Rezumat executiv
TOTOX 26 în suplimentele cu omega-3: originea limitei, cinetica oxidării, condițiile de depozitare, toxicologia și datele clinice
TOTOX (uneori scris ToTox) este un indice de calitate oxidativă pentru uleiurile omega-3, calculat ca (sau ), în care PV reflectă în principal peroxizii/hidroperoxizii (produși primari), iar AV/p-AV reflectă produșii secundari de oxidare (în principal aldehide). Acesta este conceput ca o măsură sintetică a oxidării „totale”[1–3].
Valoarea „26” funcționează în primul rând ca o limită/specificație de calitate în standardele industriale și monografii (GOED, Codex CXS 329-2017, USP), mai degrabă decât ca un prag de siguranță determinat toxicologic; se subliniază în mod explicit că nu există limite de oxidare a uleiului de pește stabilite pe criterii de siguranță[1, 4–6]. În practică, oxidarea poate progresa rapid în condiții favorabile (oxigen, lumină, temperatură), iar stabilitatea „absolută” în viața reală nu este realizabilă — aceasta poate fi doar încetinită semnificativ prin controlul oxigenului, temperaturii, luminii și antioxidanților[7–9].
Datele toxicologice și clinice sunt inconsecvente și în prezent nu permit atribuirea unui nivel specific de TOTOX la care „omega-3 devine proinflamator” la oameni; în același timp, există baze mecanistice pentru a suspecta că produșii de oxidare pot activa căile inflamatorii prin stres oxidativ și NF-κB, iar expunerea pe termen lung la produși de oxidare în doze suplimentare este uneori evaluată ca fiind potențial nefavorabilă[10, 11]. Pe de altă parte, un RCT citat, care a utilizat uleiuri cu TOTOX de aprox. 45 vs. 11, nu a arătat diferențe semnificative în ceea ce privește markerii peroxidării lipidice, inflamației și stresului oxidativ pe parcursul mai multor săptămâni[12].
Originea standardului TOTOX 26
Indicele TOTOX este definit ca o sumă ponderată de PV și AV/p-AV, cel mai adesea sub formă de sau , ceea ce rezultă direct din monografia USP și din descrierile metodelor de raportare TOTOX în studiile de calitate a suplimentelor[1, 2, 13]. Literatura de specialitate de tip review care descrie practicile de măsurare subliniază că TOTOX este o măsură a „oxidării totale” utilizată ca indicator al râncezirii și este numit uneori „arbitrar”, în sensul unui construct care combină două teste într-un singur număr[3].
În sursele furnizate, limita este puternic ancorată în standardele de calitate care au apărut ca răspuns la lipsa unui standard uniform pentru piața în creștere rapidă a uleiului de pește. GOED (Global Organization for EPA and DHA Omega-3s) descrie cerințele adresate membrilor pentru a produce uleiuri bogate în omega-3 care să respecte limitele: PV < 5 meq O_2/kg, p-AV < 20 și TOTOX < 26[4]. În plus, materialele istorice indică faptul că monografia (derivată din activitatea unui grup din cadrul Council for Responsible Nutrition, un predecesor al GOED) funcționează ca o „definiție industrială a calității din 2002”, ceea ce explică originea industrială a limitelor și scopul lor de standardizare[14].
În paralel, limita ToTox/TOTOX = 26 apare în standardul Codex Alimentarius pentru uleiurile de pește (CXS 329-2017), care precizează că parametrul ToTox („oxidarea totală a uleiului”) a fost stabilit pentru a evita situațiile în care produșii de oxidare primară și secundară sunt prezenți simultan la niveluri maxime, și oferă un set de limite: PV ≤ 5, AV ≤ 20 și ToTox ≤ 26[5]. În mod similar, monografia USP pentru „Fish Oil containing Omega-3 Acids” prevede în mod explicit: TOTOX „nu mai mult de 26” și oferă formula[1].
Materialele de reglementare și de sinteză subliniază în același timp că informațiile privind parametrii de oxidare ai uleiului de pește destinat consumului sunt limitate, iar EFSA, în avizul său din 2010, a semnalat o lipsă de date privind nivelurile de oxidare (PV și anisidină) și efectele toxicologice asociate la om[8, 15]. În acest sens, „26” este în primul rând o specificație pentru controlul calității și al procesului/prospețimii, nu un prag de siguranță determinat clinic[6, 8].
Tabelul de mai jos reunește cele mai importante limite și contextul acestora din sursele citate.
Cât de rapid crește oxidarea
Oxidarea omega-3 este un proces complex și multifactorial, dependent de factori precum compoziția în acizi grași, expunerea la oxigen și lumină, temperatură, conținutul de antioxidanți și prezența apei și a metalelor grele (cataliză)[8]. În plus, este descrisă ca o reacție în lanț accelerată, în care chiar și cantități mici de peroxizi în uleiul sursă sau expunerea la condiții oxidante pot afecta „dramatic” rata de oxidare a n-3 PUFA[7].
Aproximativ (ca regulă generală), viteza reacțiilor chimice se dublează la fiecare creștere a temperaturii cu 10°C, regulă citată și pentru oxidarea lipidelor[17, 18]. Această euristică nu înlocuiește datele experimentale, dar explică de ce transportul și depozitarea la temperaturi mai ridicate pot accelera semnificativ creșterea PV/p-AV/TOTOX[17, 19].
Date cantitative riguroase provin din experimente de oxidare accelerată care au comparat diferite „condiții de oxidare” și diferite uleiuri. În condiții de barbotare continuă cu oxigen (99.5% O_2) timp de 30 de zile sub iluminare fluorescentă standard și la temperatura camerei, PV a crescut cu aprox. 7 meq O_2/kg după doar 1 zi și a atins 126 meq O_2/kg după 30 de zile (pentru uleiul din ficat de hoki), fiind însoțit de un nivel extrem de ridicat de TOTOX = 295.7 după 30 de zile[20]. În cazul „oxidării termice” la 50°C la întuneric (fără radiații), dar în contact cu aerul, după 30 de zile PV a fost de 36.3 ± 1.6 meq O_2/kg (hoki) și 43.2 ± 2.7 meq O_2/kg (hamsie), iar TOTOX pentru hoki a fost de 117.4 (semnificativ mai mic decât în condițiile cu O_2 + lumină)[20].
În aceleași experimente, s-a raportat o scădere a „timpului de inducție” (timpul necesar pentru ca rezistența la oxidare să fie depășită) pe măsură ce oxidarea avansa: pentru uleiul de hoki, acesta a fost de aprox. 3 ore la început, iar după 30 de zile, a scăzut la < 1 oră, arătând că oxidarea are tendința de a se autopropaga pe măsură ce „tamponul” antioxidant este consumat și produșii de reacție se acumulează[21].
În cazul suplimentelor, forma de prezentare a produsului și interacțiunea cu comportamentul consumatorului contează de asemenea. Într-un studiu care a comparat capsulele, formele masticabile și siropurile (depozitate la temperatura camerei și la întuneric), valorile maxime la sfârșitul perioadei de depozitare au fost semnificativ mai mari în siropuri (PV de până la 44.6 meq/kg ulei; TOTOX de până la 96.94) decât în capsule (PV de până la 7.62; TOTOX de până la 30.44), iar formele masticabile au avut valori intermediare (PV de până la 26.14; TOTOX de până la 65.76)[20]. Indiferent de acest lucru, analizele de sinteză subliniază că deschiderea frecventă a flaconului, suprafața mai mare de contact a uleiului cu aerul și condițiile necorespunzătoare (temperatura camerei, lumina) accelerează creșterea PV și p-AV, și implicit a TOTOX[19].
În completarea acestora vin datele privind „durata de viață a produsului”: în urma observării a cinci produse care se aflau la mai puțin de un an de la data de expirare, retestate un an mai târziu, conținutul de EPA și DHA nu s-a modificat semnificativ, însă PV, p-AV și TOTOX au crescut, iar PV și TOTOX s-au apropiat de limitele de 5 meq O_2/kg și 26[9]. Acest lucru susține concluzia că, chiar și în condițiile unui conținut stabil de EPA/DHA, calitatea oxidativă se poate deteriora în timpul depozitării[9].
La nivelul pieței, studiile privind calitatea suplimentelor au raportat că o parte semnificativă din produse au depășit limitele GOED: 38% au depășit limita PV = 5 meq O_2/kg, iar dintre suplimentele neîndulcite, 33% au depășit limita TOTOX = 26[22]. În același timp, un alt studiu de piață (pentru un set diferit de limite) a raportat că 96% s-au încadrat în limita mai puțin restrictivă TOTOX = 50, arătând că procentele de „neconformitate” depind puternic de specificația adoptată[23].
Ce ar trebui să se întâmple pentru ca TOTOX să nu crească
În practică, „oprirea” creșterii TOTOX (lipsa acumulării oxidării) în condiții reale este declarată imposibil de realizat în mod absolut; cu toate acestea, procesul poate fi încetinit semnificativ prin reducerea expunerii la factorii care inițiază și întrețin oxidarea[9]. Deoarece viteza și amploarea oxidării depind de oxigen, lumină, temperatură, antioxidanți, precum și de apă și metale grele, o strategie eficientă necesită acțiunea simultană asupra mai multor „pârghii”[8, 24].
În primul rând, minimizarea accesului oxigenului este crucială. Recomandările tehnologice sugerează depozitarea uleiurilor „fără aer” și umplerea spațiului liber (headspace) din recipient/capsulă cu azot sau argon, ceea ce reduce accesul O_2 la faza lipidică[17]. În protocoalele analitice care minimizează oxidarea ulterioară, metodele au inclus depozitarea sub o „pernă de N_2” și analiza rapidă (în decurs de 30 de minute de la extracție), indicând faptul că și o expunere scurtă la oxigen poate afecta rezultatele și modificările reale[7].
În al doilea rând, limitarea luminii și scăderea temperaturii au o importanță măsurabilă. Se recomandă depozitarea suplimentelor cu omega-3 într-un loc răcoros și întunecat, iar a uleiurilor lichide de preferință în frigider, ceea ce este în concordanță cu regula accelerării reacției odată cu creșterea temperaturii și cu rolul luminii ca factor de inițiere a oxidării[17, 19]. De asemenea, se indică faptul că ambalajele din sticlă și plastic blochează UV, iar alte materiale pot crește protecția împotriva radiațiilor[17].
În al treilea rând, antioxidanții funcționează cel mai bine dacă sunt adăugați înainte ca oxidarea să înceapă și să se formeze radicalii peroxil; cu toate acestea, adăugarea de antioxidanți în uleiurile degrabă oxidate oferă beneficii limitate odată ce reacția în lanț este deja declanșată[17]. Tocoferolii sunt menționați ca fiind cei mai importanți antioxidanți, fiind utilizate de asemenea extracte (de exemplu, de rozmarin), ascorbați și acid citric; acesta din urmă poate chela ionii metalici care catalizează oxidarea, întârziind eficient deteriorarea calității oxidative[17].
În al patrulea rând, forma farmaceutică contează pentru contactul uleiului cu oxigenul și lumina. Lucrările de sinteză subliniază că capsulele de gelatină, datorită „sigilării” ermetice a uleiului, limitează contactul direct al lipidelor cu oxigenul atmosferic și reduc expunerea la lumină, iar multe studii observă o valoare a PV/p-AV/TOTOX mai mică în produsele încapsulate decât în formele lichide — în special după o depozitare mai lungă[19]. Pe de altă parte, chiar și în condiții controlate de „întuneric + temperatura camerei”, siropurile au prezentat cele mai mari valori ale PV și TOTOX la sfârșitul depozitării, demonstrând că ambalarea și utilizarea (deschiderea, spațiul liber/headspace, timpul) influențează semnificativ traiectoria oxidării[20].
Toxicologia produșilor de oxidare
Oxidarea uleiurilor omega-3 duce la formarea unui amestec de produși primari și secundari. Sursele citate descriu că, pe măsură ce oxidarea avansează, cantitatea de acizi grași neoxidați scade și apare un amestec complex de produși secundari (inclusiv aldehide și cetone) și peroxizi („peroxizi lichizi”)[24]. De asemenea, se subliniază că hidroperoxizii primari se pot descompune în produși secundari, inclusiv 4-hydroxy-2-alkenals extrem de reactivi și citotoxici, iar peroxizii lipidici se pot degrada în aldehide precum 4-hydroxyhexenal (HHE) și malondialdehyde (MDA)[10, 25].
Din punct de vedere toxicologic, aldehidele α,β-nesaturate (de exemplu, HNE/HOE) și alte aldehide cu greutate moleculară mică sunt deosebit de importante, o lucrare de sinteză indicând că HNE și HOE se numără printre cele mai toxice, iar HHE printre cele mai puțin toxice din această clasă de compuși[15]. Pentru HNE, au fost citate praguri de genotoxicitate > 0.1 μM și inhibarea parțială a sintezei de DNA și proteine în intervalul 1–20 μM, iar pentru acrolein, s-a indicat o valoare LD50 pe celule de mamifere = 20 μM și o scădere semnificativă a capacității de formare a coloniilor la aprox. 1 μM[15]. Aceste valori ilustrează faptul că produșii de oxidare selectați pot fi activi biologic la concentrații scăzute în modele celulare, deși acestea nu se traduc automat în doze alimentare și expunere reală[15].
Modelele animale sugerează că hrănirea cu PUFAs oxidați poate induce efecte adverse, inclusiv inhibarea creșterii, iritația intestinală, mărirea ficatului și a rinichilor, anemie hemolitică, scăderea vitaminei E, creșterea peroxizilor lipidici, modificări inflamatorii la nivelul ficatului și cardiomiopatie[17]. În același timp, recenziile toxicologice au subliniat că „lipsa generală a unor efecte patologice macroscopice” după consumul de uleiuri puternic sau ușor oxidate poate rezulta dintr-o absorbție limitată a di- și polimerilor și din detoxifierea peroxizilor de către enzimele dependente de glutation, în timp ce aldehidele cu greutate moleculară mică sunt mai ușor absorbite și pot provoca efecte patologice în modelele animale, deși este „puțin probabil ca oamenii să ingereze cantități similare” cu dozele care provoacă astfel de efecte în studiile pe animale[15].
La nivelul reglementării și al evaluării riscurilor pentru om, EFSA (2010) a precizat în mod explicit lipsa de informații privind nivelurile de oxidare a uleiului de pește măsurate prin PV și anisidină și privind efectele toxicologice asociate la om[8]. În acest context, este citată și concluzia că „uleiurile puternic oxidate administrate pe cale orală nu sunt acut toxice pentru oameni” (Esterbauer 1993), ceea ce se încadrează în tabloul general: o lipsă de date solide pentru a determina un prag de siguranță pe baza TOTOX, în timp ce există produși de oxidare reactivi biologic și potențiale efecte pe termen lung[8, 15].
Este omega-3 oxidat proinflamator sau are alte proprietăți adverse?
Din punct de vedere mecanic, produșii de oxidare a lipidelor pot promova inflamația prin intermediul stresului oxidativ, care activează calea NF-κB și crește producția de citokine proinflamatorii, iar peroxidarea membranară poate altera fluiditatea membranei, transportul și semnalizarea celulară, ceea ce este adesea descris ca un mecanism patogenic semnificativ[17, 26]. În consecință, în modelele animale, hrănirea cu PUFAs oxidați a fost asociată cu modificări inflamatorii la nivelul ficatului și cu o creștere a peroxizilor lipidici și a unei serii de alte modificări patologice[17].
În același timp, evaluarea proprietăților „proinflamatorii” ale omega-3 oxidat pe baza directă a studiilor clinice este limitată. Pe de o parte, recenziile citează ipoteza conform căreia o creștere a nivelurilor de oxidare poate limita efectul de scădere a trigliceridelor și a colesterolului al produselor n-3, și că expunerea pe termen lung la lipide oxidate poate crește inflamația sau chiar riscul de cancer, precum și faptul că, la dozele găsite în suplimente, expunerea pe termen lung la produși de oxidare este „probabil să aibă efecte dăunătoare asupra inflamației, stresului oxidativ și metabolismului lipidic”[11, 13]. Pe de altă parte, datele citate includ observații conform cărori EPA oxidat într-un model de cultură tisulară a inhibat calea inflamatorie NF-κB, iar metaboliții oxidați ai uleiului de pește și peroxizii endogeni (inclusiv derivații de EPA) pot exercita efecte benefice in vivo, cum ar fi inhibarea NF-κB în macrofage și scăderea MCP-1[10, 12].
Prin urmare, nu este posibil să se indice în mod fiabil un singur „nivel de TOTOX de la care omega-3 devine proinflamator” la om pe baza citatelor furnizate, deoarece: (1) studiile de sinteză indică o lipsă de date clinice și de evaluare a pericolelor pentru consumul de lipide oxidate, și (2) multe studii clinice nu raportează deloc starea de oxidare a uleiului utilizat în studiu[10, 13]. Cele mai concrete date clinice care compară direct diferite niveluri de TOTOX (de exemplu, 45 vs. 11) nu au arătat modificări semnificative ale markerilor de peroxidare, inflamație și stres oxidativ pe termen scurt (3–7 săptămâni), sugerând cel mult că, la astfel de niveluri și durate de expunere, proinflamația nu este ușor de detectat prin markeri standard la persoanele sănătoase[12].
Studii clinice la om
O limitare importantă este repetată în materialele furnizate: „până în prezent”, studiile clinice la om nu au raportat adesea starea oxidativă a uleiului utilizat în teste, ceea ce subminează capacitatea de a corela rezultatele de eficacitate cu calitatea oxidativă a preparatului[10]. Prin urmare, cele mai utile studii pentru întrebările dumneavoastră sunt cele care raportează PV/AV/TOTOX pentru uleiul de intervenție[12, 27].
Studii cu parametri de oxidare raportați
Într-un studiu randomizat, dublu-orb, desfășurat pe parcursul a 7 săptămâni, participanții au fost repartizați în trei grupuri: ulei de pește de „înaltă calitate” (n=17), ulei de pește „oxidat” (n=18) și capsule cu ulei de floarea-soarelui cu conținut ridicat de acid oleic (HOSO) (n=19)[27]. Fiecare grup a luat zilnic 16 capsule conținând în total 8 g/d din uleiul respectiv, iar „valorile de oxidare totală (2PV + AV)” au fost 11 (HOSO), 45 (FO oxidat) și 11 (FO de înaltă calitate)[27]. Autorii se referă, de asemenea, la rezultate anterioare în care „FO oxidat” a fost caracterizat prin PV=18 și AV=9, iar „FO de înaltă calitate” prin PV=4 și AV=3, iar în această analiză anterioară, consumul de FO oxidat nu a afectat markerii de stres oxidativ, inflamație, peroxidare lipidică sau nivelurile de LDL oxidat după 7 săptămâni, comparativ cu uleiul de control și cel de înaltă calitate[27].
Separat este citat „celebrul” RCT în care 83 de persoane au fost randomizate pentru a consuma 8 g/d de ulei de pește oxidat nearomatizat (TOTOX = 45), ulei neoxidat (TOTOX = 11) și ulei de floarea-soarelui cu conținut ridicat de acid oleic (TOTOX = 11) timp de 3–7 săptămâni, nefiind găsite modificări semnificative în markerii peroxidării lipidice, ai inflamației sistemice sau ai stresului oxidativ[12]. Acest studiul este crucial deoarece corelează direct valoarea TOTOX cu o comparare a efectelor biologice (deși încă pe un orizont de timp scurt)[12].
În plus, a fost citat un studiu clinic pe subiecți sănăsi cu vârste cuprinse între 18–50 de ani, în care expunerea la ulei de pește oxidat, ulei de înaltă calitate sau ulei bogat în acid oleic a fost asociată cu efecte adverse semnificative în subfracțiunile de lipoproteine după 7 săptămâni (comparativ cu consumul de ulei de înaltă calitate), sugerând potențiale efecte metabolice adverse pentru anumite criterii de evaluare, chiar dacă markerii inflamatori nu se modifică în mod neechivoc[12].
Întrebare referitoare la studiul din 1993
Citatele furnizate nu conțin o descriere directă a „studiului din 1993 pe oameni” realizat de Wander și Du (și nici o definiție a uleiului „proaspăt” vs. „oxidat” în acel protocol specific, ori parametrii PV/AV/TOTOX pentru aceste uleiuri), prin urmare nu este posibil să se răspundă în mod fiabil la părți din întrebările legate de acel studiu pe baza acestui material fără riscul de confabulare[10]. Cu toate acestea, în fragmentele disponibile din 1993, Esterbauer (1993) apare cu o concluzie de sinteză/toxicologică conform căreia uleiurile puternic oxidate administrate pe cale orală nu sunt acut toxice pentru oameni, ceea ce se referă la siguranța acută, nu la specificația de calitate TOTOX=26 sau la definiția de „proaspăt/oxidat” din studiul de intervenție al lui Wander/Du[15].
Dacă scopul este reconstituirea parametrilor pentru „proaspăt vs oxidat” dintr-un studiu specific din 1993, cei mai apropiați substituenți din datele furnizate sunt RCT-urile care parametrizează uleiul ca fiind de „înaltă calitate” vs. „oxidat” prin PV/AV sau TOTOX (de exemplu, PV=4 și AV=3 vs. PV=18 și AV=9; și TOTOX=11 vs. 45), deoarece definițiile operaționale din acestea sunt explicite[12, 27].
Concluzii și implicații
În primul rând, TOTOX = 26 trebuie înțeles în principal ca o specificație de calitate (industrială și monografică), bazată pe o combinație de PV și AV/p-AV, și nu ca un prag de siguranță determinat clinic; acest lucru este în concordanță atât cu prezența acestei limite în GOED, Codex și USP, cât și cu declarația conform căreia nu au fost stabilite limite de oxidare „pe criterii de siguranță”, precum și cu avizul EFSA privind lipsa datelor care să coreleze nivelurile de oxidare cu toxicologia la om[1, 4–6, 8].
În al doilea rând, oxidarea se poate acumula rapid în condiții favorabile (oxigen, lumină, căldură), așa cum arată datele de oxidare accelerată (de exemplu, PV ~+7 meq O_2/kg după 1 zi și PV=126 după 30 de zile cu barbotare de O_2 și lumină) și observațiile conform cărorai, în ciclul real de viață al unui produs, PV/p-AV/TOTOX pot crește chiar și în condițiile unui conținut neschimbat de EPA/DHA[9, 20].
În al treilea rând, „prevenirea creșterii” înseamnă în practică o încetinire agresivă: limitarea oxigenului (umplerea cu N_2/argon), reducerea luminii, scăderea temperaturii, selectarea adecvată și sincronizarea adăugării de antioxidanți (înainte ca oxidarea să înceapă) și preferarea formelor care limitează contactul cu aerul (capsule), recunoscând totodată că stabilitatea absolută în condiții reale nu este realizabilă[9, 17, 19].
În al patrulea rând, toxicologia produșilor de oxidare indică existența unor aldehide reactive cu citotoxicitate/genotoxicitate măsurabilă în modele celulare, dar, în același timp, lipsesc date solide pentru a determina un „prag” clinic în unități PV/AV/TOTOX, iar EFSA indică în mod explicit o lacună de dovezi privind efectele asociate la om[8, 15].
În al cincilea rând, datele clinice privind caracterul proinflamator și nocivitatea generală a omega-3 oxidat sunt mixte: mecanismele (NF-κB) și datele pe animale sugerează potențiale efecte adverse, însă un RCT cu TOTOX 45 vs 11 nu a arătat diferențe pe termen scurt în markerii inflamatori, iar literatura de specialitate indică, de asemenea, efecte contextuale, uneori „antiinflamatorii”, ale unor metaboliți oxidați selectați ai EPA în modele experimentale[10, 12, 17].
Dacă se dorește, pot pregăti o anexă separată de tip „listă de verificare” pentru producători/QA (puncte critice de proces, ambalare și logistică) bazată exclusiv pe recomandările citate mai sus (N2/argon, lumină, temperatură, antioxidanți, formă încapsulată vs. lichidă) și pe metodele analitice tipice AOCS pentru PV și p-AV, pentru a transpune aceste constatări în controlul practic al calității[2, 17, 19].
