Charakterystyka
Alkaloidy pirolizydynowe (AP) to toksyny występujące naturalnie w wielu różnych gatunkach roślin. Są prawdopodobnie najbardziej rozpowszechnionymi naturalnymi toksynami, wpływającymi zarówno na dziką przyrodę, jak i na zwierzęta gospodarskie i ludzi. Na podstawie obecnie dostępnej wiedzy ocenia się, że ponad 6 000 różnych gatunków roślin, stanowiących 3% wszystkich roślin kwitnących, zawiera alkaloidy pirolizydynowe, choć bezpośrednie zatrucia u ludzi i zwierząt są związane ze spożyciem zaledwie kilku gatunków. Zatrucie spowodowane tymi toksynami wiąże się z ostrymi i przewlekłymi uszkodzeniami wątroby, a w skrajnych przypadkach może nawet być śmiertelne.
Alkaloidy pirolizydynowe (AP) są toksynami wyłącznie biosyntetyzowanymi przez rośliny. Stanowią typowy roślinny metabolit wtórny przeciwko roślinożercom. Skutki toksykologiczne ostrego narażenie na zwierząt gospodarskich i ludzi na alkaloidy pirolizydynowe są dobrze znane i udokumentowane w literaturze.
Występowanie
Dotychczas zidentyfikowano ponad 350 alkaloidów pirolizydynowych, a liczba ta nieustannie rośnie. Głównymi źródłami są rodziny: ogórecznikowatych, astrowatych i bobowatych. Toksyny są zwykle skoncentrowane w nasionach i kwitnących częściach rośliny, natomiast niższy poziom koncentracji stwierdza się w liściach, łodygach i korzeniach. Większość roślin wytwarza mieszaniny alkaloidów pirolizydynowych w różnych stężeniach od mniej niż 0,001% do 5% w niektórych nasionach roślin. Niektóre rośliny zawierające AP są używane jako roślina okrywowa, inne stosuje się w celu poprawy struktury gleby. Są wśród nich również rośliny ozdobne oraz takie, które stanowią paszę dla zwierząt. Inne, zwłaszcza z rodziny ogórecznikowatych, są cenione za jakość powstającego z ich pyłków miodu.
Toksyczne działanie
W szczególności, wiadomo, że zatrucie ludzi 1,2- nienasyconymi AP powoduje toksyczne działanie na wątrobę wywołując rozwój choroby zarostowej żył wątrobowych (HVOD). W eksperymentach laboratoryjnych, 1,2-nienasycone AP wykazały potencjał wywołania zmian genotoksycznych w różnych układach modelowych, a rakotwórczość obserwowano po przewlekłej ekspozycji doustnej na kilka 1,2-nienasyconych AP. Bezpośrednie przypadki zatrucia u ludzi zdarzają się sporadycznie, ale są dobrze udokumentowane. Jedną z dróg narażenia jest celowe użycie toksycznych gatunków roślin – głównie w postaci herbatek ziołowych lub leków tradycyjnych, które może prowadzić nawet do śmierci.
Zapraszamy do zamawiania naszych badań żywności i suplementów diety:
Alkaloidy pirolizydynowe - badanie suplementów diety
Źródła w diecie
Bezpośrednie przypadki zatrucia u ludzi zdarzają się sporadycznie, ale są dobrze udokumentowane. Jedną z dróg narażenia jest celowe użycie toksycznych gatunków roślin – głównie w postaci herbatek ziołowych lub leków tradycyjnych, które może prowadzić nawet do śmierci.
Wyłączając stosowanie jako herbaty ziołowe i leki, najczęściej zgłaszane jako powiązane z zatruciem pokarmowym u ludzi są rośliny Heliotropium (z rodziny ogórecznikowatych) i Crotalaria (z rodziny bobowatych). Występują one jako chwasty w uprawach zbóż lub roślin strączkowych, przez co może dochodzić do przypadkowego zmieszania ich nasion z uprawą główną.
Alkaloidy pirolizydynowe są w stanie przetrwać proces mielenia, pieczenia i późniejsze procesy. Sytuacja jest tym gorsza, im lepsze są warunki do wzrostu chwastów kosztem plonu (np. susza). W przeszłości zgłaszano ogniska choroby zarostowej żył i innych chorób wątroby – zarówno w częściach Centralnej Azji, Afganistanie i Indiach. Ostatnią udokumentowaną epidemię odnotowano w Afganistanie w 2008 r., gdzie mąka oraz mleko kozie okazały się być skażone nasionami Heliotropium, przez co stały się główną przyczyną uszczerbku na zdrowiu. W przeszłości wskazywano również, że zatrucie może wystąpić w wyniku picia mleka od zarażonych zwierząt, ale ilości alkaloidów pirolizydynowych wydzielanych do mleka zwierząt są relatywnie niskie. Podobnie wygląda to w przypadku jaj.
Sugerowano również, że miód produkowany przez pszczoły, żywiące się toksycznymi gatunkami roślin, jest źródłem alkaloidów pirolizydynowych w diecie ludzi, jednak oznaczane analitycznie poziomy nie świadczą o ryzyku dla zdrowia konsumentów.
Do dziś powszechnym źródłem zatrucia AP są również leki ziołowe i/lub suplementy diety, które zawierają rośliny wytwarzające alkaloidy pirolizydynowe. Jeśli chodzi o fitofarmaceutyki, kilka krajów europejskich uregulowało stosowanie tych preparatów, ale poprzez samoleczenie i medycynę tradycyjną oraz handel internetowy niektóre z tych roślin są nadal w użyciu. Niedawno, kilka badań wykazało, że AP często znajdują się w miodzie i suplementach diety w sprzedaży detalicznej zawierające pyłek pszczeli.
Rośliny zawierające AP były wielokrotnie znajdowane w pakowanych sałatkach, a także w skażonych paszach dla zwierząt gospodarskich.
W żywności najczęściej występują: (acetylo)echymidyna, (acetylo)likopsamina, europina, heliotryna, jakolina, lasiokarpina, monokrotalina, retrorsyna, senecjonina, senecyfilina i trichodesmina, podczas gdy w paszy najczęściej wykrywa się: echimidynę, erucyfolinę, heliotrynę, jakobinę, likopsaminę, monokrotalinę, retrorsynę, retusaminę, senecjoninę i senecyfilinę. Zawartość alkaloidów pirolizydynowych w materiale roślinnym zależy od wielu czynników (gatunek, organ rośliny, zbiór, przechowywanie, procedury ekstrakcji). Oznaczana zawartość waha się od ilości śladowych do 19% w przeliczeniu na suchą masę.
Wykrywanie
Nazwa pirolizydyna jest chemicznym opisem podwójnie skondensowanego 5-członowego pierścienia z atomem azotu. Ten motyw jest centralną strukturą odmiany alkaloidu pirolizydynowego. AP zazwyczaj składają się z aminoalkoholu (necyny) i części kwasowej zwanej kwasem necynowym. Większość znanych PA to estry hydroksylowanej 1-metylopirolizydyny lub otonecyny. Bogata różnorodność wynika z takich czynników, jak: połączenie puli zasad necynowych z jeszcze większą pulą kwasów necynowych. Zmienność ta jest dodatkowo zwiększona przez możliwe tworzenie się monoestrów w różnych pozycjach i otwartych lub cyklicznych diestrów. Ponadto wiele PA współwystępuje w dwóch formach, ich N-tlenku (PANO) i jako trzeciorzędowe zasady PA. Obecnie tylko metody spektrometrii masowej (MS) zapewniają warunki wstępne do analizy alkaloidów pirolizydynowych występujących w ilościach śladowych w żywności i paszy. Zasadniczo stosuje się dwa podejścia: albo w połączeniu z chromatografią gazową (GC) lub wysokosprawną chromatografią cieczową (HPLC) w tryb tandemowej spektrometrii masowej (MS/MS).
Zapobieganie
Obecność alkaloidów pirolizydynowych w żywności może być zminimalizowana lub można jej zapobiec dzięki zastosowaniu dobrych praktyk rolniczych i dobrych praktyk podczas zbiorów. Ustalenie najwyższych dopuszczalnych poziomów, o których mowa na początku artykułu, zapewnia stosowanie we wszystkich regionach produkcji dobrych praktyk rolniczych i dobrych praktyk podczas zbiorów, aby zagwarantować wysoki poziom ochrony zdrowia ludzi.
Wymagania prawne
W Rozporządzeniu Komisji (UE) 2020/2040 z dnia 11 grudnia 2020 r. zmieniającym rozporządzenie (WE) nr 1881/2006 w odniesieniu do najwyższych dopuszczalnych poziomów alkaloidów pirolizydynowych w niektórych środkach spożywczych ustanowiono dopuszczalne limity pozostałości dla następujących kategorii żywności:
- Herbata (Camellia sinensis) i herbata aromatyzowana (od 1 µg/kg - w przypadku produktu dla niemowląt i małych dzieci - do 150 µg/kg)
- Herbatki ziołowe (od 1 µg/kg - w przypadku produktu dla niemowląt i małych dzieci - do 400 µg/kg)
- Ziołowe suplementy diety, w tym ekstrakty (400 µg/kg)
- Suplementy żywnościowe na bazie pyłków, pyłki i produkty pyłkowe (500 µg/kg)
- Suszone zioła (od 400 lub 1000 µg/kg)
- Kminek (400 mg/kg)
- Liście ogórecznika (świeże lub mrożone) 750 µg/kg.
Najwyższe dopuszczalne poziomy określone w tym rozporządzeniu odnoszą się do dolnej granicy sumy 21 alkaloidów pirolizydynowych wymienionych w tym rozporządzeniu.
Nowe limity pozostałości od 1 lipca 2022 r.
W dniu 14 grudnia 2020 r. w Dzienniku Urzędowym Unii Europejskiej zostało opublikowane Rozporządzenie Komisji (UE) 2020/2040 z dnia 11 grudnia 2020 r. zmieniające rozporządzenie (WE) nr 1881/2006 w odniesieniu do najwyższych dopuszczalnych poziomów alkaloidów pirolizydynowych w niektórych środkach spożywczych. Rozporządzenie stosuje się od dnia 1 lipca 2022 r.