Aminas y toxicidad

Introducción

Se pueden considerar a las aminas como compuestos
nitrogenados derivados de amoníaco (NH3) en el que uno o
más grupos alquilos o arilos están unidos al
nitrógeno. Las aminas se pueden clasificar según el
número de grupos alquilos que pueden estar unidos al
nitrógeno, en primaria, secundaria o terciaria (Domanska y
Kowalski, 2003)

Las aminas comprenden algunos de los compuestos
biológicos mas importantes que se conocen, funcionan en
los organismos vivos como biorreguladores, neurotransmisores, en
mecanismos de defensa y en muchas otras funciones, debido a su
alto grado de actividad biológica se emplean como
medicamentos; la propiedad mas característica de las
aminas es su olor a pescado descompuesto. Estas aminas pueden ser
constituyentes de los alimentos como ciertos aminoácidos y
aminas biógenas, mientras que otras derivan de la
adición de especies o incluso pueden proceder de los
materiales empleados para el embalaje de dicho productos (Donato,
2006).

El proceso de elaboración de productos
cárnicos con un mayor empleo de nitratos y nitrito es el
curado o salazón. Este procedimiento empleado desde la
antigüedad para conservar la carne sigue siendo utilizado
hoy en día aunque con algunas diferencias respecto al
método original. El curado consiste en la
incorporación de sal junto con diversos aditivos, como los
nitratos o/y nitritos, a los productos que serán sometidos
a este proceso (Cameán y Repetto, 2007).

La reacción tiene lugar entre los nitritos,
añadidos como conservantes y los compuestos aminados
constituyentes del músculo. La toxicidad de estos
compuestos es el resultado de su conversión en nitritos
que actúan como agentes nitrosantes en la formación
de las N-nitrosaminas. Los vegetales, el agua de bebida y los
productos cárnicos son las principales fuentes de
exposición de nitratos en humanos (Ellis et al,
1998)

Desarrollo

Los agentes nitrosantes formados a partir de las sales
nitrificantes reaccionan con sustratos nitrosables, constituidos
esencialmente por aminas presentes en los alimentos, estas aminas
pueden ser constituyentes del alimento como ciertos
aminoácidos y aminas biógenas (Shenoy et al, 1992).

Las Proteínas son componentes esenciales para la
vida al degradarse producen aminoácidos:

Dichos aminoácidos toman diferentes vías
(Desaminación, transaminación y
descarboxilación)

Producto a la
descarboxilación:

Las aminas biógenas se generan en los alimentos
debido a la acción de microorganismos capaces de
descarboxilar los aminoácidos por lo que son frecuentes en
aquellos alimentos de origen fermentativo en los que intervienen
bacterias lácticas (queso, cerveza, embutidos, vino, etc.)
Esta descarboxilación es llevada a cabo por enzimas
específicas, biosintetizadas y secretados al medio
extracelular por dichos microorganismos. Entre estos enzimas
destacaremos la histidín-descarboxilasa (que genera
histamina, a partir de histidina), lisina-descarboxilasa
(que genera cadaverina, a partir de lisina),
ornitina-descarboxilasa (que genera putrescina, a partir
de ornitina), tirosina-descarboxilasa (que genera
tiramina, a partir de tirosina),
triptófano-descarboxilasa (que genera triptamina, a
partir de triptófano), etc.

Estas aminas biogénas pueden ser toxicas siendo
la histamina la que presenta un mayor potencial tóxico,
aunque otras como la putrescina o la cadaverina, pueden potenciar
el efecto tóxico de la misma.

Como posible explicación se ha apuntado el efecto
potenciador de la toxicidad histamínica que
ejercerían estas aminas que muy frecuentemente
acompañan a la histamina en los alimentos contaminados con
esta amina. A este respecto, se ha comprobado que los enzimas
diaminooxidasa (DAO) e histamina-metil-transferasa
(HMT), presentes en el tracto gastrointestinal e
hígado, e involucradas en la metabolización de la
histamina, pueden ser inhibidos por putrescina o cadaverina, lo
que explicaría que la histamina presente en los alimentos
indique un umbral de toxicidad menor con respecto a la histamina
pura. De este modo, ciertas aminas biógenas
actuarían como potenciadores de la toxicidad de la
histamina, al inhibir la conversión de histamina en otros
metabolitos menos tóxicos.

La putrescina y la cadaverina emiten un
olor desagradable, Es por ello que la carne de aves, pescado y
res debe preservarse adecuadamente mediante refrigeración,
porque de lo contrario los microorganismos que se encuentran en
ella degradan a las proteínas en dichas aminas adquieren
ese mal olor.

Además de estas aminas biogenas
agrupadas dentro de las ptomainas que tienen efecto toxico
producidas durante la putrefacción de
proteínas alimenticias al descarboxilarse los
aminoácidos se encuentra también la agmalina
(derivada de la arginina)

La tiramina es una amina dietética contenida en
el queso, chocolate, mermelada y vino tinto que si no son
oxidados entran en la circulación general y causan la
liberación de adrenalina y noradrenalina. Esto produce una
vasoconstricción periférica y aumento del gasto
cardíaco, lo que causa una hipertensión grave y
puede provocar dolor de cabeza, palpitaciones, hemorragia
subdural, apoplejía o infarto de miocardio.

De todos los alimentos, la carne y el pescado
constituyen dos de los sustratos en los que más
fácilmente se desarrollan microorganismos capaces de
producir aminas biógenas. En el caso de los alimentos
madurados (embutidos crudos) y fermentados (quesos y bebidas
alcohólicas fermentadas) el origen de la formación
de esta sustancia puede ser doble:

• 1- Bien por un mal estado higiénico de
  las materias primas

• 2- o por la actividad de microorganismos
  implicados en los procesos de maduración o
  fermentación.

En vegetales

Los vegetales también sufren la presencia de
aminas biógenas, como tiramina (una de las aminas) en piel
de plátano, naranjas, manzanas, patatas, tomates y
espinacas. También la histamina puede encontrarse en
tomates, y la serotonina en nueces, plátanos y
tomates.

Las aminas biógenas pueden acumularse en
alimentos hasta llegar a alcanzar concentraciones elevadas, de
hasta 5.000 ppm, aunque el nivel umbral de histamina, que provoca
el desencadenamiento de toxicidad varía dependiendo del
alimento. Los productos marinos son los alimentos que exhiben un
mayor riesgo de formación de histamina y otras aminas
biógenas; no obstante, otros alimentos como los derivados
cárnicos (salchichas, salami, jamón, etc.),
lácteos (fundamentalmente quesos), vino, cerveza,
vegetales y frutas, frutos secos, chocolate, etc., pueden
asimismo presentar cierto riesgo.

También las triptamina obtenidas por la
descarboxilación del triptófano por la
triptófano descarboxilasa es usada para la síntesis
del AIA una fitohormona muy importante.

Estas aminas biogénas pueden reaccionar con los
nitritos presentes en conservantes empleados en la
alimentación y en plantas, procedentes del uso de
fertilizantes, originando N-nitrosoaminas secundarias, que son
carcinógenas.

Daños en la salud que puede provocar el uso
excesivo de sales de nitro (nitrito de sodio) en la
conservación de carnes o en la preparación de
jamones.

Estas aminas pueden reaccionar con los nitritos
presentes en conservantes empleados en la alimentación y
en plantas, procedentes del uso de fertilizantes, originando
N-nitrosoaminas secundarias, que son
carcinógenas.

Nitratos (NO3-)

Está presente de forma natural en el medio
ambiente como consecuencia del ciclo del nitrógeno, que
puede estar alterado por diversas actividades humanas. Entre
estás cabe destacar la utilización de fertilizantes
nitrogenados en la agricultura, los vertidos orgánico de
origen doméstico e industrial no sometidos a tratamientos
adecuados de depuración y, el uso de aditivos
alimentarios. De esta forma el nitrato está ampliamente
distribuido en los alimentos, siendo la principal fuente de
exposición los vegetales, el agua de bebida y los
productos cárnicos. Por otro lado aunque la presencia de
nitritos en los alimentos es poco significativa (AIIC, 2006), en
nitro puede transformarse en nitrito por reducción
bacteriana tanto en los alimentos (durante el procesado y
almacenamiento), como en el propio organismo (en la saliva y en
el tracto gastrointestinal). Se estima que un 5% del nitrato
ingerido se transforma en nitrito endógenamente, lo que
supone la fracción mayoritaria de la exposición
global a este compuesto. En lo referente al agua de bebida la
Organización Mundial de la Salud (OMS, 1984) ha
establecido 50mg/l como límite máximo permitido de
nitratos, pero aún así puede contribuir de forma
importante a la ingesta total de nitrato en algunas zonas, los
nitratos (NO3) se presenta generalmente como trazas en el agua de
superficie (cuando ésta no está contaminada). En
cantidades excesivas, contribuye a una enfermedad infantil, la
metahemoglobinemia de la cual abordaremos más adelante.
Para evitarlo, se ha establecido un límite para el agua de
bebida, en nuestro país se estable como límite
admisible 45 mg/l.

Nitritos (NO2-)

Los nitritos son utilizados como aditivos alimentarios
en combinación con otros compuestos (E-249) o nitrito de
potasio utilizado principalmente en la conservación de
carnes curadas, el cloruro de sodio solo es utilizado para
disminuir la acción de la proteínas que
desencadenas la putrefacción dando como resultado final la
producción de metahemoglobina, al combinarse con nitritos
o nitratos es utilizado en aumentar o marcar el color rojo oscuro
de las carnes curadas.

Reacción de nitrosación
(HNO2)

El ácido nitroso reacciona en forma diferente con
cada clase de amina, permitiendo emplearse con ello su
diferenciación.

La reacción de la amina primaria con el
ácido nitroso forman sales de diazonio, este proceso se le
conoce como diazoación o diazotación de la amina,
culmianado el proceso con la formación de
N-nitrosaminas.

FORMACIÓN DE NITROSOCOMPUESTOS

• ORÍGENES:

• 1. ENDÓGENAS
  (formación natural):

Se han identificado 2 mecanismos de nitrosación
endógena, la primera es una nitrosación
microbiológica, principalmente a través de
bacterias denitrificadoras a partir de productos derivados del
óxido nítrico bajo condiciones en las que el pH es
demasiado elevado para que se de la nitrosación
química, y la segunda es una nitrosación que se
produce a bajo pH (De Kok y van Maanen, 2000)

Figura #1. Vias de formacion in vivo
de las N-nitrosaminas

Agentes nitrosables: Aminas
presentes en la dieta

• 2. EXÓGENAS:
  Estás pueden tener diferentes procedencias como pueden
  ser la dieta, el tabaco, el cosmético, los productos
  farmacéuticos, los compuestos químicos
  utilizados en la agricultura o ciertas ocupaciones laborales
  (industria del cuero, del metal o de la goma)(Straif et al,
  2000)

Figura #2. Vía de
ingestión de los nitratos y nitritos y sus posibles
efectos tóxicos.

Embutidos

Los nitrosocompuestos han demostrado ser
carcinógenos potentes y, recientemente, se ha tomado
consideración en el uso de nitritos y nitratos como
conservadores de alimentos. Las bacterias estomacales reducen los
nitratos a nitritos y estos, en presencia del ácido
clorhídrico estomacal, se convierten en ácido
nitroso. Así, el ácido nitroso reacciona con
ciertas aminas secundarias corporales formando
nitrosoaminas.

En Cuba, la norma vigente de regulaciones sanitarias
sobre aditivos alimentarios establece como límite
máximo de residuo la cantidad de 125 mg de NaNO2 por kg de
producto.

Tabla #1 Contribución de los
alimentos a la ingesta de Nitratos (%)

* Ingesta total de nitratos y nitritos

Nitritos

El NaNO2, un producto químico natural y el
preservativo común de la carne, se utiliza solo
médicamente para tratar el envenenamiento de cianuro
(CN-). Pero si los resultados de un nuevo estudio animal soportan
bajo investigación adicional en la gente, el producto
químico se puede un día utilizar para proteger y
para preservar la función del tejido fino y del
órgano después de ataque del corazón, de
cirugía abdominal de riesgo elevado, y del trasplante del
órgano.

El nitrito fundamentalmente se emplea como aditivo
alimentario (E-249 nitrito potásico, E-250 nitrito
sódico), especialmente en carnes curadas. El nitrato es
añadido en ocasiones junto con el nitrito como conservante
(E-251 nitrato sódico, E-252 nitrato potásico), ya
que sirve como reserva de éste al ir
transformándose lentamente en nitrito.

Los nitratos se utilizan para tratar el
dolor de pecho relacionado con la angina de pecho y para aliviar
los síntomas de la insuficiencia cardíaca
congestiva (ICC). Los nitratos son vasodilatadores. Los
vasodilatadores ensanchan (dilatan) los vasos sanguíneos,
lo cual mejora el flujo sanguíneo y permite un mayor
suministro de sangre rica en oxígeno al músculo
cardíaco. Los nitratos además relajan las venas. Si
regresa al corazón una menor cantidad de sangre
proveniente de los brazos y las piernas, se reduce el esfuerzo
del corazón. 

Los nitratos como sustancias de origen natural pueden
encontrarse en productos cárnicos frescos, leche y
productos lácteos, cereales, frutas, bebidas
alcohólicas y verduras. En la mayoría de estos
alimentos se encuentran en bajas concentraciones, generalmente
inferiores a 10 mg/kg y rara vez exceden los 100 mg/kg. Sin
embargo, las verduras, principal aporte de estos compuestos en la
dieta junto con los embutidos, presentan unos contenidos que
oscilan entre 200 y 2.500 mg/kg, variando en función del
procesado del alimento, uso de fertilizantes y condiciones de
crecimiento.

El NaNO2 puede producir cáncer

El nitrito de sodio, un aditivo químico que se
emplea muy frecuentemente para preservar carnes y fiambres,
provoca cáncer en los animales de laboratorio y
podría causarlo también a los seres humanos. El
estudio indica que un alto porcentaje de los animales a los que
se les suministró nitrito de sodio contrajeron
cáncer en el sistema linfático que les
provocó la muerte.

Los nitritos representan un riesgo para la salud de los
consumidores, pues a determinados niveles de exposición
pueden provocar metahemoglobinemia, disminución
de la fosforilación oxidativa, inhibición de
enzimas microsomales, formación de compuestos
N-nitrosos y otros efectos tóxicos. De ahí que
el Comité Mixto FAO-OMS de Expertos en Aditivos
Alimentarios recomiende una ingesta diaria admisible (IDA) menor
que 0,09 mg de nitrito de sodio por kilogramo de peso
corporal.

Aunque la adición de los nitritos y nitratos en
la elaboración de productos cárnicos es necesaria
por las funciones anteriormente mencionadas, desde 1945 existe
una creciente preocupación por efectos derivados de su
consumo (Comly, 1945). El nitrato en si mismo generalmente no es
tóxico. La toxicidad es normalmente el resultado de la
conversión de los nitratos en nitritos por bacterias
reductoras. Los nitritos, sin embargo, pueden llegar tener
efectos adversos importantes (Honikel, 2004). La toxicidad de
estos puede ser directa, por su papel en la síntesis de la
metahemoglobina.

Metahemoglobinemia

Es un trastorno sanguíneo en el cual el cuerpo no
puede reciclar la hemoglobina después de que ésta
resulta dañada. La hemoglobina es la molécula
transportadora de O2 que se encuentra en los glóbulos
rojos. En algunos casos de metahemoglobinemia, la hemoglobina es
incapaz de transportar el oxígeno de manera efectiva a los
tejidos corporales.

La metahemoglobinemia se puede transmitir de padres a
hijos (hereditaria) o puede resultar de la exposición a
ciertas drogas, químicos o alimentos (adquirida). La
metahemoglobinemia adquirida es más común que las
formas hereditarias y ocurre después de la
exposición a ciertos químicos y drogas
como:

• Anestésicos como benzocaína y
  xilocaína

• Benceno

• Ciertos antibióticos (incluyendo dapsona y
  cloroquina)

El peligro del nitrato, una sustancia que en sí
misma no es tóxica, reside en su transformación
química en nitrito, hecho que sucede, en parte, durante el
metabolismo humano. Este nitrito puede reaccionar en medio
ácido del estómago con las aminas, sustancias
obtenidas por el metabolismo de los alimentos proteicos (carnes,
pescados, huevos, leche y derivados de estos alimentos)
originando nitrosaminas, las cuales son agentes
cancerígenos. 

La presencia de cantidades excesivas de nitratos en las
aguas puede provocar en los lactantes efectos mortales (cianosis)
por la formación de metahemoglobina, y en adultos,
nitrosaminas, cancerígenas, por la reacción de
nitratos con aminas y aminoácidos. Hay investigaciones que
indican que un contenido de nitrato de más de 200 ppm
aumenta el riesgo de cáncer de estómago,
desarrollando la enfermedad a largo plazo. También
disminuye la absorción de oxígeno por la
sangre.

La afección también puede ocurrir en
bebés muy enfermos o alimentados con demasiadas verduras
que contengan nitratos, como las remolachas.

Los síntomas de la metahemoglobinemia adquirida
abarcan:

• Coloración azulada de la piel y membranas
  mucosas

• Dolor de cabeza

• Fatiga

• Dificultad respiratoria

• Falta de energía

La Ingesta Diaria Aceptable (IDA) de nitratos
recomendada por el Comité Conjunto de la FAO/OMS es de 0-
3.7 mg/kg peso corporal. Puesto que la toxicidad de los nitratos
proviene de su conversión en nitritos y su posible
formación endógena en N-nitrosocompuestos,
deberá tenerse en cuenta también la IDA de
nitritos, fijada en 0-0.06 mg/kg de peso corporal. El empleo de
nitrito como aditivo en alimentos infantiles para niños
menores de tres meses no está permitido.

Toxicidad de
nitritos, nitratos y nitrosaminas en humanos

• 1. Aumento de
  metahemoglobinemia.

NO3- reabsorbido ejerce en el organismo la misma
acción que sobre la carne conservada, es decir, transforma
la hemoglobina en metahemoglobina, pudiendo producir
cianosis.

Intoxicaciones debido a una cantidad excesiva de nitrito
sódico en las carnes en conserva,principalmente debido a
una mala homogeneización entre ingredientes y
aditivos.

• Hemoglobina fetal (60-80% en recién nacidos),
  que se oxida más fácilmente a
  metahemoglobina.

• Desarrollo incompleto del sistema
  NADH-metahemoglobina reductasa en recién nacidos y
  pequeños, que salvo casos raros de deficiencia
  enzimática hereditaria, parece desaparecer al cabo de
  los 3-4 meses de vida.

• 2. Formación de nitrosaminas en
  adultos.

Efectos carcinógenos mediante
este poder alquilante: la unión de los grupos alquilo
(incluso los grupos metilo, de pequeño tamaño) es
suficiente para interferir en el apareamiento de las bases en la
doble hélice de ADN. Este daño conlleva mutaciones
y, con éstas, una probabilidad mayor de
carcinogénesis.

Conclusiones

Aunque la presencia de nitratos y nitritos en los
alimentos puede constituir un riesgo para la salud por la
formación de nitrosaminas, su eliminación de la
lista de ingredientes puede constituir un peligro mayor por su
efecto limitante de clostridios formadores de toxinas. Por este
motivo, desde la UE se han fijado, tras numerosos estudios, las
concentraciones máximas tolerables para cada producto de
modo que garanticen su eficacia antimicrobiana. 

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Autor:

José L. Ledea
Rodríguez

Mirtha Rodríguez Corales

Galina Morales Torres

UNIVERSIDAD DE GRANMA

FACULTAD DE CIENCIAS
TÉCNICA

CENTRO DE ESTUDIO DE QUÍMICA
APLICADA

"Año del 54 aniversario del
triunfo de la Revolución"

2012