Informe del Comité Científico de la Agencia Española de Seguridad Alimentaria y Nutrición (AESAN) relativo a la evaluación del riesgo asociado a la posible presencia de arsénico en algas destinadas al consumo humano

revista del comité científico nº 10 53 Resumen La globalización ha contribuido a la introducción de nuevos alimentos en la dieta de los españoles, entre éstos las algas, capaces de acumular elementos tóxicos entre los que se encuentra el arsénico (As). Por ello se considera necesario disponer de información sobre los contenidos de As en las algas que pueden considerarse seguros. El As es un metaloide con cuatro estados de oxidación lo que da origen a una gran variedad de compuestos con características físicas y químicas bien distintas. También difieren en sus propiedades biológicas y toxicológicas, dependiendo no sólo de su estado de valencia sino también de sus formas, inorgánicas u orgánicas. Estas últimas poseen el potencial tóxico más bajo, por lo que los efectos adversos para la salud vendrán determinados fundamentalmente por la fracción inorgánica del As presente, siendo la toxicidad del As(III) mayor que la del As(V). La especie química influye en la absorción, distribución, metabolismo y excreción del As. Las formas metiladas de As (MMA y DMA) mayoritarias en muchas algas se consideran menos tóxicas, se fijan menos a los tejidos y se eliminan más rápidamente que las no metiladas. Los compuestos organoarsenicales se metabolizan en menor grado y se excretan rápidamente. En relación con la toxicidad del As, la sintomatología de la intoxicación aguda tras exposición por vía oral incluye: diarrea, dolores gastrointestinales tipo cólico, anorexia, pérdida de peso, vómitos graves, calambres musculares, alteraciones cardíacas, alteraciones del sistema nervioso central, aumen- to de la irritabilidad, exantema y pérdida de pelo. En adultos se observan efectos de este tipo tras ingerir 3 mg diarios de As durante unas semanas. La exposición crónica origina lesiones en la piel (dilatación de capilares cutáneos), hipo e hiperpigmentación (enfermedad del pie negro- Blackfoot ), alteraciones vasooclusivas y gangrenosas. También neuropatías periféricas, encefalopatía, alteración Número de referencia: AESAN-2009-10 Documento aprobado por el Comité Científico en su sesión plenaria de 13 de mayo de 2009 Grupo de Trabajo Rosaura Farré Rovira (Coordinadora) Juan Francisco Cacho Palomar Ana María Cameán Fernández Albert Más Barón Pilar Delgado Cobos (AESAN) Miembros del Comité Científico Andreu Palou Oliver, Juan José Badiola Díez, Arturo Anadón Navarro, Albert Bosch Navarro, Juan Francisco Cacho Palomar, Ana María Cameán Fernández, Alberto Cepeda Sáez, Lucas Domínguez Rodríguez, Rosaura Farré Rovira, Manuela Juárez Iglesias, Francisco Martín Bermudo, Manuel Martín Esteban, Albert Más Barón, Teresa Ortega Hernández-Agero, Andrés Otero Carballeira, Perfecto Paseiro Losada, Daniel Ramón Vidal, Elías Rodríguez Ferri, Mª Carmen Vidal Carou, Gonzalo Zurera Cosano Secretario Jesús Campos Amado Informe del Comité Científico de la Agencia Española de Segu - ridad Alimentaria y Nutrición (AESAN) relativo a la evaluación del riesgo asociado a la posible presencia de arsénico en algas destinadas al consumo humano del metabolismo del grupo hemo, hepatomegalia, depresión de la médula ósea, diabetes y deterioro de la función renal (necrosis). La presencia de As en el agua de bebida se ha asociado a efectos adversos sobre la reproducción. La Agencia Internacional de Investigaciones sobre el Cáncer (IARC) clasifica al As inorgánico en el grupo I (cancerígeno humano). La FAO/OMS y el Comité de Expertos en Aditivos Alimentarios (JEFCA) establecen la Ingesta Semanal Tolerable Provisional (PTWI) para As inorgánico en 0,015 mg/kg peso corporal. La principal fuente de As para la población no expuesta laboralmente la constituyen el agua y los alimentos. La legislación española establece un contenido máximo de As en aguas de 10 µg/l. Las ingestas dietéticas de As estimadas en España oscilan entre los 225 y 345 µg/día, y al igual que en otros países el principal contribuyente son los pescados y mariscos, aunque la mayor parte del As se encuentra presente en las formas de menor toxicidad, de modo que en alimentos de origen marino analizados en España, la arsenobetaina (AsB) es el compuesto orgánico encontrado con mayor frecuencia, seguido de los ácidos dimetilarsínico (DMA) y monometilarsónico (MMA). Los contenidos de As total e inorgánico, en algas comercializadas y analizadas en España se encuentran comprendidos entre 2,3 y 141 mg/kg peso seco, y entre 0,15 y 88 mg/kg peso seco, respectivamente. Destaca por su elevado contenido en As total (115 a 141 mg/kg peso seco) y As inorgánico (83 a 88 mg/kg peso seco) el alga parda Hizikia fusiformis (Harv.) Okam. (hijiki), que se caracteriza por acumular As inorgánico. En el caso de las algas fucus o fuco ( Fucus vesiculosus L.), kombu ( Laminaria spp), wakame ( Undaria pinnatífida (Har.) Sur.), arame ( Eisenia bicyclis (Kjellm.)Stech.) y nori (nombre aplicado a varias especies de algas, principalmente pertenecientes a los géneros Porphyra,Monostroma y Ente romorpha ), las concentraciones de As inorgánico son muy inferiores, del orden de 0,15-0,57 mg/kg peso seco. Los elevados contenidos de As de algunas algas obligan a evaluar el riesgo que supone su ingesta, para ello se requiere conocer el consumo de algas y el contenido de As. Puesto que el primero se desconoce, se considera una ingesta diaria de 3 g de algas, estimándose así que Hizikia fusiformis , el alga con mayores contenidos de As, puede proporcionar 250 µg de As inorgánico al día, aporte un 67% superior a la ingesta diaria tolerable (150 µg As/día, para un adulto de 70 kg de peso). Y supone multiplicar por siete la ingesta diaria de As inorgánico de un consumidor español. Una ingesta repetida de hijiki proporcionaría As inorgánico que al sumarse al procedente de otras fuentes (agua y otros alimentos), llevaría a una superación de los intervalos de seguridad admisibles para el riesgo de toxicidad crónica, por lo que se recomienda evitar su consumo y escoger otras variedades alternativas. Palabras clave Algas, arsénico, alimentos, evaluación, hijiki, riesgo, toxicidad. Report of the Scientific Committee of the Spanish Agency for Food Safety and Nutrition (AESAN) related to the risk assessment associated to the possible presence of arsenic in algae intended to human consumption. revista del comité científico nº 10 54 Abstract Globalisation contributed to the introduction of novel foods into the Spanish diet, among the seaweed, able to accumulate toxic elements and among them arsenic (As). It is considered necessary to obtain information on the As contents in seaweeds that can be considered safe. Arsenic is a metalloid with four oxidation states, that give rise to a high variety of compounds having different physical and chemical characteristics. The As species differ also in their biological and toxicological properties, depending not only of the valence state, but also of the inorganic and organic forms. The latter have the lowest toxic potential, being therefore the adverse effects determined mainly by the inorganic As fraction, being As (III) toxicity higher than those of As(V). Arsenic specie affects the absorption, distribution, metabolism and excretion. As methylated forms (MMA and DMA), the main forms present in many seaweeds are considered of a lower toxicity, the binding to tissues is lower and the elimination quicker than those of non-methylated species. Organoarseniacal compounds are metabolised in a lower extent and rapidly excreted. Regarding As toxicity, symptomatology of acute intoxication via oral exposition include; diarrhoea, gastrointestinal colic type pains, anorexia, weight lose, severe vomiting, muscular cramps, heart disorders, central nervous system disorders, irritability increase, exanthem and hair lose. These symptoms are observed in adults after a 3 mg As intake per day during several weeks. Chronic exposure causes skin lesions, hipo and hiperpigmentation (blackfoot disease), vaso-occlusive and gangrenous disorders, peripherical neuropaties, encephalopathy, alteration of hemo group metabolism, hepathomegalia, bone marrow depression, diabetes and impairment of renal function (necrosis). The presence of As in drinking water have been associated to adverse effects on reproductivity. The International Agency for Research of Cancer (IARC) has classified inorganic As in group I (human carcinogen). The FAO/WHO and the Joint Expert Committee on Food Additives (JECFA) have established a Provisional Tolerable Weekly Intake (PTWI) for inorganic As in 0.015 mg/kg body weight. Water and food are the main As source for the non occupationaly exposed population. The maximum As level in drinking water according to the Spanish law is 10 µg/l. In Spain the estimated As dietary intakes range from 225 to 345 µg/day, and in a similar way than in other countries the main contributors are fish and seafood, though the As species are of low toxicity, so in foods from sea analysed in Spain, arsenobetain (AsB) is the most frequently detected organic compound, followed by dimethylarsinic (DMA) and monomethylarsonic acids (MMA). Total and inorganic As contents in seaweed commercialised and analysed in Spain range from 2.3 and 141 mg/dry weigh, and between 0.15 and 88 mg/kg, dry weight, respectively. The brown seaweed Hizikia fusiformis (hijiki) stands out due to their high contents in total As (115 to 141 mg/kg dry weight) and inorganic As (83 to 88 mg/kg dry weight). With regard to fucus, kombu, wakame, arame and nori inorganic As contents are much lower ranging from 0.15-0.57 mg/kg dry weight. The high As contents of some seaweed types make necessary the assessment of the risk related to their intake. To do it requires to know seaweed consumption and their As contents. Taking into account that the first is unknown, if a daily intake of 3 g of seaweeds is assumed, Hizikia fusiformis the seaweed having the highest As contents can provide 250 µg inorganic As per day, amount a 67% revista del comité científico nº 10 55 higher than the PTWI (150 µg As/day, for an adult of a 70 kg weight). This means to multiply by seven the daily inorganic As intake of a mean Spanish consumer. A repeated intake of hijiki would provide inorganic As that added to the As coming from other sources (water and other foods) would lead to surpass the admissible safety intakes for the risk of chronic toxicity, being therefore advisable to avoid its consumption with the choice of alternative varieties. Key words Seaweed, arsenic, food, risk evaluation, hijiki, toxicity. revista del comité científico nº 10 56 revista del comité científico nº 10 57 Introducción En los últimos años la innovación tecnológica y la globalización han favorecido la introducción en España de alimentos nuevos. Entre ellos se incluyen las algas comestibles y productos derivados. Si bien no se dispone de datos de consumo, se piensa que entre los seguidores de dietas vegetarianas y/o macrobióticas, podrían existir pequeños grupos de grandes consumidores. En relación con el consumo de algas se debería tener en cuenta la capacidad de éstas para acumular elementos tóxicos entre los que se encuentra el arsénico (As), existiendo numerosos estudios que muestran los elevados contenidos de As en algas (Almela et al., 2002) (Rose et al., 2007). En la actualidad no existe normativa comunitaria alguna que fije contenidos máximos para As y con una finalidad de protección al consumidor, sería necesario disponer de información sobre los contenidos de As en algas que podrían considerarse seguros. Identificación del peligro El arsénico, de símbolo As, es un elemento del grupo VA de la Tabla Periódica de los Elementos de acuerdo a la clasificación de la International Union Pure Applied Chemistry (IUPAC). El As, como metaloide, posee tanto propiedades metálicas como no metálicas y se asemeja en muchas características al fósforo lo que explica el por qué de su toxicidad. Funciona con cuatro valencias (-3, 0, +3 y +5) y puede estar en forma catiónica y aniónica. Hasta el momento se han encontrado en la naturaleza más de 25 compuestos naturales diferentes de As, por lo que su química, biología y toxicología son muy complejas. También la industria armamentística especializada en guerra química ha sintetizado diversas moléculas arsenicales parte de las cuales han pasado al ambiente. Desde el punto de vista biológico y toxicológico los compuestos de As se clasifican en tres grupos: los compuestos inorgánicos de As, entre los cuales destacan como derivados del As(III), trióxido de arsénico, tricloruro de arsénico y arsenito sódico, y como derivados del As(V), el pentóxido de arsénico, ácido arsénico y arseniatos. Un segundo grupo constituido por compuestos orgánicos del As, como el ácido arsanílico, las formas metiladas tales como el ácido monometilarsónico (MMA), el ácido dimetilarsínico (DMA), trimetilarsina óxido (TMAO), así como arsenobetaina (AsB), arsenocolina (AsC) y los arsenoazúcares. Y un tercer grupo formado por el gas arsina o arseniuro de hidrógeno, el cual por su volatilidad y carácter reductor fuerte no se encuentra en los alimentos y no se considerará en esta discusión. Esta gran cantidad de compuestos y su diferente toxicidad, hace que los trabajos de especiación sean de gran importancia (Sayago et al., 2006). Los compuestos y especies arsenicales más comunes son: As2O3Trióxido de arsénico O=As-(OH)2Ácido arsenioso (arsenitos) As2O5Pentóxido de arsénico O=As-(OH)3Ácido arsénico (arseniatos) CH3AsO(OH)2(V) Ácido monometilarsónico (MMA) (V) (CH3)2AsO (OH) Ácido dimetilarsinico (DMA) (V) (CH3)3As+-CH2-CH2-COO-Arsenobetaina (AsB) (III) (CH3)3As+-CH2-CH2-OH-Arsenocolina (AsC) (III) (CH3)3As Trimetilarsina (TMA) (III) (CH3)3AsO Trimetilarsina óxido (TMAO)(V) AsH3Arsina Caracterización del peligro. Toxicidad La toxicidad de los compuestos de As depende de su forma química y de su estado de oxidación o valencia, siendo los compuestos inorgánicos mucho más tóxicos que los orgánicos y el As(III) más tóxico que el As(V). Las formas orgánicas, que incluyen los metabolitos metilados (MMA, DMA, TMA) y compuestos orgánicos complejos (arsenocolina y arsenobetaina) son tóxicas a concentraciones más elevadas. Estas diferencias se reflejan claramente al comparar la toxicidad aguda de distintos compuestos (EFSA, 2005). Por ejemplo, en roedores: LD50 As2O3=15-26 mg/kg pc LD50 CH3AsO(OH)2=916 mg/kg pc LD50 (CH3)2AsO(OH)=648 mg/kg pc LD50 Arsenobetaina=5.500 mg/kg pc Metodología analítica Como ya se ha mencionado, la determinación individual de las distintas especies arsenicales es de vital importancia a la hora de establecer la toxicidad potencial de un producto. Sin embargo, la lógica indica que es prioritaria la determinación del contenido total de As y que únicamente cuando éste contenido supere un umbral deberá afrontarse el análisis de especiación. Determinación del contenido total de As Los métodos analíticos más comunes empleados para la determinación del contenido total de As son los espectrométricos de absorción atómica, tanto por atomización electrotérmica (ETAAS) como por generación de hidruros y atomización en llama ó en tubo de cuarzo. En la metodología TEAS la muestra se mineraliza en vasija cerrada con una mezcla de ácido nítrico y peróxido de hidrógeno, la cual se calienta en un horno de microondas. Tras la dilución con agua se determina el contenido total de arsénico en el tubo de grafito empleando modificadores de matriz (Pd y Mg, ó Ni) y el método de la adición estándar (Julshamn et al., 2000). En el método de la generación de hidruros, la destrucción de la materia orgánica de las muestras se efectúa por calentamiento hasta cenizas y disolución en medio ácido ó por digestión ácida a presión, aunque también puede hacerse por el procedimiento el microondas ya citado. Tras la adición de una disolución de tetrahidruro borato sódico la arsina generada se determina por absorción atómica. En los últimos años ha cobrado importancia la determinación de la arsina por espectroscopia de emisión atómica en un plasma de acoplamiento inductivo (ICP-AES) y por ICP-Espectrometría de Masas (ICP-MS), ya que ambos métodos tienen límites de detección y cuantificación más bajos que los de absorción atómica. Igualmente la generación de hidruros combinada con la espectroscopia de fluorescencia atómica (HG-AFS) posee límites de detección muy bajos (Vilano y Rubio, 2001). Especiación de compuestos de arsénico La necesidad de disponer de metodología analítica para la determinación de las especies de As presentes en agua y alimentos ha desarrollado numerosas metodologías basadas en técnicas de separación cromatografía de gases (GC), de líquidos (HPLC) y electroforesis acopladas a detectores tales revista del comité científico nº 10 58 como los citados anteriormente (MS, ICP-MS, ICP-AES, GFAAS), detección por captura electrónica (ECD) y ultravioleta (UV). Los límites de detección han disminuido hasta unas decenas de microgramos por litro de As para cada una de las especies. Con estas técnicas se han identificado en el ambiente más de 25 compuestos arsenicales diferentes que se generan de forma natural. De entre las técnicas la de HPLC-ICP-MS es la más empleada y para la separación de los compuestos organoarsenicales se utiliza la cromatografía de intercambio catiónico (Sloth et al., 2003). Para la separación de la especies inorgánicas se usa la cromatografía de intercambio aniónico (Wrobel et al., 2002). 1. Toxicocinética Biodisponibilidad La biodisponibilidad puede definirse como la fracción de As que se solubiliza y finalmente se absorbe en el tracto gastrointestinal pasando a la circulación sistémica. Son componentes de la biodisponibilidad, la bioaccesibilidad y la absorción. La primera se define como la fracción de As que se disuel- ve en el estómago y se encuentra disponible para la absorción durante el tránsito intestinal. Depende de la capacidad de los enzimas digestivos para liberar la/s especie/s arsenical/es en el tracto intestinal y de la solubilidad de ésta/s. La bioaccesibilidad del As total y del As inorgánico presente en las algas depende del tipo de alga. En algas analizadas en España ( Enteromorpha spp. , Porphyra spp. e H. fusiformis) , la bioaccesibilidad del As total oscila entre el 32 y el 67% y la del As inorgánico entre el 49 y el 75%. La cocción influye en la bioaccesibilidad de ambos tipos de As (Laparra et al., 2009). El As se absorbe por vía oral, respiratoria y cutánea, aunque para la población no expuesta profesionalmente, las principales vías son las dos primeras. Los humanos y los animales absorben en el tracto gastrointestinal un 90% del As inorgánico, tri o pentavalente, en disolución (WHO, 2000). Los compuestos orgánicos de As presentes en los productos de origen marino también se absorben en una proporción comprendida entre el 75 y el 85%. La absorción de compuestos menos solubles, como el trióxido de arsénico es mucho menor (EFSA, 2005). Existen diferencias significativas interespecies con respecto a la biodisponibilidad de los compuestos orgánicos arsenicales, tales como DMA (> 40% de la dosis ingerida) (WHO, 2000). Distribución Tras la absorción oral, la sangre es el principal vehículo de transporte del As. Éste se distribuye entre el plasma y los eritrocitos, dependiendo de la dosis ingerida, estado de oxidación y especie animal considerada. Se transporta hacia diferentes órganos unido mayoritariamente a los grupos –SH de las proteínas y de compuestos de bajo peso molecular como glutation (GSH) y cisteína. Los estudios de distribución de As en humanos son escasos, y los análisis post-mortem confirman que tras una exposición a largo plazo el elemento está ampliamente distribuido en el organismo (tejido muscular, óseo, riñón, pulmón y piel) correspondiendo la mayor concentración a uñas y pelo, tejidos con alto contenido de proteínas con grupos –SH (WHO, 2000). El As inorgánico (III) y (V) puede atravesar la placenta de animales de laboratorio y humanos, y también puede excretarse a través de la leche (EFSA, revista del comité científico nº 10 59 2005). Se han encontrado contenidos elevados de As en leche de mujeres con ingestas elevadas de pescado, lo que indica que los compuestos orgánicos de As presentes en los peces (arsenobetaina etc.) se excretan por la leche. Las concentraciones de As en cerebro son, en general bajas, por lo que parece que no atraviesa realmente la barrera hematoencefálica (IARC, 2004). Metabolismo y eliminación Arsenitos y arseniatos tras su reducción a arsenitos, son metilados en el hígado. Las formas metiladas MMA y DMA se consideran menos tóxicas, se fijan menos a los tejidos y se eliminan más rápidamente que las no metiladas (WHO, 2000). Por ello la metilación del As se considera un eficiente proceso de destoxicación. El mecanismo de metilación del As en humanos no se ha dilucidado totalmente, pero se considera que el principal agente donante es la S-adenosilmetionina (SAM) (IARC, 2004). Los compuestos organoarsenicales se metabolizan en menor grado y se excretan rápidamente. El As y sus metabolitos se excretan por bilis y principalmente por orina. Existe una gran variabilidad en la excreción urinaria de los diferentes metabolitos arsenicales, en función de la especie. Cabe destacar que sólo los humanos excretan cantidades significativas de MMA tras la exposición a As inorgánico. En un ensayo en voluntarios humanos que ingirieron una única dosis de As (500 µg) en forma de arsenito sódico, MMA o DMA, la tasa de excreción del As inorgánico es menor que MMA y ésta a su vez menor que DMA (WHO, 2000). Biomarcadores En poblaciones expuestas los únicos metabolitos que se excretan por orina en cantidades significativas son: As inorgánico (21%), MMA total (15%) y DMA total (64%). En individuos sin exposición laboral al As la suma de los tres compuestos es usualmente inferior a 10 µg/g de creatinina (WHO, 2000). Los contenidos normales de As en muestras biológicas de individuos no expuestos son: < 1 µg/l en sangre, < 100 µg/l en orina, < 1 mg/kg en uñas y < 1 mg/kg en pelo (ATSDR, 2008). 2. Toxicidad Toxicidad aguda La LD50 del As2O3estimada para humanos es de 1-3 mg/kg, lo que indica una mayor sensibilidad a los efectos agudos letales que la correspondiente a los animales de experimentación. Los efectos de la exposición aguda o subaguda a As por vía digestiva incluyen diarrea, dolores gastrointestinales tipo cólico, anorexia, pérdida de peso, vómitos graves, calambres musculares, alteraciones cardíacas, alteraciones del SNC (delirio, coma o convulsiones), aumento de la irritabilidad, exantema y pérdida de pelo. En adultos se observan efectos de este tipo tras un consumo, durante unas semanas de 3 mg As/día (FAO/WHO, 1988). Toxicidad crónica La exposición crónica a As a través del agua de bebida origina lesiones en la piel (dilatación de los capilares cutáneos), hipo e hiperpigmentación (enfermedad del pie negro- Blackfoot ), alteraciones va - revista del comité científico nº 10 60 so oclusivas y gangrenosas. Otros síntomas asociados son neuropatías periféricas, encefalopatía, alteración del metabolismo del grupo hemo, hepatomegalia, depresión de la médula ósea, diabetes y deterioro de la función renal (necrosis) (EFSA, 2005). Efectos sobre la reproducción y el desarrollo La exposición a As inorgánico en el agua de bebida se ha asociado a efectos adversos sobre la reproducción. En humanos, diversos estudios retrospectivos han demostrado que las mujeres expuestas a altos niveles de As en el agua de bebida (≥100 µg/l) tienen mayores tasas de abortos espontáneos, de mortandad previa al nacimiento, de nacimientos pre término, y de mortandad neonatal que aquellas con baja exposición (< 20 µg/l) o no expuestas (Ahmad et al., 2001) (Milton et al., 2005). Re cien - temente, el estudio de una cohorte de embarazadas en Bangladesh ha puesto de manifiesto un incremento significativo de los riesgos de pérdida del feto y de muerte neonatal y postneonatal en las mujeres expuestas a contenidos de As superiores a 50 µg/l en el agua de bebida (Rahman et al., 2007). Los estudios que relacionan la exposición a As inorgánico por vía oral con efectos sobre el desarrollo en humanos son muy escasos, asociándose la exposición crónica a As con una mayor tasa de niños con bajo peso al nacer en diversas poblaciones (Taiwán, Chile). En poblaciones expuestas a altos contenidos de As en el agua de bebida, se incrementa la mortalidad por anormalidades congénitas del corazón y del sistema circulatorio (IARC, 2004) y por cáncer de pulmón y broncoextasia (ATSDR, 2008). Clasificación del arsénico como carcinógeno El As inorgánico fue el primer elemento identificado como carcinógeno para el ser humano. Induce cáncer primario de piel, pulmón, riñón y vejiga urinaria. La Agencia Internacional de Investigaciones sobre el Cáncer (IARC) clasifica al As y sus compuestos, en general, y concretamente al As en agua de bebida, constituido principalmente por As inorgánico (arseniato y en menor grado arsenito), globalmente en el grupo I (cancerígeno humano) (IARC, 1987, 2004) (EFSA, 2005). El valor de la pendiente de potencia carcinogénica del As inorgánico es 1,50 (mg/kg/día) (EPA, 1998) (ATSDR, 2007). Mecanismos de toxicidad As(III) y As(V) difieren en los mecanismos de acción tóxica. A nivel molecular el As(V) (arseniato) reemplaza al anión fosfato en diversas reacciones bioquímicas, como por ejemplo en la síntesis de glucosa-6-fosfato, dando glucosa-6-arseniato. Estos arseniatos desacoplan la formación de ATP y se inhibe la fosforilación oxidativa en distintos tipos de células (arsenolisis). La toxicidad de los compuestos de As(III) se atribuye a su reactividad con componentes celulares que contienen grupos tiol (–SH), como GSH y cisteina, inhibiéndose enzimas, como por ejemplo la piruvato deshidrogenasa. El hecho que el MMA(III) sea un potente inhibidor de la piruvato deshidrogenasa cambia el paradigma de que la metilación sea exclusivamente un proceso de disminución de toxicidad. MMA es también un potente inhibidor de GSH-reductasa y tiorredoxina reductasa, lo que incrementa la susceptibilidad de las células al estrés oxidativo (EFSA, 2005). revista del comité científico nº 10 61 revista del comité científico nº 10 68 Aunque no existe un consenso en los factores de biodisponibilidad del As en alimentos, la aproximación será más realista si se incluye el efecto del cocinado y la bioaccesibilidad del As inorgánico. En cuyo caso y asumiendo que el As bioaccesible medio encontrado en Hizikia fusiformis es de 35,5 µg/kg (Laparra et al., 2003), la ingesta de 3 g diarios del alga mencionada (factor de exposición 1) proporcionará 107 µg de As bioaccesible (que puede ser absorbido). Este valor, seguiría siendo alto, supondría un 71% de la TDI y elevar la ingesta de As inorgánico de la población normal 3,5 veces. El consumo ocasional de hijiki, probablemente, no incrementará de forma significativa el riesgo de contraer cáncer, pero el consumo crónico en ambos escenarios de ingesta de As inorgánico (0,00377 mg/kg/día) y de As inorgánico bioaccesible (0,00152 mg/kg/día), teniendo en cuenta la potencia carcinogénica del mismo (1,50 mg/kg/dia) conduce a unos valores estimados de riesgo considerables/elevados para la población de contraer cáncer en el periodo de 70 años de vida. Para el resto de las algas analizadas, fucus, kombu, wakame, arame y nori, las estimaciones conducen a valores muy inferiores, comprendidos entre 0,15-1,71 µg As inorgánico/día, que comparándolos con la TDI establecida, suponen el 0,3-1,1% de dicha TDI. No se dispone de información relativa a los efectos tóxicos derivados de la ingesta continuada de estas algas en animales de experimentación y sobre la salud de los consumidores. Conclusiones del Comité Científico Para una evaluación más precisa del riesgo asociado a la presencia de As en las algas destinadas al consumo humano sería necesario disponer de información relativa al consumo de algas, cantidad ingerida y frecuencia, así como disponer de datos sobre los efectos que la ingesta continuada de estas algas puede tener sobre animales de experimentación y datos epidemiológicos. Los contenidos de As inorgánico de las muestras de Hizikia fusiformis analizadas exceden ampliamente los límites establecidos por la legislación en Francia, los EE UU, Australia y Nueva Zelanda. En el caso de las algas fucus, kombu, wakame, arame y nori las concentraciones de As inorgánico son inferiores a dichos límites establecidos. Con los únicos datos existentes de contenidos de As total y de As inorgánico en algas de nuestro país, se han estimado los posibles aportes de As inorgánico por algas comercializadas en España, comprobándose que con una ingesta de 3 g/día de H. fusiformis (hijiki) se puede sobrepasar el valor de la TDI de 150 µg As inorgánico/día establecida para un adulto de 70 kg de peso (166-176% TDI), incrementándose de forma significativa la ingesta dietética diaria estimada para el As. Sin embargo, el consumo diario de 3 g de las algas fucus, kombu, wakame, arame y nori representa sólo el 0,3-1,1% de dicha TDI. La clasificación de la IARC del As inorgánico (arseniato y en menor grado arsenito) en el grupo I (carcinógeno humano) aconseja que la exposición dietética al As inorgánico sea tan baja como sea razonablemente posible. revista del comité científico nº 10 69 Referencias ACSA (2005). Contaminants químics, estudi de dieta total a Catalunya. Ahmad, S.A., Sayed, M.H.S.U., Barua, S., Khan, M.H., Faruquee, M.H., Jalil, A., Hadi, S.A. y Talukder, H.K. (2001). Arsenic in drinking water and pregnancy outcomes. Environ. Health Perspect, 109, pp: 629-631. Almela, C., Algora, S., Benito, V., Clemente, M.J., Devesa, V., Suñer, M.A., Vélez, D. y Montoro, R. (2002). Heavy Metal, Total Arsenic and Inorganic Arsenic Contents of Algae Food Products, 50, pp: 918-923. Almela, C., Laparra, J.M., Vélez, D., Barberá, R., Farré, R. y Montoro, R. (2005). Arsenosugars in raw and co,oked edible seaweed; Characterization and bioaccessibility. Journal of Agricultural and Food Chemistry , 53, pp: 7344- 7351., ANZFA (1997). Australia New Zealand Food Authority. Food Standards Code, Issue 41. ATSDR (2000). Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Toxicology profile for arsenic. ATSDR (2007). Toxicological profile for arsenic. Disponible en: http://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp2.pdf). ATSDR (2008). Minimal Risk Levels (MRLs). Disponible en: http://www.atsdr.cdc.gov/mrls/#bookmark02 Bordajandi, L.R., Gómez, G., Abad, E., Rivera, J., Fernández-Bastón, M.M., Blasco, J. y González, M.J. (2004). Survey of persistent organochlorine contaminants (PCBs, PCDD/Fs and PAHs), heavy metals (Cu, Cd, Zn, Pb, and Hg) and arsenic in food samples from Huelva (Spain): Levels and health implications. Journal of Agricultural and Food Chemistry , 52, pp: 992-1001. Dabeka, R.W., McKenzie, A.D., Lacroix, G.M., Cleoux, C., Bowe, S., Graham, R.A., Conacher, H.B. y Verdier, P. (1993). Survey of arsenic in total diet food composites and estimation of the dietary intake of arsenic by Canadian adults and children. Journal of AOAC International , 76, pp: 14-25. Del Razo, L.M., García-Vargas, G.G., García-Salcedo, J., San Miguel, M.F., Rivera, M., Hernández, M.C. y Cebrián, M.E. (2002). Arsenic levels in cooked food and assessment of adult dietary intake of arsenic in the Region Lagunera, Mexico. Food and Chemical Toxicology, 40, pp: 1423-1431. Devesa, V., Suñer, M.A. y Vélez, D. (2008). Effect of thermal treatments on arsenic species contents in food. Food Chemical Toxicology , 46, pp: 1-8. EFSA (2005). European Food Safety Authority. Opinion of the scientific panel on contaminants in the food chain on a request from the commission related to arsenic as undesirable substance in animal feed (Question No EFSA- Q-2003-031). The EFSA Journal, 180, pp: 1-35 . EPA (1998). U.S. Environmental Protection Agency. Arsenic inorganic. Disponible en: http://www.epa.gov/ncea/iris/subst/0278.htm#quaoral Falcó, G., Nadal, M., Llobet, J.M. y Domingo, J.L. (2006). Riesgo tóxico por metales presentes en alimentos. En: Toxicología Alimentaria (Cameán AM, Repetto Eds). Ed. Díaz de Santos, Madrid, pp: 309-326. FAO/WHO (1988). Organización de Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación/World Health Organization. Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA). Summary of Evaluations Performed. Disponible en: http://www.inchem.org/documents/jecfa/jeceval/jec_159.htm FSA (2004a). Food Standars Agency. Arsenic in seaweed. Disponible en http://www.food.gov.uk/multimedia/ pdfs/arsenicseaweed.pdf FSA (2004b). Agency advises against eating hijiki seaweed. Disponible en: http://www.food.gov.uk/news/pressreleases/2004/jul/hijikipr Gobierno Vasco (1996). Vigilancia de la Contaminación química de los alimentos en la Comunidad Autónoma del País Vasco (1990-1995) . Departamento de Sanidad Gobierno Vasco. Huang, Y.K., Lin, K.H., Chen, H.W., Chang, C.C., Liu, C.W., Yang, M.H. y Hsueh, Y.M. (2003). Arsenic species contents at aquaculture farm and in farmed mouthbreeder ( Oreochromis mossambicus ) in blackfoot disease hyperendemic areas. Food and Chemical Toxicol ogy, 41, pp: 1491-1500. IARC (1987). Monographs, Arsenic and its compounds, suppl. 17. Disponible en: http://monographs.iarc.fr/ENG/ Monographs/suppl7/Suppl7-19.pdf revista del comité científico nº 10 70 IARC (2004). Monographs, Arsenic in drinking water, monographs vol. 84. Disponible en: http:// monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol84/mono84-6.pdf Ichikawa, S., Kamoshida, M,, Hanaoka, K., Hamano, M., Maitani, T. y Kaise, T. (2006). Decrease of arsenic in edible brown algae Hijikia fusiforme by the cooking process. Applied Organometallic Chemistry , 20, pp: 585-590. INRA (2004). Institut scientifique de recherche agronomique. Etude de l’alimentation totale française. Mycotoxines, minéraux et éléments traces. Julshamn, K., Thorlacius, A. y Lea, P. (2000). Determination of arsenic in seafood by electrothermalatomic absorption spectrometry after microwave digestion: NMKL1 collaborative study. Journal of AOAC International , 83, pp: 1423-1428. Laparra, J.M., Vélez, D., Montoro, R., Barberá, R. y Farré, R. (2003). Estimation of arsenic bioaccessibility in edible seaweed by an in vitro digestion method. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51, pp: 6080-6085. Laparra, J.M., Vélez, D., Montoro, R., Barberá, R. y Farré, R. (2009). Bioavailability of arsenic species in food: practical aspects for human health risk assessments. Chapter 13 en Arsenic in the Environment. CRC Press Taylor and Francis. London. Vol 1, pp: 319-325. Leblanc, J.C. Coordinateur. (2004). Etude de l’alimentation totale française. Mycotoxines, minéraux et éléments traces. INRA. Li, W., Wei, C., Zhang, C., Van Hulle, M., Cornelis, R. y Zhang, X. (2003). A survey of arsenic species in chinese seafood. Food Chemistry and Toxicology, 41, pp: 1103-1110. Mabeau, S. y Fleurence, J. (1993). Seaweed in food products: biochemical and nutritional aspects. Trends in Food Science & Technology , 4, pp: 103-107. Martí-Cid, R., Bocio, A., Llobet, J.M. y Domingo, J.L. (2007). Intake of chemical contaminants through fish and seafood consumption by children of Catalonia, Spain: Health risks. Food Chemistry and Toxicology , 45, pp: 1968- 1974. Martí-Cid, R., Llobet, J.M., Castell, V. y Domingo, J.L. (2008). Dietary intake of Arsenic, Cadmium, Mercury, and Lead by the population of Catalonia, Spain. Biological Trace Elements Research, 125, pp: 120-132. McSheehy, S., Pohl, P., Vélez, D. y Szpunar, J. (2002). Multidimensional liquid chromatography with parallel ICP MS and electrospray Ms/MS detection as a tool for the characterization of arsenic species in algae. Analytical Biochemistry, 372, pp: 457-466. Milton, A.H., Smith, W. y Rahman, B. (2005) Chronic arsenic exposure and adverse pregnancy outcomes in Bangladesh. Epidemiology, 16, pp: 82-86. Muñoz, O., Devesa, V., Suñer, M.A., Vélez, D., Montoro, R., Urieta, I., Macho, M.L. y Jalón, M. (2000). Total and Inorganic Arsenic in fresh and processed fish products. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 48, pp: 4369-4376. NZFSA (2005). New Zealand Food Safety Authority. New Zealand Total Diet Survey. Raab, A., Fecher, P. y Feldmann, J. (2005). Determination of Arsenic in algae – Results of an Interlaboratory trial: Determination of arsenic species in the water-soluble fraction. Microchimica Acta , 151, pp: 153-166. Rahman, A., Vahter, M., Ekström, E.C., Rahman, M., Haider, A., Mustafa, M.G., Wahed, M.A., Yunus, M. y Persson, L.A. (2007). Association of arsenic exposure during pregnancy with fetal loss and infant death: a cohort study in Bangladesh. American Journal of Epidemiology , 165, pp: 1389-1396. Rose, M., Lewis, J., Langford, N., Baxter, M., Origgi, S., Barber, M., MacBain, H. y Thomas, K. (2007). Arsenic in seaweed-Forms, concentration and dietary exposure. Food and Chemical Toxicology, 45, pp: 1263-1267. Sayago, A., Cameán, A.M., Repetto, M. y Asuero, A.G. (2006). Importancia de la especiación de elementos en Toxicología Alimentaria. En libro: Toxicología Alimentaria . Madrid. Díaz de Santos. pp: 327-348. Schoof, R.A., Yost, L.J., Eickhoff, J., Crecelius, E.A., Cragin, D.W., Meacher, D.M. y Menzel, D.B. (1999). A market basket survey of inorganic arsenic in food. Food and Chemical Toxicology , 37, pp: 839-846. Sloth, J.J., Larsen, E.H. y Julshamn, K. (2003). Determination of organoarsenic species in marine samples using gradient elution cation exchange HPLC-ICP-MS. Journal of Analitycal Atomic Spectrometry, 18, pp: 452-459. UE (2006). Reglamento (CE) nº 1881/2006 de la Comisión, de 19 de diciembre de 2006, por el que se fija el contenido máximo de determinados contaminantes en lso productos alimenticios. DO L 364, de 20 de diciembre de 2006, pp: 5-33. Vélez, D., Ibáñez, N. y Montoro, R. (1995). Percentages of Total Arsenic represented by Arsenobetaine levels of manufactured seafood products. Journal of Agricultural and Food Chemistry , 43, pp: 1289-1294. Vélez, D., Ibáñez, N. y Montoro, R. (1996). Monomethylarsonic and Dimethylarsinic Acid contents in seafood products. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 44, pp: 859-864. Vilano, M. y Rubio, R. (2001). Determination of arsenic in seafood by focused microwave digestion and hydride generation-atomic fluorescence detection. Journal of AOAC International , 84, pp: 551-555. WHO (2000). World Health Organization. Arsenic. Air Quality Guidelines Second Edition. WHO Regional Office for Europe, Copenhagen, Denmark, 2000. Cap. 6. Wrobel, K., Browel, K., Parker, B., Kannamkumarath, S.S. y Caruso, J.A. (2002). Determination of As(III), As(V),monomethylarsonic acid, dimethylarsinic acid and arsenobetaine by HPLC-ICP-MS. Analysis of reference materials, fish tissues and urine. Talanta , 58, pp: 899-907. Wuilloud, R.G., Altamirano, J.C., Smichowski, P.N. y Heitkemper, D.T. (2006). Investigation of arsenic speciation in algae of the Antarctic region by HPLC-ICP-MS and HPLC-ESI-Ion Trap MS. Journal of Analitical Atomic Spectrometry, 21, pp: 1214-1223. Yamauchi, H.T.K., Mashiko, M., Saitoh, J. y Yamamura, Y. (1992). Intake of different chemical species of dietary arsenic by the Japanese, and their blood and urinary arsenic levels. Applied Organometallic Chemistry , 6, pp: 383- 388. Ysart, G., Miller, P., Croasdale, M., Crews, H., Robb, P., Baxter, M., L’Argy, C. y Harrison, N. (2000). Total Diet Studydietary exposures to aluminum, arsenic, cadmium, chromium, copper, lead, mercury, nickel, selenium, tin and zinc. Food Additives and Contaminants , 17, pp: 775-786. revista del comité científico nº 10 71