Aspekty zdravotného posúdenia cudzorodých látok a prísad v potravinách

JÜRG A. ZARN *, BARBARA E. ENGELI *
Potraviny, ktoré uvádzame na trh, môžu okrem svojich prírodných zložiek obsahovať aj látky, ktoré sa dostávajú do potravín alebo na ne počas rôznych výrobných krokov alebo pochádzajú z životného prostredia. Potraviny preto odrážajú prostredie a technológie, v ktorých alebo pomocou ktorých sa vyrábajú. Aby mohol farmár ponúkať zdraviu nezávadné potraviny, musí mať bezchybné pestovateľské plochy a byť schopný používať starostlivo otestované pomocné materiály, ako sú pesticídy a hnojivá. Následne však musí spracovateľský priemysel, obalový a dopravný priemysel, ako aj maloobchod disponovať vhodnými technológiami, aby pôvodné bezpečné potraviny potom neboli zbytočne kontaminované cudzími látkami. V tomto potravinovom reťazci od výrobcu po spotrebiteľa kantonálne a federálne orgány hodnotia použité technológie a látky, monitorujú bezpečnosť potravín a dodržiavanie príslušných predpisov a poskytujú rady zúčastneným stranám na všetkých úrovniach.

Látky v potravinách
V zásade možno látky v potravinách zhruba rozdeliť na zložky a cudzie látky. Ingrediencie sú prírodné zložky potravy a môžu mať požadované (napr. Vitamíny a minerálne látky) alebo nežiaduce (napr. Furokumaríny, biogénne amíny, kyanogénne glykozidy) účinky na zdravie v závislosti od dávky. Cudzie látky možno ďalej rozdeliť na: • Zvyšky zo zamýšľaného použitia-
prísady látok na výrobu potravín (napr. pesticídy, veterinárne lieky) • prísady ovplyvňujúce vlastnosti potravín (napr. sladidlá, farbivá) • vedľajšie produkty pri výrobe ako nežiaduci následok spracovania potravín (napr. pri zahrievaní)
* Federálny úrad pre bezpečnosť potravín a veterinárny úrad, Bern

Látky ako akrylamid, furán, polycyklické aromatické uhľovodíky) • Migrácie: látky migrujúce z obalového materiálu (napr. Bisfenol A, minerálne oleje) • Kontaminanty z prostredia antropogénneho pôvodu (napr. Dioxíny/PCB, brómované retardéry horenia) a prírodného pôvodu (napr. Mykotoxíny, určité ťažké kovy) . Táto klasifikácia je primárne založená na pôvode látok a spočiatku - rovnako ako ich pôvodu (prírodného alebo syntetického) - nehovorí nič o ich chemických, biologických a toxikologických vlastnostiach. Okrem syntetických pesticídov existujú aj niektoré, ktoré sú prírodnými fytonutrientmi (napr. Alfa-pinén, d-karvón, giberelíny). Prísady sú často prírodné látky, ako napríklad E100 (kurkumín), E960 (steviol-glykozid) alebo E210 (kyselina benzoová) (1). Vedľajšie produkty procesu musia byť nielen-

hľadané látky. Pri ohrievaní jedla môžu rôzne Maillardove reakcie viesť aj k veľmi aromatickým látkam, ktoré robia jedlo typickými z hľadiska chuti (napr. Aróma pečeného mäsa, chleba atď.). Obrovská rozmanitosť chemických látok v našich potravinách (pravdepodobne niekoľko desiatok tisíc) zanecháva priepastnú medzeru-
Skratky
ADI, prijateľný denný príjem; ALARA, tak nízka, ako je primerane dosiahnuteľná; ARfD, akútna referenčná dávka; BMD, referenčná hodnota môže; BMDL, referenčná hodnota intervalu dolnej spoľahlivosti dávky; BMDU, referenčný interval spoľahlivosti dávky; HBGV, hodnota orientovaná na zdravie; LOAEL, najnižšia pozorovaná úroveň nepriaznivých účinkov; MOE, marža expozície; NOAEL, úroveň nepozorovaného nepriaznivého účinku; POD, východiskový bod; SF, bezpečnostný faktor; TDI, prípustný denný príjem; TTC, Prahová hodnota toxikologických obáv.

Rámček 1: Základná rovnica na odvodenie HBGV (2):
HBGV (ADI, ARfD, TDI a ďalšie) = POD (NOAEL alebo hodnota z BMD): SF

Obrázok 1: Vzťah dávka-účinok, koncept NOAEL, BMD a MOE. Body predstavujú priemerné výsledky merania (s príslušnou štandardnou odchýlkou) štúdie s virtuálnymi zvieratami so štyrmi dávkami. Plná čiara predstavuje najvhodnejší matematický model (BMD) pre výsledky merania, prerušovaná čiara súvisí s dolnou (BMDL) a hornou (BMDU). Intervaly spoľahlivosti. NOAEL predstavuje dávku, ktorá je štatisticky nerozoznateľná od kontrolnej skupiny (0 mg/kg telesnej hmotnosti), a LOAEL je najnižšia dávka, pri ktorej je účinok štatisticky významne odlišný od kontrolnej skupiny. 10% je uvedená účinnosť, pre ktorú je dávka (BMDL10%) stanovená z krivky BMDL, čo vedie k veľkosti účinku 10%. Vydelením NOAEL alebo BMDL10% bezpečnostným faktorom (SF, typicky 100) sa stanoví dávka (HBGV), ktorá sa považuje za prijateľnú pre človeka. V prípade mutagénnych látok musí byť expozícia človeka minimálne o faktor 10 000 (MOE) nižšia ako BMDL 10%.

za ktorých sa neočakávajú žiadne účinky. Správnosť týchto predpokladov sa však nedá biologicky dokázať. Avšak desaťročia vykonávania testov látok s použitím týchto základných predpokladov vygenerovali veľké množstvo údajov, ktoré spätne poskytujú dôkazy o tom, že predpoklady sú v podstate správne. Okrem toho je možné predpokladať a v niektorých prípadoch sa ukázalo aj experimentálne, že vlastné ochranné mechanizmy tela môžu zabrániť zdravotným následkom veľmi nízkych dávok. Pečeň so svojimi detoxikačnými enzýmami tu zohráva ústrednú úlohu.
Dobré údaje: koncept NOAEL/ADI alebo BMD

zdravotná kontrola všetkých látok nie je povolená. Preto sa orgány - spolu s priemyslom - zameriavajú predovšetkým na látky, ktoré boli novo syntetizované alebo izolované a ktoré môžu prísť do styku s potravinami. To znamená, že podiel cudzorodých látok (s výnimkami) bol z toxikologického hľadiska pomerne dobre objasnený, zatiaľ čo pre veľké množstvo zložiek sú k dispozícii iba veľmi základné údaje alebo údaje o účinkoch na zdravie nie sú k dispozícii.
Zásady hodnotenia chemických rizík
Cieľom posúdenia chemického rizika je určiť, aké vysoké je vystavenie látke alebo jej absorpcii vo vzťahu k jej toxickej účinnosti. Ak je expozícia malá v porovnaní s toxickou silou, expozícia ovplyvnenej potraviny sa hodnotí ako prijateľná. Zásady hodnotenia chemického rizika sú do veľkej miery harmonizované na celom svete (2) a používajú ich oba vnútroštátne orgány

rovnako ako ich používa Európsky úrad pre bezpečnosť potravín (EFSA) a Svetová zdravotnícka organizácia (WHO).
Odvodenie zdravotných referenčných hodnôt Úrady predpokladajú niekoľko predpokladov pre testovanie toxikologických látok. Na jednej strane existujú pre látky špecifické, väčšinou monotónne rastúce vzťahy medzi dávkou a účinkom, to znamená, že účinky sú silnejšie pri vyšších dávkach ako pri nižších. Na druhej strane skutočnosť, že tieto vzťahy medzi dávkou a odozvou je možné v zásade zaznamenať pri štúdiách na laboratórnych zvieratách (predstaviteľov človeka), a to podávaním zvyšujúcich sa dávok látky, ktorá sa má skúmať, niekoľkým skupinám laboratórnych zvierat. To predpokladá, že laboratórne zvieratá a ľudia reagujú podobne, to znamená, že pri podobnej dávke sa podobné účinky vytvárajú v podobnom rozsahu. Tiež sa predpokladá, že pre veľkú väčšinu látok existuje toxikologická prahová dávka-

Za predpokladu existencie toxikologickej prahovej dávky možno najvyššiu dávku bez štatisticky významného negatívneho účinku identifikovať v experimentoch na zvieratách, známych ako NOAEL (úroveň bez pozorovaných nepriaznivých účinkov) (obrázok 1). Ďalšia vyššia dávka, ktorá produkuje štatisticky významný účinok, sa nazýva LOAEL (Lowest Observed Adverse Effect Level). Vzťah dávka-odpoveď je možné tiež matematicky modelovať pomocou experimentálnych údajov. Tento postup je zhrnutý ako koncept modelu referenčnej dávky (BMD) (3). Hľadá sa matematická funkcia (s intervalmi spoľahlivosti), ktorá čo najviac zodpovedá experimentálnym údajom (BMD). Z tohto modelovaného vzťahu dávka-účinok (alebo výhodne jeho nižší interval spoľahlivosti; BMDL) je možné potom odvodiť dávku, ktorá poskytne vopred stanovenú veľkosť účinku (ako štandard sa často uvádza 10% veľkosť účinku). Koncept NOAEL aj BMD poskytujú dávku, ktorú je možné použiť ako východiskový bod

údaje sú vždy približné hodnoty, ktoré podliehajú neistotám a premenlivostiam bez ohľadu na to, či sú analyzovanými látkami živiny alebo kontaminanty. To isté platí pre predpoklady spotreby potravín. Napríklad nie všetci ľudia v populácii konzumujú jablká s porovnateľnou frekvenciou, a ak konzumujú jablká, pravdepodobne v rôznom množstve. Z rozdelenia frekvencie spotreby a spotrebovaných množstiev možno odvodiť širokú škálu expozičných scenárov. V praxi sa však človek obvykle obmedzuje na časté vysoké množstvá spotreby na jednej strane a na priemernú spotrebu nad populáciou na strane druhej.
Posúdenie rizika Po odvodení HBGV a odhade expozície dôjde k riziku-

Rámček 2: Základná rovnica hodnotenia rizika (2):

hodnotenie. Ak je kvocient HBGV a expozície väčší ako 1, za prijatých predpokladov sa neočakáva žiadne neprijateľné riziko. Ak je menej ako 1, t. J. Ak expozícia presahuje HBGV, nie je už zaručená bezpečnosť príslušnej potraviny. Porovnaním HBGV s expozíciou umožňuje posúdenie rizika jasné kvantitatívne vyhlásenie o tom, či sú zistené koncentrácie cudzích látok problematické alebo nie. Vyššie uvedené tvrdenia však tiež ukazujú, že toto tvrdenie je platné iba za predpokladov, ktoré obsahujú neurčitosti.

Vnímanie rizika
Prijatie rizík rôzneho pôvodu sa môže veľmi líšiť. Zdá sa, že medzi spotrebiteľmi existuje tendencia hodnotiť riziká spojené s prirodzene sa vyskytujúcimi látkami v potravinách a so svojím vlastným správaním pri konzumácii ako nízkym a riziká spojené so syntetickými látkami ako obzvlášť problematické (11). Môže to byť spôsobené tým, že výraz „prírodný“ je väčšinou spájaný s pozitívnymi vlastnosťami, zatiaľ čo výraz „syntetický“ má tendenciu mať negatívne konotácie. Možno je to výsledok skutočnosti, že spoločnosť sa naučila používať syntetiku iba asi 100 rokov

Trieda azolov u cicavcov ovplyvňuje pohlavné hormóny (15), čo má negatívne následky na vývoj pohlavných orgánov. V prípade insekticídov zo skupiny organofosfátov a karbamátov tiež existuje určité prekrytie medzi cieleným mechanizmom účinku u hmyzu a toxikologickým mechanizmom u ľudí. U hmyzu sú organofosfáty a karbamáty zamerané na acetylcholínesterázu, ktorá hrá ústrednú úlohu v nervovom systéme u ľudí aj u hmyzu. Tieto látky sú z pesticídov najtoxickejšie, a preto majú v priemere nižšie ADI ako herbicídy a fungicídy. Podrobné súhrny o toxikológii jednotlivých účinných látok v pesticídoch sú dostupné okrem iného od EFSA a WHO (16, 17). Pesticídy sa môžu vyskytovať ako zvyšky v potravinách, boli však toxikologicky veľmi dobre preskúmané.

Maximálne koncentrácie sú zvyčajne stanovené oveľa nižšie, ako by bolo toxikologicky nevyhnutné, a dodržiavanie zákonných maximálnych hodnôt sa neustále kontroluje. Z týchto dôvodov sú rezíduá pesticídov klasifikované ako zdraviu neškodné, ak sa prípravky na ochranu rastlín používajú v súlade s predpismi.
Prírodné látky a vedľajšie produkty z procesu Popri sacharidoch, bielkovinách, tukoch a vitamínoch tvoria rastliny takzvané sekundárne rastlinné látky, ktoré slúžia ako ochrana pred hmyzom a mikrobiálnymi útokmi, ako farba a vôňa, na prilákanie opeľujúceho hmyzu alebo ako ochrana pred UV svetlom. Typickými zástupcami sú alkaloidy, éterické oleje, flavonoidy a mnoho ďalších. Aj keď sa často vyskytujú v malom množstve, niektoré z nich sú a budú biologicky veľmi aktívnymi látkami

prirodzene prijímané ľuďmi jedlom. Niektorí zástupcovia sa používajú na dochucovanie jedál alebo na údajne podporu zdravia (napr. Flavonoidy ako antioxidanty, fytosteroly/fytostanoly na udržanie normálnej hladiny cholesterolu v krvi). Iné naopak vedú k otrave u ľudí už v malom množstve (napr. Kyselina pruská, nikotín, pyrolizidínové alkaloidy) alebo - sú podávané vo veľkých množstvách - pri pokusoch na zvieratách karcinogénne (napr. Estragol a metyl eugenol v bazalke, estragol v semenách feniklu, pyrolizidínové alkaloidy). Ďalej bude v skratke zhrnutý toxický potenciál estragolových a pyrolizidínových alkaloidov ako výber z veľkého počtu možných príkladov. Miera expozície pre geneticky škodlivý a karcinogénny estragol nájdený v semenách feniklu je

Dávky určené na použitie ako doplnok výživy, na základe skutočných prípadových štúdií, na žiadosť EFSA. EFSA Journal 7. 19. Kast C a kol. Analýza švajčiarskych medov pre pyrolizidínové alkaloidy. Journal of Apicultural Research 2014. 53: 75-83. 20. BfR, 2013. Pyrrolizidínové alkaloidy v bylinkových čajoch a čajoch. Vyhlásenie BfR. 21. EFSA, 2011. Vedecké stanovisko k pyrolizidínovým alkaloidom v potravinách a krmivách. EFSA Journal 9: 2406. 22. Abdel-Rahman A et al. Bezpečnosť a regulácia prírodných produktov používaných ako potraviny a zložky potravín. Toxicol Sci 2011. 123: 333-348. 23. Pittler M a kol. Nežiaduce účinky bylinných doplnkov výživy na zníženie telesnej hmotnosti: systematické preskúmanie. Obes Rev 2005. 6: 93-111. 24. Stickel F a kol. Preskúmanie poškodenia pečene súvisiaceho s doplnkami výživy. Liver Int 2011. 31: 595-605.