Un xenobiótico es una sustancia, en principio, externa de muy diversos tipos que pueden modificar la estructura y la función de nuestras capacidades funcionales de los tejidos o de las células, ya sea beneficioso o perjudicial.

Tipos de xenobióticos

Se pueden clasificar según su origen: pueden ser fruto de los desechos (urbanos, industriales, mineros, agrícolas), de origen diverso (tabaco, conservantes, plaguicidas, estabilizantes, plastificantes, aditivos, toxinas, etc.) o de agentes industriales. Según las aplicaciones pueden ser derivados de medicamentos, uso doméstico, uso industrial, uso agrícola o locomoción.

Pueden tener una acción intrínseca (fármacos, tóxicos de acción local, tóxicos de acción sistémica) o una acción biológica (mutagénicos, teratógenos, carcinógenos, inhibidores o estimuladores de enzimas) y pueden tener una reactividad metabólica (biodegradables, persistentes acumulativos, activables).

Y según su naturaleza pueden ser físicos (tintes, calor, radiaciones, ruido, sustancias volátiles), biológicos (seres vivos o procedentes de ellos) y químicos (orgánicos, inorgánicos, industriales).

Biodistribución

La distribución de los xenobióticos en nuestro organismo sigue tres fases:

-etapa de exposición que puede ser consecuencia de varios factores: riesgo, frecuencia, dosis.

– etapa de toxicocinética: absorción, distribución, metabolismo (acumulación), excreción.

– etapa de toxicodinámica: cuando interacciona ese xenobiótico con el receptor correspondiente y se producen sus efectos tóxicos y los signos clínicos.

Los efectos dependen según si la exposición es aguda o crónica. Si es aguda, por ejemplo, el benceno nos provoca depresión del SNC. En cambio cuando es crónica puede producir leucemia.

Las xenobióticos más frecuentes en la exposición humana son: los productos de limpieza, analgésicos, cosméticos, extractos vegetales, jarabes, hidrocarburos, plaguicidas, alimentos contaminados, sedantes, hipnóticos, antimicrobianos, productos químicos de diversa índole, alcoholes, vitaminas… Cada uno de ellos tiene un nivel diferente de penetración en función de nuestra frecuencia de contacto.

Las cuatro vías de incorporación de los xenobióticos son la ingesta oral, vía respiratoria, vía tópica y vía parenteral.

Toxicidad

La toxicidad de los xenobióticos depende de:

-las características de la exposición (aguda, crónica, vía de entrada, vía de eliminación);

-dosis (DL50, dosis única, dosis fraccionada);

-estructura molecular y propiedades físico-químicas de la sustancia (capacidad de atravesar membranas; hidrosolubilidad; liposolubilidad);

-tipo de efecto tóxico producido;

-características genéticas del organismo expuesto;

-edad del individuo.

Los niveles de toxicidad están en función de la concentración que se reciba por kilo de peso corporal: si la DL50 es superior a 15 g/kg se dice que prácticamente no es tóxico pero, en el otro extremo, si la toxicidad es inferior a 5 mg/kg se habla de supertóxico.

Xenobióticos en los alimentos

Los podemos clasificar en endógenos y exógenos. Los endógenos son propios del alimento, presentes de forma natural. Y los exógenos dependen de las manipulaciones, son ajenos al alimento.

Entre los endógenos distinguimos tres tipos: sustancias antinutritivas, tóxicos de origen vegetal y tóxicos de origen animal.

Entre los exógenos hay cuatro subtipos: tóxicos generados en el procesado, preparación o almacenaje de alimentos, tóxicos de origen fúngico, tóxicos ambientales y residuos de medicamentos en alimentos.

Xenobióticos endógenos. Sustancias antinutritivas

Dentro de las sustancias antinutritivas tenemos los inhibidores de las proteasas, y entre ellos los factores antitripsina y las anticarbohidratasas.

Los factores antitripsina son los que interfieren la proteólisis digestiva, dificultando su absorción, retrasando el crecimiento y con pérdida fecal de nitrógeno. Son termolábiles. Se pueden encontrar en soja, judías, guisantes, lentejas, cacahuetes, patata, batata, clara de huevo (ovomucoides), leche o calostro.

Dentro de las anticarbohidratasas tenemos las antiamilasas y antiinvertasas. Son termoestables. Se encuentran en legumbres, trigo, plátanos verdes, mango (antiamilasas), patata, maíz (antiinvertasas).

Dentro del grupo de las sustancias antinutritivas también encontramos los inhibidores de las vitaminas. Por ejemplo las antitiaminas (anti-B1) que hidrolizan la tiamina. Hay dos tipos: la tiaminasa-I (proteína termolábil) y los factores anti-tiamina (de bajo PM y termoestables). Se encuentran en peces, crustáceos, moluscos, celentéreos (ricos en tiaminasa-I) y el ácido cafeico sería un factor anti-tiamina.

También tenemos la avidina que es una glucoproteína termolábil (en la clara de huevo), que atrapa dos moléculas de biotina (B7) e impide su absorción.

Y finalmente tenemos la ascórbico-oxidasa que es la enzima que cataliza la oxidación del ácido ascórbico. Su temperatura óptima de actuación es de 15-30ºC, es decir, si ese alimento no lo tenemos en refrigeración a las pocas horas nos va inactivando el ácido ascórbico. Se localiza en la calabaza, pepino, melón, sandía, col, zanahoria, tomate, etc.

Dentro de las sustancias antinutritivas también tenemos los alteradores del metabolismo mineral como el ácido oxálico, ácido fítico y los antitiroideos.

El ácido oxálico atrapa calcio, con lo cual puede modificar la incorporación del calcio y por lo tanto la lactancia y el crecimiento. Y es un factor de génesis de una posible litiasis. Se encuentra en prácticamente todos los vegetales (ruibarbo, espinacas, patatas, té).

El ácido fítico también atrapa calcio. Es responsable de pérdidas fecales de calcio, descalcificaciones, y puede competir con la absorción de otros iones. Y podría modificar el crecimiento y la maduración sexual. Se encuentra en cereales, legumbres y oleaginosas.

Los antitiroideos son los tioglucósidos (los llamados bociógenos naturales) que pueden interferir con la incorporación de iodo en la bomba de ioduro en las células tiroideas pudiendo provocar una tirotoxicosis. Se localizan en nabo, col, mostaza, coliflor, coles de Bruselas, escarola, lombarda, brócoli, zanahoria, almendras amargas, etc.

Para acabar este apartado tenemos la fibra insoluble que puede disminuir la biodisponibilidad de algunos iones (Ca, Fe, Zn, Cu). Protegen del cáncer de colon. Se localiza en vegetales. Y los taninos forman complejos con proteínas (pérdida fecal de nitrógeno) y se asocian a iones (Fe, Pb, metales pesados). Son antioxidantes y anticancerígenos. Se localizan en cacao, bananas, habas, sorgo, café y té negro.

Tóxicos de origen vegetal

Los glucósidos (favismo) provocan anemia hemolítica, ictericia, fatiga, cansancio o palidez por ROS generados desde quinonas derivadas de oxidación de glucósidos en sujetos con déficit congénito de G6PDH. Se localizan en habas.

Los aminoácidos (latirismo) provocan alteración neurológica que afecta a las extremidades inferiores (parálisis y mialgia) y se deriva de la presencia de aminoácidos neurotóxicos (DABut, DAProp, OxalilaminoAla, beta cianoAla). Se debe a la alimentación a base de almortas típica en las épocas de pobreza.

Las fitohemaglutininas son proteínas vegetales termolábiles capaces de aglutinar hematíes, lesionar microvellosidades y glicocálix. Se encuentra en judías negras, cacahuetes, soja o ricino.

Otros tóxicos de origen vegetal son los seudoalcaloides como la solanina (en la patata) inhiben la AcCo-esterasa (alteraciones digestivas, respiratorias, musculares; >200 mg; agua de cocción); las xantinas (cafeína, teofilina, teobromina); y las aminas biógenas.

La glicirrizina tiene actividad corticosterona, con lo cual modifica la retención de sodio y agua (HTA, polidipsia, hipopotasemia).

Los fitoestrógenos como las isoflavonas de la soja; la zearalenona en la micotoxina de cereales; y las cumarinas en la alfalfa. Los efectos perniciosos se han descrito en animales como infertilidad.

Los carcinógenos como hidrazinas (setas), metilazoximetanol (nuez de Cycas), furocumarinas (umbelíferas), safrol y estragol (aceites esenciales, aromatizantes).

Y finalmente tenemos los derivados de los macromicetos: tóxicos contenidos en setas (trastornos digestivos, nefropatías, alucinógenos, muscarínicos).

Tóxicos de origen animal

Pueden ser de diversos tipos, pero fundamentalmente se ciñen a los productos del mar:

-Saxitoxina: Polipéptido de dinoflagelados (mareas rojas). Se acumula en hepatopáncreas de bivalvos. Son termoestables. Su intoxicación provoca parálisis por bloqueo canales de sodio.

-Tetrodotoxina: Polipéptido de peces (pez globo en Japón y China). Puede provocar insensibilidad, parálisis, inconsciencia y muerte.

-Ciguatoxina: Poliéter soluble de dinoflagelados tropicales. Se acumula en la carne de barracudas, tiburones, meros, anguilas… Provoca una alteración neuromuscular similar al curare o una intoxicación ciguatera (alteraciones digestivas, parálisis, coma).

-Escombrotoxina: Histamina, saurina, cadaverina, putrescina y tiramina generadas por descomposición de pescados (atún, sardinas, arenques, anchoas). Provoca Intoxicación escombroide (alteraciones digestivas, urticaria).

Xenobióticos exógenos. Tóxicos por preparación, procesado o almacén de alimentos

Los tóxicos piroorgánicos:

-Hidrocarburos aromáticos policíclicos (benzopireno): ahumado, tratamientos térmicos. Mutagénicos y cancerígenos.

-Aminas heterocíclicas (imidazoquinolinas): pirólisis de aminoácidos. Mutagénicos y cancerígenos.

-Acroleína: combustión incompleta del glicerol (humo). Irritante mucosas y piel.

Los tóxicos por oxidación de grasas y aceites:

-Productos aromáticos (cetonas y éteres): mal olor, oxidación de vitaminas y AG esenciales.

-Epóxidos: unión covalente a ADN, ARN y proteínas. Citotóxicos.

-Aldehído malónico: autooxidación de AGP. Altera ADN, mutagénico.

-Monómeros cíclicos: oxidación de ésteres de AG. Muy tóxicos. Mutagénicos.

-Peróxidos: Acción oxidativa (ROS).

Los tóxicos derivados de reacciones con carbohidratos:

-Reacción de Maillard: pardeamiento no enzimático (condensación de grupos carbonilo de azúcares reductores con grupos amino-proteicos). Cambios organolépticos y en biodisponibilidad, aparición de mutágenos. Acrilamida (neurotóxica y mutágena).

-Caramelización: Degradación de los azúcares. Cambios organolépticos. Algunos son mutagénicos.

Los tóxicos derivados de la conservación de alimentos:

-Tratamientos térmicos (reacción de Maillard); irradiación (no efecto conocido); productos químicos (muy tóxicos).

Los tóxicos derivados de materiales en contacto con alimentos:

-Madera (incorpora taninos); vidrio (según contenido en plomo); cerámica (metales pesados); metales; plástico (evitar calentamiento).

Tóxicos de origen fúngico

Las micotoxinas presentes en cereales, legumbres y frutos secos, por humedad, temperatura (20-30ºC), oxígeno, insectos. Resisten tratamientos. Se pueden citar las aflatoxinas, fumonisinas, ocratoxinas, patulina, alcaloides ergóticos y citrinina. En la página de AESAN hay mucha información sobre este tema.

Tóxicos ambientales

Los insecticidas, fungicidas, herbicidas se pueden acumular y producen efectos agudos (interfieren en el transporte sináptico y dan trastornos digestivos, musculares, neurológicos) o crónicos dependiendo de su acumulación (carcinógenos, neurotóxicos, reproductivos o alterar el desarrollo).

Según la mayor o menor admisibilidad de los tóxicos ambientales que nuestro organismo puede resistir se diferencian: Dosis Diaria Admisible (DDA), Ingesta Diaria Admisible (IDA), Dosis Agudas de Referencia (ARfD) y Límite Residual Máximo (LRM).

En esta página de la Unión Europea se puede encontrar más información: http://ec.europa.eu/food/plant/pesticides/pesticides_database/index_en.htm

Metales

Los metales como plomo, mercurio, arsénico, cadmio, estaño o cobre, que derivan de la receptiblidad de los alimentos por los recipientes o utensilios, de los plaguicidas o por aspectos industriales.

Su papel fisiológico depende de la dosis y de la forma química (metálica o iónica). Se acumulan en el organismo (afinidad por -SH) y su toxicidad aumenta con el grado de oxidación.

Tóxicos ambientales: de origen industrial

Lo que llamamos contaminantes orgánicos persistentes como la dioxinas.

Se puede encontrar mucha información en:

http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs225/es/index.html y en la página de AESAN

Efecto de la edad

En niños el vaciamiento gástrico es más lento. La mucosa intestinal es más permeable e inmadura (absorción menos selectiva), la función renal es inmadura, hay mayor consumo por kg por el crecimiento (mayor acumulación) y son más sensibles a plaguicidas y a los metales pesados.

En los mayores hay hipoalbuminemia (y por lo tanto hay mayor proporción de tóxico libre), tienen más tejido adiposo (compuestos liposolubles se acumulan más), la función renal y hepática están disminuidas, menor actividad citocromo P-450 (metabolismo de xenobióticos) y disminuye la función del SNC (más susceptibles a la acción de los xenobióticos).

Además muchos de estos xenobióticos pasan la vía materno-placentaria por tanto, según lo que respiren y coman las madres a los bebés también les llegará. No sucede lo mismo con la lactancia materna.

Xenobióticos y lactancia materna

La leche materna es un gran indicador de la contaminación ambiental. Hay poca evidencia de que realmente pasen xenobióticos por leche materna. Y además la lactancia materna nos previene de la acción de muchos contaminantes. En la página de la AEP hay mucha información entre la que se encuentran unas recomendaciones para disminuir el nivel de contaminantes.

Asimismo, los xenobióticos están afectos a la cronobiología. No sólo los ritmos circadianos afectan al reloj global del organismo (al núcleo supraquiasmático), sino que además también dependerán de los relojes particulares de riñón, hígado, etc.

Y para acabar…

Unas citas de Gregorio Varela Moreira:

“..hoy debemos pensar más en términos de interacción dieta-xenobiótico…

…los compuestos no nutritivos, con posible capacidad de interaccionar con los nutrientes en la mayoría de las ocasiones.

Además, tenemos los aditivos alimentarios y los contaminantes de los alimentos…

…estamos ante un problema potencial al que no se presta la atención que requiere, y que ayudaría a resolver muchas incógnitas de malnutrición”.