu lacuri precum rășini epoxidice pentru a economisi de la coroziune, dar chiar și subprodusele minore din fabricarea rășinilor epoxidice precum ciclo-di-BADGE, bisfenol A, sau bisfenol A diglicidil eter (BADGE) poate migra către alimente. Astfel de compuși sunt cunoscuți ca perturbatori endocrini (Cabado și colab., 2008). Există, de asemenea, riscul ca substanțele adăugate neintenționat să migreze din materialul de ambalare către efectele adverse care produc alimente (Nerin și colab., 2013). Depozitarea alimentelor este un alt pas care poate duce la toxine în alimente. Unii dintre factorii contaminanți includ lumina directă a soarelui care accelerează deteriorarea alimentelor și a ambalajelor și adsorbția mirosurilor nedorite. Alimentele cu termen de valabilitate mai lung conțin arome și culori care compromit valoarea nutritivă a alimentelor. De asemenea, alimentele bogate în grăsimi sunt predispuse la contaminarea mirosurilor (Nerktiktn și colab., 2007a). Contaminarea alimentelor datorată întregii prelucrări a alimentelor până la etapele de ambalare este rezumată în Figura 1.

contaminare din cauza influențelor mediului

formatul testului biosenzor ajută la determinarea numeroșilor poluanți de mediu care provoacă contaminarea alimentelor (Baeumner, 2003). Mai multe metale, în principal metale grele toxice cadmiu, mercur, plumb și bifenil policlorurat (PCB) intră prin mediul industrial pentru a contamina alimentele. Instanța unei zone industriale din Huludao din nord-estul Chinei, care este grav contaminată de metale grele precum mercur, plumb, cadmiu, zinc și cupru datorită topirii metalelor grele din zonă (Zheng și colab., 2007). Plantele formează baza lanțului alimentar și pot absorbi cu ușurință substanțe toxice din sol, contaminând nu numai fructele și legumele, ci și fructele de mare (Peralta-Videa și colab., 2009). Mediul solului este o altă sursă de contaminare a alimentelor. Metalele grele din zonele industriale se pot infiltra în sol și pot intra în lanțul alimentar pentru a infecta sursele brute de hrană (Krishna și Govil, 2006). Pesticidele utilizate ca agenți de protecție a plantelor intră, de asemenea, în lanțul alimentar, iar expunerea umană la aceste substanțe chimice prezintă o gamă largă de probleme de sănătate, cum ar fi suprimarea imunității, inteligența diminuată, perturbarea hormonilor, cancerul și anomaliile reproductive (Abhilash și Singh, 2009). Aproximativ 3 miliarde kg de pesticide se aplică în fiecare an în întreaga lume (Pimentel, 2005), ceea ce reprezintă o amenințare gravă, deoarece substanțele chimice contaminează sursele brute de alimente. Cu toate acestea, în cazul pesticidelor, nivelul maxim de reziduuri (LMR) este un factor determinant important al riscului pe care îl prezintă pentru sănătatea umană. Nivelurile de reziduuri de pesticide din alimente sunt reglementate de legislație pentru a minimiza expunerea la consumator (Nasreddine și Parent-Massin, 2002). Cu toate acestea, în numeroase țări subdezvoltate, o astfel de legislație nu este în vigoare sau este slab adoptată. Similar pesticidelor sunt reziduurile medicamentelor de uz veterinar din animalele de fermă care pot rămâne în carne și amenință individul prin expunerea la aceste reziduuri de medicamente, transferul rezistenței la antibiotice și riscul de alergii (Reig și Toldr, 2008).

contaminanți chimici în apa potabilă

problema consumului de alimente a evoluat de la un lanț comercial scurt între producător și consumator la un lanț complex de diferite părți (Pongratz și colab., 2011). Similar cu alimentele, apa potabilă este, de asemenea, expusă riscului de contaminanți cu implicații grave asupra sănătății nu numai pentru viața umană, ci și pentru viața marină și alte organisme care consumă apa impură. Sursele acestor contaminanți sunt multiple, inclusiv evacuările industriale și municipale, formațiunile geologice naturale, scurgerile urbane și rurale, procesul de tratare a apei potabile și materialele de distribuție a apei (Calderon, 2000). Activitățile umane, cum ar fi fracturarea hidraulică și forajul orizontal, au crescut producția de energie, cu toate acestea, au crescut și incidența contaminării apei potabile. Apa potabilă provenită din apele subterane poate fi, de asemenea, contaminată cu metale grele (de exemplu, nichel, mercur, cupru și crom), ceea ce ar putea duce la creșterea cazurilor de defecte de sănătate de natură cancerigenă și necarcinogenă (Wongsasuluk și colab., 2013), inclusiv contaminarea fecală (Kostyla și colab., 2015). O astfel de sursă de contaminare a apei potabile este deosebit de răspândită în țările cu venituri mici și medii (Bain și colab., 2014). Produsele secundare ale produselor farmaceutice sunt, de asemenea, toxice și o altă sursă identificată de contaminare a apei cu substanțe chimice (Shen și Andrews, 2011).

contaminanții apei potabile includ mai multe substanțe chimice, cum ar fi arsenic, aluminiu, plumb, fluor, subproduse de dezinfectare, radon și pesticide (tabelul 1b). Efectele lor asupra sănătății variază de la numeroase cancer, boli cardiovasculare, rezultate reproductive adverse și boli neurologice. Currie și colab. (2013) au identificat, de asemenea, că consumul de apă contaminată chimic de către mame, în special cele care sunt mai puțin educate, prezintă efecte semnificative asupra gestației sugarilor și a greutății la naștere a copilului.

implicațiile asupra sănătății contaminanților alimentari

bolile transmise de alimente numără aproximativ 48 de milioane de boli anual în SUA. (Gould și colab., 2013) alimentele contaminate chimic au implicații grave asupra sănătății indivizilor. Efectele nocive variază de la probleme gastrice minore la decese majore de sănătate. Contaminanții chimici sunt strâns legați de consecințe grave, lipsa controlului personal și efecte pe termen lung (Kher și colab., 2011). Consumul de alimente este cea mai probabilă sursă de expunere umană la metale. Metalele precum cadmiul și plumbul pot intra cu ușurință în lanțul alimentar. Metalele grele pot epuiza în mod serios substanțele nutritive specifice din organism, care pot scădea apărarea imunologică, pot afecta facilitățile psiho-sociale și pot provoca întârzierea creșterii intrauterine. Consumul de metale grele este, de asemenea, asociat cu malnutriția și crește ratele bolilor gastro-intestinale (Khan și colab., 2008). Contaminanții alimentari sunt, de asemenea, o cauză principală a cancerului (Abnet, 2007) expunerea la bifenili policlorurați (PCB) din cauza contaminării alimentelor poate afecta negativ dezvoltarea neurologică a copiilor și răspunsul imun (Schantz și colab., 2004). Pesticidele din alimente ca contaminanți prezintă, de asemenea, implicații grave asupra sănătății. Nivelurile excesive ale acestor substanțe chimice din alimente provoacă leziuni neuronale și renale, dizabilități congenitale, probleme de reproducere și se pot dovedi a fi cancerigene (Bassil și colab., 2007). Acumularea de pesticide în țesuturile corpului poate duce, de asemenea, la degradarea metabolică (Androutsopoulos și colab., 2013). Există, de asemenea, riscul tulburărilor neurodezvoltării, cum ar fi tulburările de deficit de atenție, autismul, paralizia cerebrală și retardul mental cauzate de substanțe chimice industriale precum arsenic, PCB și plumb atât în alimente, cât și în apă. Expunerea la astfel de substanțe chimice în stadiile fetale de dezvoltare poate provoca leziuni cerebrale și astfel de dizabilități pe tot parcursul vieții la doze mult mai mici decât cele care pot afecta funcția creierului adult (Grandjean și Landrigan, 2006).

expunerea individuală la contaminanți alimentari

consumul alimentar este o cale crucială pentru expunerea la contaminanți din diverse surse. Expunerea unei persoane la acești contaminanți este ridicată, ceea ce reprezintă numărul mare de cazuri spitalizate și boli nu numai în SUA, ci și în întreaga lume. Contaminanții alimentari sunt în aproape toate produsele alimentare, inclusiv fructe, produse de patiserie, legume, păsări de curte, carne și produse lactate (Kantiani și colab., 2010). Nu este neobișnuit ca un singur produs alimentar să conțină reziduuri de cinci sau mai mult de cinci toxine chimice persistente (Schafer, 2002). Un studiu a examinat expunerea alimentară a 37 de contaminanți din SUA și a arătat că 20 dintre contaminanții studiați aveau concentrații de referință disponibile pentru cancer. Aceste concentrații de referință au indicat faptul că expunerea zilnică a contaminanților a avut o probabilitate de a prezenta efecte secundare adverse (Dougherty și colab., 2000). Un alt studiu a estimat expunerea a numeroși contaminanți alimentari la copii; rezultatele au constatat că criteriul de referință pentru cancer al contaminanților a depășit la toți copiii dieldrin, arsenic, DDE și dioxine (Vogt și colab., 2012).

măsurile preventive de Control al contaminării alimentelor

există o legislație în vigoare pentru a reglementa nivelurile mai multor substanțe chimice din alimente. Aditivii nesănătoși și adulteranții nu sunt permise legal pentru utilizare. Cu toate acestea, sunt necesare sisteme eficiente de supraveghere și de răspuns pentru a preveni pătrunderea pericolelor chimice în aprovizionarea cu alimente și care aduc prejudicii publicului. FDA prescrie nivelurile minime de substanțe chimice care sunt permise în alimente, cum ar fi concentrația de pesticide nu ar trebui să depășească limita atribuită (Bajwa și Sandhu, 2011). Cu toate acestea, erorile pot apărea în continuare în urma concentrației și orientărilor determinate. În special în cazul țărilor în curs de dezvoltare și subdezvoltate, aplicarea legislației este încă slabă în ceea ce privește administrarea concentrației de contaminanți nocivi din alimente. Unele țări sunt foarte dependente de agricultură, ceea ce duce la niveluri ridicate de pesticide care se scurg în apele subterane, contaminând atât alimentele, cât și apa. Substanțele chimice nereglementate prezintă o preocupare specifică (Villanueva și colab., 2013) și mai multe cercetări trebuie să se concentreze asupra contaminanților care scapă de detectarea umană. De asemenea, preocupările individuale ale consumatorilor sunt esențiale, deoarece pot juca un rol fundamental în gestionarea sănătății lor (Liang și Scammon, 2016). În plus, popularitatea și utilizarea pe scară largă a internetului permit, de asemenea, consumatorilor să caute informații online și să reducă riscurile pentru sănătate asociate incidentelor de contaminare a alimentelor. Mass-media și jurnaliștii au un rol important în raportarea focarelor, amenințării și cauzei sale, inclusiv comentarii ale experților cu privire la contaminanții chimici alimentari. În plus, publicul trebuie să păstreze un grad sănătos de scepticism cu privire la produsele alimentare contaminate raportate la știri și să evite consumul produselor alimentare acuzate până când dovezile științifice justifică acțiuni imediate. Cel mai important, industria alimentară trebuie să accepte nevoia de a fi mai onest și mai deschis în producerea de produse alimentare comerciale sigure, precum și protejarea publicului de contaminarea alimentelor.

concluzie

contaminarea chimică a alimentelor a apărut ca o preocupare serioasă cu potențiale pericole pentru sănătate în urma lor. Majoritatea contaminării alimentelor are loc prin toxine naturale și poluanți de mediu sau în timpul procesării, ambalării, pregătirii, depozitării și transportului alimentelor. Pe măsură ce tehnologia avansează, detectarea unor astfel de contaminanți devine mai ușoară. Cu toate acestea, există mai mulți contaminanți care sunt încă necunoscuți și cercetările continuă în acest sens. Deși guvernul a luat măsuri adecvate pentru a minimiza expunerea individuală la contaminanții alimentari, există încă măsuri care trebuie luate pentru a reduce riscurile pentru sănătate și bolile care vin cu contaminarea chimică a alimentelor.

contribuții autor

IR proiectat, conceput, și a scris manuscrisul. WK a ajutat în scris. Wp și JL au revizuit critic, editat și finalizat manuscrisul pentru trimitere.

finanțare

această lucrare a fost susținută de Fundația Națională de cercetare din Coreea (2013m3a9a504705 și 2017m3a9a5048999).

Declarație privind conflictul de interese

autorii declară că cercetarea a fost realizată în absența oricăror relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretate ca un potențial conflict de interese.

recenzorul AJ a declarat o afiliere partajată, fără colaborare, cu unul dintre autori, IR, editorului de manipulare.