Avaliação de biomarcadores da exposição humana à fumonisina B1 nos alimentos em municípios dos estados de São Paulo e Santa Catarina, Brasil

• Main Author: Bordin, Keliani
• Other Authors: Oliveira, Carlos Augusto Fernandes de
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2015
• Subjects: Análise; Analysis; Cabelo; Corn and byproducts; Esfingolipídeos; FB1; Hair; Milho e Derivados; Serum; Soro; Sphingolipids; Urina; Urine
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74132/tde-23042015-140349/

A fumonisina B1 (FB1) e uma micotoxina produzida pelo metabolismo secundário de espécies de Fusarium, principalmente F. verticillioides e F. proliferatum, os quais contaminam diversos alimentos antes e apos o processamento, sobretudo o milho e derivados, gerando graves problemas para a Saúde Pública e a qualidade dos alimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a exposição humana a FB1 presente nos alimentos através da estimativa de ingestão da toxina na dieta e da análise de diferentes biomarcadores presentes em amostras de sangue, urina e cabelo. Além disso, foram investigados os efeitos da toxina através da avaliação de ácido fólico presentes em alimentos e em soro, e os níveis de uréia e creatinina presentes em soro. O estudo foi realizado em dois municípios dos Estados de São Paulo e Santa Catarina, cujos respectivos voluntários foram categorizados como de baixo consumo de derivados de milho (Grupo A, voluntários de Pirassununga/SP) e de alto consumo de derivados de milho (Grupo B, voluntários de Erval Velho/SC). As amostras de alimentos do Grupo A (Pirassununga/SP) foram fornecidas pelos voluntários (n=100) nos meses de Junho/2011, Setembro/2011, Dezembro/2011 e Marco/2012. Os voluntários do Grupo B (Erval Velho/SC) (n=20) forneceram amostras de alimentos no mês de Abril/2012. Em cada grupo, uma lista com 20 alimentos a base de milho foi entregue aos voluntários, para fornecimento de amostras daqueles disponíveis em suas respectivas residências em cada mês de amostragem, totalizando 122 amostras de derivados de milho no Grupo A e 17 amostras no Grupo B coletadas durante o estudo. Adicionalmente, aplicou-se um Questionário de Frequência Alimentar (QFA) e um Inquérito Recordatório de 24 horas (QIR - 24 h) no momento das coletas de amostras. Em cada mês de amostragem de alimentos, foram coletadas amostras de sangue, urina (somente Grupo A) e cabelo dos voluntários, sendo as amostras armazenadas a -20ºC (urina e cabelo) ou -80ºC (sangue) até o momento das análises. As amostras de alimentos foram submetidas a análise de FB1, sendo que as de farinha de milho foram também analisadas quanto ao teor de ácido fólico. Ambas as análises foram feitas através de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Em soro, foram avaliadas a relação esfinganina/esfingosina (Sa/So), resíduos de FB1, ácido fólico, uréia e creatinina. Em urina, foram analisados os níveis de FB1, creatinina para correção do volume urinário e a relação Sa/So. Em cabelo, foram analisados os resíduos de FB1 através de CLAE acoplada a espectrometria de massas. Todos os métodos de análise foram submetidos a procedimento de otimização e validação intra--laboratorial. A incidência de FB1 nos alimentos foi, em média, 72% (n=122) nas amostras do Grupo A (Pirassununga/SP) e 35% (n=17) no Grupo B (Erval Velho/SC). Os maiores níveis foram encontrados em amostras de pipoca provenientes do Grupo B, com uma amostra excedendo o limite de tolerância estabelecido no Brasil (2,500 &micro;g kg-1). A ingestão diária provável média (IDPM) de FB1 no Grupo A foi de 63,3 ng kg-1 peso corpóreo (p.c.) dia-1, que corresponde a 3,1% da ingestão provisória máxima tolerável (IPMT) recomendada para fumonisinas (2.000 ng kg-1 p.c. dia-1). A IDPM do Grupo B apresentou uma média de 190,1 ng kg-1 p.c. dia-1 o que corresponde a 9,5% da IDMT. As concentrações de ácido fólico nas amostras de farinha de milho variaram de < 0,3 &micro;g kg-1 (limite de quantificação do método) a 1.705 &micro;g kg-1, com média de 713 &plusmn; 435 &micro;g kg-1. Somente uma amostra apresentou nível de ácido fólico acima do valor mínimo estabelecido pela ANVISA. Em urina, a incidência de FB1 foi de 33,4% (n=251), com níveis médios de 3,19 &plusmn; 3,15 ng mg-1 de creatinina. Não houve correlação (P&gt;0,05) entre as concentrações de FB1 na urina e nos alimentos. Os níveis de esfinganina foram mais elevados em mulheres, com 25,0% (n=116) de amostras positivas, em comparação à urina de homens, 10,4% (n=96). A relação Sa/So apresentou em média 0,91, 0,77 e 0,89 para urina de mulheres, homens e em combinação, respectivamente. Em soro, os níveis de esfingosina foram em média 2,48 ng mL-1 para o Grupo A e 5,01 ng mL-1 para o Grupo B. A relação Sa/So variou de 0,06 a 3,19 com média de 0,79 para o Grupo A e 0,78 para o Grupo B. Embora tenha havido correlação positiva (r=0,574, P&lt;0,05) entre a relação Sa/So no soro e os dados de consumo de milho e derivados obtidos no QIR-24 h, não foram observadas correlações (P&gt;0,05) entre a ingestão de FB1 e a relação Sa/So na urina ou soro. A concentração de ácido fólico no soro variou de 6,7 a 24,0 ng mL-1 (média de 13,4 &plusmn; 5,4 ng mL-1), com ambos os grupos (A e B) apresentando resultados dentro dos valores de referências. Não foram observados níveis detectáveis de FB1 nas amostras de soro. No entanto, FB1 foi detectada em 4 amostras de cabelo humano (7,2%) dos Grupos A e B, cuja concentração média foi de 21,3 &plusmn; 12,1 ng g-1. Em síntese, os resultados obtidos nas análises de biomarcadores de FB1 no presente trabalho estão de acordo com os valores de IDPM encontrados, indicando que a exposição a FB1 nas populações estudadas não representa um risco a saúde. === Fumonisin B1 (FB1) is a mycotoxin produced by the secondary metabolism of Fusarium species, mainly F. verticillioides and F. proliferatum, which contaminates foods before and after processing and causes serious problems to public health and food quality. The aim of this study was to evaluate the human exposure to FB1 in food by means of estimated intake of toxin in the diet, and analysis of different biomarkers in serum, urine and hair. In addition, folic acid in food and blood as well urea and creatinin in serum were investigated to evaluate the toxin effects. The study was conducted in two cities of Sao Paulo and Santa Catarina States, where the respective volunteers were categorized as low-consumers of corn products (Group A, volunteers from Pirassununga/SP) and high-consumers of corn products (Group B, volunteers from Erval Velho/SC). Food samples from Group A (Pirassununga/SP) were provided by volunteers (n=100) in June/2011, September/2011, December/2011 and March/2012. The volunteers from Group B (Erval Velho/SC) (n=20) provided food samples in April/2012. In each group, a list of 20 corn products was given to volunteers, to allow them to check and collect the food items available in their homes at each sampling time. The total number of samples of corn products provided by the volunteers were 122 and 17 in Group A and Group B, respectively. Addicionally, a Food Frequency Questionnaire (FFQ) and a 24-Hours Dietary Recall Questionnaire (24h-DRQ) were applied by the time of sample collections. In each month of food samples collection, samples of blood, urine (only Group A) and hair from the volunteers were collected and storage at -20ºC (urine and hair) or -80ºC (blood) until analysis. Food samples were submitted to determination of FB1, and corn meal samples were also evaluated for folic acid levels. Both analysis were performed by high performance liquid chromatography (HPLC). In serum, analyses included sphinganine/sphingosine ratio (Sa/So), FB1 residue, folic acid, urea and creatinine. In urine, the levels of FB1, creatinine to correct urinary volume and Sa/So ratio were evaluated. In hair, FB1 residues were analysed by HPLC coupled to mass spectrometry. All the analytical methods were submitted to optimization and intra-laboratorial validation procedures. The mean incidences of FB1 in corn products were 72% (n=122) in samples of Group A (Pirassununga/SP), and 35% (n=17) of Group B (Erval Velho/SC). The higher levels were found in popcorn from Group B, with one sample exceeding the tolerance limit established in Brazil (2,500 &micro;g kg-1). The mean probable daily intake (PDIM) of FB1 in Group A was 63.3 ng kg-1 body weigh (b.w.) day-1, which corresponds to 3.1% of provisional maximum tolerable intake (PMTDI) recommended for fumonisins (2,000 ng kg-1 b.w. day-1). PDIM of Group B was 190.1 ng kg-1 b.w. day-1, which represents 9.5% of PMTDI. Folic acid levels in corn meal ranged from &LT; 0,3 &micro;g kg-1 (quantification limit) to 1.705 &micro;g kg-1, with a mean of 713 &plusmn; 435 &micro;g kg-1. Only one sample had levels of folic acid above the minimum established by ANVISA. In urine, the incidence of FB1 was 33,4% (n=251), at mean levels of 3,19 &plusmn; 3,15 ng mg-1 of creatinine. There wasn\'t correlation (P&gt;0.05) between concentrations of FB1 in urine and foods. Sphinganine levels were higher in woman, with 25.0% (n=116) of positive samples in comparison to urine of men, 10.4% (n=96). The mean Sa/So ratios were 0.91, 0.77 and 0.89 for urine of women, men and in combination, respectively. In serum, sphingosine presented a mean of 2.48 ng mL-1 to Group A and 5.01 ng mL-1 to Group B. Sa/So ratio ranged from 0.06 to 3.19 with a mean of 0.79 to Group A and 0.78 to Group B. Although a positive correlation (r=0.574, P&lt;0.05) was found between Sa/So ratio in serum and corn consumption data obtained by 24h-DRQ, no correlation was observed (P&gt;0,05) with FB1 intake and Sa/So ratio in urine or serum. Folic acid concentration in serum ranged from 6.7 to 24.0 ng mL-1 (mean of 13.4 &plusmn; 5.4 ng mL-1), with both groups (A and B) presenting levels within the reference valuies. There were no detectable levels of FB1 in serum samples. However, FB1 was detected in 4 human hair samples (7.2%) of Groups A and B, at a mean concentration was 21.3 &plusmn; 12.1 ng g-1. In summary, the results obtained in the analyses of FB1 biomarkers in the present study are in agreement with the PDIM values found, hence indicating that FB1 exposure in the populations studied do not represent a health concern.