PRIRODNI TOKSINI I TETNI SASTOJCI U NAMIRNICAMA

Mnoge sirove, nepreraene namirnice mogu prirodno sadrati vei broj tetnih i toksinih sastojaka, kao to su gosipol pamukovog semena, eruka kiselina u ulju repice, avidin u belancu itd.

Poseban sluaj predstavlja prisustvo prirodnih toksinih supstanci u hrani nastao kao posledica transfera toksinih, fizioloki aktivnih biljnih komponenti preko namirnica animalnog porekla

Postoji takoe veliki broj toksina morskih organizama, uglavnom tropskih vrsta riba, koljki i kornjaa (preko 400 ivotinjskih vrsta sadri samo ciguatera toksin); najznaajniji prirodni toksini animalnog porekla su ciguatera, tetrodotoksin, saksitoksin (neurotoksini)

Namirnice mogu biti tetne ili toksine ukoliko:sadre neku toksinu supstancu kao jedan od svojih prirodnih sastojaka, prenose toksine supstance drugih organizama,u procesu fermentacije formiraju tetne sastojke,u kontaktu sa organizmom se sastojak hrane transformie u toksian metabolit.

Od biljnih izvora interesantni su samo oni koji se koriste u ishrani ljudi i domaih ivotinjaBiljne tetne i toksine supstance su svrstane u nekoliko grupa:antinutrimentihormonski aktivne supstancetoksine aminokiselineheterozidisupstance koje izazivaju favizamtoksini fenolihemaglutininisaponiniPrirodni tetni i toksini sastojci se dele prema poreklu na: biljne ivotinjske toksine gljiva

Najznaajnije prirodne toksine supstance

Aktivni sastojakIzvorAktivni sastojakIzvorEndogeni toksiniCijanogeni glikozidileguminoze, kotunice, kasavaVazoaktivni aminisir, okolada, vino, voeLektinileguminozeSaponinileguminozeProteazni inhibitorileguminozeTaninivoe, povreGlukozinolatikupus, keljTerpenivoe, povreFitoestrogenileguminozeOligosaharidileguminozeLatirogeniPtakuilozidikozje mlekoFavogeniVicia fabaGlikoalkaloidikrompirEgzogeni toksiniMikotoksiniita, semenke, voe, silirana hrana

AntinutrimentiAntinutrimenti su grupa supstanci biljnog porekla koje imaju suprotno delovanje od nutrimenata, odnosno smanjuju ili spreavaju normalno funkcionisanje nutrimenata u organizmu

Prema nainu delovanja dele se na:

antienzimeantivitaminesupstance koje vezuju minerale

AntienzimiOve supstance utiu na aktivnost enzima na nekoliko naina:

vezivanjem za enzimsku strukturu,transformacijom enzima,ometanjem biosinteze enzima,pretvaranjem supstrata u nepogodan oblik,poveanjem aktivnosti enzimainhibitori proteaza Tu spadaju supstance koje inhibiraju delovanje proteaznih enzima tripsina, himotripsina, karboksipeptidaza

Najee se nalaze u leguminozama, itaricama, krompiru

* (+) stabilan na toplotu, (-) razara se toplotomAntienzimi ove grupe spreavaju razgradnju proteina u GIT, a samim tim i njihovu resorpciju

Jedan deo inhibitora proteaza se lako razara toplotom uobiajenim kulinarskim postupcima

BiljkaDeo biljkeUticaj toplote*KikirikiSeme+ZobSeme-eerna repaKoren+SojaSeme+PirinaSeme+KrompirKrtola, list+PenicaKotiledon, klica+KukuruzSeme-

b) inhibitori amilaza

ovi inhibitori spreavaju delovanje amilaze salive i pankreasa, a samim tim i hidrolizu skroba i njegovo iskorienje

Nalaze se u penici, pasulju, nezrelom plodu manga i nezrelim bananama

Standardna termika obrada namirnica inaktivira inhibitore amilaza

c) inhibitori holinesteraze

Tu spadaju fizostigmin iz kalabarskog boba (Afrika), glikoalkaloidi krompira, a rasprostranjeni su i u drugim biljnim vrstamaOvi inhibitori enzima blokiraju enzim holinesterazuNagomilavanje endogenog acetilholina na nervnim zavrecima je odgovorno za simptome trovanja

BiljkaDeo biljkeProkeljGlavicaAsparagusStabljikaPlavi patlidanPlodKrompirList, krtolaRotkvaCela biljkaCelerCela biljkaargarepaCela biljkaPomorandaPlodJabukaPlodMalinaList

U krompiru 95% glikoalkaloida ine alfa-solanin i alfa-kakoninalfa-solanin je toksian za oveka i zabeleeni su i smrtni sluajevi usled trovanja solaninom

Laki sluajevi trovanja se mogu javiti nakon konzumiranja krompira koji je nezreo ili proklijao

Zreo i zdrav krompir sadri male koliine ovih glikoalkaloida, ali koliine u nezrelim i proklijalim krtolama mogu porasti do 800-1200 mg/kg

Krompir sa 110 mg/kg solanina izaziva peckanje, a sa 200 mg/kg ima gorak ukus i nepogodan je za upotrebu

U krtoli krompira najvee koliine solanina se nalaze ispod ljuske krompira i na mestima okaca

Glu = glukozaRam = ramnozaGal = galaktoza

Nekoliko studija vrenih na eksperimentalnim ivotinjama ukazuje na teratogeni i embriotoksini efekat ovih glikoalkaloida

Solanin je vrlo stabilan i kuvanjem se ne moe razgraditit, nije rastvorljiv u vodi i zaostaje u krompiru i nakon kuvanja

Na sadraj glikoalakaloida u krompiru utiu genetski faktori, nain gajenja (tip zemljita, geografska lokacija, klima, starost krtole i ubrenje) i nain uvanja i mehanika oteenost

AntivitaminiU ovu grupu antinutrimenata spadaju one supstance koje smanjuju ili spreavaju delovanje vitamina

Prema nainu delovanja antivitamini se dele na :

jedinjenja koja zbog svoje sline strukture sa vitaminima imaju kompetitivno delovanje u metabolikim procesima,jedinjenja koja menjaju strukturu vitamina ili sa njima grade stabilne komplekse usled ega oni postaju neaktivni,jedinjenja koja pokazuju enzimsku aktivnost i razlau vitamine

Antitaminsko delovanje je u nekim sluajevima iskorieno u farmakoterapiji

antivitamini vitamina A

Lipooksidazenalaze se u vem broju namirnica biljnog porekla, posebno u sojinjihovo delovanje ima za posledicu nastanak slobodnih radikala, odnosno hidroperoksida vitamina A

Citralprirodni je sastojak etarskog ulja pomorandeon se esto dodaje kao prirodna aroma prehrambenim proizvodima (marmelade, demovi, voni sokovi, pudinzi)vitamin A moe spreiti tetno delovanje citrala na krvne sudove, te se zato smatra da citral ima antivitaminsko delovanje

C

H

3

H

3

C

C

H

3

C

H

O

C

H

3

C

H

3

H

3

C

C

H

O

geranial (citral a) neral (citral b)

b) antivitamini vitamina E

u sirovom graku, soji, lucerki postoje susptance koje mogu dovesti do deficita u vitaminu E kod eksperimentalnih ivotinjadeficit se manifestuje nekrozom jetre i miinom distrofijom

pored ovih, postoje i supstance koje nisu pravi antivitamini vitamina E, ali njihovo unoenje u organizam poveava potronju vitamina Epolienske masne kiseline u velikim koliinama,male koliine selena i aminokiselina sa sumporom,vitamin A u velikoj koliini,nitriti, nitrozo - jedinjenja i drugi oksidansi

c) antivitamin vitamina K

dikumarol je izolovan iz pokvarene stone hranesline je hemijske strukture sa vitaminom K i kompetittivno inhibira aktivnost vitamina Ksintetisan je veliki broj antikoagulantnih lekova ija je struktura slina dikumarolu

d) antivitamini vitamina B1

ove supstance mogu biti enzimi, polifenoli ili aditivi

Tiaminaza I i tiaminaza IItiaminaza I je prisutna u ribama, koljkama, nekim mikroorganizmimaona prevodi hidroksi-etil tiazolov prsten u tercijerni amin pri emu se gubi vitaminsko delovanje

tiaminaza II je naena u kvascu, bakterijama, gljivama ona cepa molekul vitamina B1 na metil-piridinski i tiazolov prsten

Polifenolirasprostranjeni su u biljnom svetumogu da razaraju tiazolov prsten pri emu nastaje tiamin-disulfid koji nema vitaminsko delovanjekomzumiranje velikih koliina napitaka kafe, aja, moe dovesti do razaranja znatnih koliina vitamina B1Sulfiti

dodavanje sulfita vou i povru u cilju spreavanja tamnjenja proizvoda dovodi do potpunog razaranja molekule tiamina na dva dela:

e) antivitamin vitamina B6Linatinnalazi se u semenu lanato je amino-D-prolin koji je peptidnom vezom vezan za ostatak glutaminske kiselinelinatin se lako hidrolizujeu organizmu reaguje sa vitaminom B6 gradei hidrazon

N

C

O

O

H

N

H

C

O

C

H

2

C

H

2

C

H

C

O

O

H

N

H

2

N

C

O

O

H

N

H

2

HOH

+ HOOC-CH

2

-CH

2

-CH-COOH

NH

2

aminoprolin

e) antivitamin biotina

protein avidin iz belanca u kontaktu sa biotinom gradi stabilan kompleks koji se u digestivnom traktu ne resorbujeposledica je tzv. bolest sirovog belanca jaajtermiki tretman denaturie avidin koji gubi sposobnost vezivanja biotinasimptomi deficita su zabeleeni tek posle konzumiranja veeg broja sirovih belanaca (preko 5)f) antivitamin nijacina

piridin-3-sulfonska kiselina se ponaa kao snaan antagonsit aktivnosti nijacinaona inhibira delovanje i spreava stvaranje nijacina iz triptofananalazi se u zrnu kukuruza

Supstance koje vezuju mineralea) oksalna kiselina

oksalna kiselina je u veim koliinama prisutna u liu biljaka kao to su spana, zelje, raven, kiselica itd.bilke bogate oksalnom kiselinom se spremaju sa mlekom HOOC - COOHb) fitinska kiselina

to je inozitol-heksafosfatrasprostranjena je u itu, leguminozama, orasimakoliina fitata u semenu moe dostii 1-2%fitinska kiselina je relativno nestabilno jedinjenje koje lako gradi stabilne komplekse sa polivalentnim katjonima koji su rastvorni u kiseloj sredini, ali praktino nerastvorni pri neutralnom pH koji vlada u tankom crevu

prema nekim prosenama obinom ishranom se unese oko 290 mg fitata dnevno, a vegetarijanci i do 2500 mg

pored smanjene iskoristljivosti minerala, posebno Ca, Fe, Zn, smatra se da fitinska kiselina u organizmu ima i povoljne efekte:

vezuje toksine elemente i eliminie ih iz organizma,sniava nivo serum holesterola i triglicerida,usporava digestiju ugljenih hidrata to je povoljno za dijabetiare,suzbija oksidacione procese u kojima je gvoe katalizator i smanjuje rizik od nastanka kancera debelog creva (kao prirodni antioksidans)

Hormonski aktivne supstance biljnog porekla se nazivaju fitoestrogeni -one su pronaene u argarepi, soji, krompiru, trenjama i u nekim biljnim uljima (pamukovo, afranovo, kokosovo itd.)Estrogeni hormoni su pronaeni u malim koliinama i u kravljem mleku, naroito kolostrumupotencijalnu opasnost predstavlja sinergistiko delovanje estrogenih hormona, rezidua hormona u namirnicama i fitoestrogenau poslednjih 10 godina fitoestrogeni se poinju koristiti u supstitucionoj estrogenoj terapiji umesto estrogenih hormonatu spadaju lignaniizoflavonoidikumestanizearalenonHormonski aktivne supstanceestradiol

Izoflavonoidi

u prirodi se nalazi u obliku glikozida (heterozida)genistein je prisutan u velikoj koliini u soji (1-2 mg/g)kod ena je zabeleeno da je ishrana koja je dnevno sadrala 60 g proizvoda na bazi soje (to odgovara koliina od oko 45 mg izoflavonoida) produila menstrualni cikljus

mogue smanjenje incidence kancera dojke

IzoflavonRR1R2PrunetinOHOHOCH3GenisteinOHOHOHDaidzeinOHHOH

Anetol

sastojak etarskog ulja anisahemijski je slian stilbenuzearalenon

toksin koji proizvode plesni iz roda Fusarium

lignaninalaze se u mngoim biljakama (ita, jezgrasto i bobiavo voe, semenke)lignani se ne mogu resorbovati iz digestivnog trakta ovekametaboliu ih mikroorganizmi debelog crevanovonastali metaboliki proizvodi enterodiol, enterolakton, se resorbuju i ispoljavaju estrofeni efekat na organizamkompetitivno se vezuju za estrogene receptore umesto estradiolamogue preventivno delovanje kod kancera dojke

kumestaninalaze se u povru, soji i nekim drugim leguminozama

ispoljavaju svoju estrogenu aktivnost interakcijom sa estrogenim receptorima, a takoe imaju uticaj na metabolizam lipida i kalcijuma

Tu spadaju latirogene aminokiseline, kanavanin, mimozin i enkolna kiselina

Neurotoksine aminokiseline latirogeni

izolovane su iz semena nekih Lathyrus vrstaizazivaju dve vrste oboljenja osteolatirizam i neurolatirizam

Osteolatirizamizaziva ga gama-glutamil-aminoproprionitril iz L. odoratussmatra se da amino grupa ovog jedinjenja blokira karboksilne grupe aminokiselina i spreava njihovo unakrsno vezivanje u molekulama elastina i kolagena ova pojava dovodi do nepravilnosti u razvoju hrskavice i kostijuToksine aminokiseline

Neurolatirizamizazivaju ga neurotoksine aminokiselinesmatra se da deluju tako to ometaju aktivnost enzima iji je koenzim piridoksalposle 3-6 meseci korienja semena Lathyrus biljki u ishrani dolazi do koenja miia, paralize miia nogu, a trovanje moe da zavri i letalnoseme potpoljeno u vodu gubi toksinost

Kanavanin

soja i lucerka sadre aminoksielinu kanavanin koja je analog argininamehanizam toksinog delovanja se zasniva na ugradnji kanavanina u nukleoproteine leukocita umesto argininaovako izmenjene proteina organizam prepoznaje kao strano telo i protiv njih stvara antitelaMimozinmimozin je aminokiselina prisutna u leguminoznoj biljci Leucaena glanca koja se u zemljama Dalekog Istoka koristi za ishranu zbog velikog sadraja proteinauzaziva zastoj u rastu eksperimentalnih ivotinjasline je strukture sa tirozinom i smatra se da se kompetitivno ugrauje u proteine umesto tirozina

enkolna kiselina

seme enkol-leguminoze (Pithecolobium lobatum) je omiljeno u ishrani u Indoneziji, Javi, Sumatrioni koji konzumiraju ovu biljku pate od akutnih bubrenih poremeajaenkolna kiselina je u semenu prisutna u koliini od 1-4%u organizmu se ne metabolie ve se nepromenjena izluuje urinom pri emu kristalie

Hemaglutinini -lektini

proteini fitohemaglutinini (lektini) deluju kao antitela senzibiliui organizam i izazivajui imuni odgovorBiljne familije koje sadre ove proteine su Euforbiaceae i Leguminosae, a mogu se nai u listu, kori, korenu, krtolama i semenu

Lako se denaturiu termikim tretmanomricin prelazi u ricinusovo ulje dobijeno toplim ceenjem (koristi se u tehnike svrhe)

BiljkaLektinRicinus communis, EuphorbiaceaeRicinGlycine max, LegumonoseaeAglutinin sojePhaseolus vulgaris, LeguminoseaeFazeolotoksin ACroton triglium, EuphorbiaceaeKrotinAbrus preoatorus, LegumoseaeAbrin

heterozidi su komponente brojnih biljnih vrsti koje se pod uticajem enzima hidrolaza, kiselina i baza razlau dajui jedan ili vie molekula monosaharida i jedan, ree vie, molekula neeernih komponenti (aglikon)Cijanogeni heterozidi

u biljnom svetu postoji oko 1000 vrsti iz kojih se, nakon mehanikog oteenja oslobaa cijanovodoniknajpoznatiji cijanogeni heterozidi su amigdalin, durin, sambunigrinHeterozidi

Vrsta voaSadraj HCN (mg/100g)Gorki badem290Kajsija240Breskva160

Amigdalinnalazi se u jezgru gorkog badema, koticama vinje, trenje, kajsije, breskve, ljive (Prunus vrste)pod dejstvom enzima mirozinaze razlae se i daje dve molekule glukoze, jednu benzaldehida i cijanovodonika

Durinnalazi se u semenu prosa i predstavlja glikozid p-hidroksibenzaldehid-cijanhidrina i glukozeLinamarinnalazi se u semenu pasulja, lana, lokvanjaheterozid acetocijanhidrina i hidrolizom daje aceton, HCN i glukozu

do hidrolize heterozida dolazi tek kad enzim doe s njim u kontakt, tj. pri mehanikom oteenju semena ili listatoplota inaktivira enzim i ini ove biljke bezopasnimtoksinost HCN je dobro poznata blokiranje enzima citohrom-oksidaza i zaustavljanje elijskog disanja

C

C

N

H

G

lu

O

H

C

O

H

O

H

+ Glu + HCN

enzim

durin p-hidroksibenzaldehid

C

C

H

3

C

N

C

H

3

G

lu

HOH

Glu + HCN + (CH

3

)

2

CO

Sumporni heterozidi - glukozinolati

nakon razlaganja daju eer, KHSO4 i izotiocijanatnalaze se u semenju, lukovicama i korenu biljaka iz porodice Brassicaceae, Liliaceae, Tropaeolaceae, Capparidaceaeopta formula glukozinolata

BiljkaDeo biljkeGlukozinatRadikalBrassica oleracea (kupus)listsinigringlukobrascinprogoitringlukonapinneoglukobrascinalil3-indolmetil2-hidroksi-3-butenil3-butenilN-metoksi-3-indolil metilBrassica campestris (repa)korenlist semeprogoitringlukonasturtinglukonapoleiferin2-hidroksi-3-butenil2-feniletil2-hidroksi-4-pentenilAmoracia lapathifolia (ren)korensinigringlukonasturtinalil2-feniletilBrassica nigra (crna slaica)semesinigrinalilSinapis alba (bela slaica)semesinalbinp-hidroksibenzil

hidroliza glukozinolata:

dugotrajna ishrana sa puno glukozinolata kod ljudi i domaih ivotinja dovodi do razvoja guavostiprogoitrin prelazi u digestivnom traktu u goitrin koji spreava ugraivanje joda u tirozin i to tako to spreava prethodnu oksidaciju jodida u jodtiocijanati inhibiraju jodnu pumpu za koncentrisanje joda u elijama tiroidne lezdekuvanje inaktivira enzime i smanjuje strumogeni efekat

Saponini

saponini su glukozidi koji se sreu u velikom broju biljaka, i to u liu, stablu, korenu, lukovici, cvetu, plodu (spana, cvekla, soja, itd.)ne resorbuju se iz digestivnog trakta i oralno uneti izazivaju lokalne efekte na sluzokoi

izraz favizam oznaava akutnu hemolitiku anemiju nastalu usled konzumiranja semena boba (Vicia faba) ili inhalacijom polena iste biljketo je oboljenje koje se javlja samo kod osoba sa nasleenim poremeajem deficita enzima glukozo-6-fosfat-dehidrogenaze (G6PD)ovaj enzim kod normalne populacije obezbeuje dovoljno koliine glutationa (GSH) i NADPH u eritrocitimaG-6-P + NADP+ dehidrogenaza 6-fosfoglukonat + NADPH + H+

6-fosfoglukonat + NADP+ dehidrogenaza ribuloza-5-fosfat + NADPH + H+

GSSG + NADPH + H+ reduktaza NADP+ + 2 GSHglutationdisulfid glutation Favizam

pod fiziolokim uslovima enzimski deficitarni eritrociti odravaju adekvatan nivo GSH zahvaljujui aktivnosti preostalog enzima G6PDpirimidinski aglikoni glikozida boba su vicin i konvicinoni ireverzibilno oksidiu glutation i dovode do hemolize eritrocitaprocenjuje se da ovu uroenu manu metabolizma ima vie od 100 miliona ljudi svih rasa

to su supstance koje izazivaju porast krvnog pritiska delujui vazokonstriktorno na glatku muskulaturu zidova krvnih sudovatu spadaju tiramin, dopamin, serotonin, fenil-etilamin i triptaminpojednine namirnice kao sir, okolada, pivo, banane, sadre znatne koliine ovih supstancinamirnice bogate vazoaktivnim aminima se ne smeju unositit u toku terapije lekovima inhibitorima MAOVazoaktivni amini

N

H

2

H

O

H

O

N

H

2

H

O

N

H

2

H

O

N

H

N

H

2

tiramin dopamin fenil-etilamin

serotonin

Miristicinmiristicin je alkaloid iz muskatnog oraeta (Myristica fragrans)u velikim koliinama (5-15 g) deluje halucinogeno sa grevima, posle ega nastupa teka depresija CNSToksini alkaloidi jestivih biljaka

O

O

O

C

H

3

H

2

C

miristicin

4-metoksi-6-(2-propenil)-1,3-benzodioksol

Pirolizidinski alkaloidiu veim koliinama se nalaze u podbelu i gavezupodbel (Tussilago farfara) sadri i do 150 mg/kg senkirkina i senecioninagavez (Symphytum officinale) sadri do 0.3% pirolizidinskih alkaloida kao to su intermedin, likopsamin, simpitinova jedinjenja su na eksperimentalnim ivotinjama pokazala kancerogenost, mutagenost, teratogenost i hroninu hepatotoksinost

nekoliko vrsti gajenih gljiva, kao to su ampinjoni (Agaricus bisporus), ii-take (Cortinellus shiitake) i rani hrak (Gyromitra esculenta) sadre hidrazinska jedinjenjana eksperimentalnim ivotinjama ova jedinjenja su pokazala hepatotoksini i kancerogeni efekatN-metil-N-formilhidrazin se obino u ovim gljivama moe nai u koliini od 500 mg/kgkod mia ovo jedinjenje uneto svakodnevno u koliini od 50 mg/kg TM izaziva tumor jetrekod ljudi nije potvren njihov kancerogeni efekatHidrazinski toksini jestivih gljiva

Eruka kiselinato je mononezasiena masna kiselina sa 22 C atoma (13-dokzenska)strunjaci su proizveli ljanu repicu sa niskim sadrajem eruka kiseline ili bez njeeruka kiselina ima kardiotoksini efekat, izaziva upalu sranog miia, deponovanje masnoa u miiToksine masne kiseline

*ciguatera dinoflagelate ih proizvode i oni se biokoncentriu u morskim organizmimatetrodoksin toksin puffer ribe (Japan)*ciguatera dinoflagelate ih proizvode i oni se biokoncentriu u morskim organizmimatetrodoksin toksin puffer ribe (Japan)