Las nitrosaminas son uno de los compuestos químicos más estudiados entre los compuestos carcinogénicos.

DISCUSIÓN

Las nitrosaminas pueden entrar al cuerpo por vía oral a través del consumo de alimentos y bebidas o el contacto oral con productos como la mamadera y los juguetes. Como muchas de las nitrosaminas son volátiles, la aspiración es un posible mecanismo de admisión en los pulmones. La ingesta puede ser voluntaria en el caso de los productos de tabaco para fumar o involuntaria en términos de inhalación de atmósferas cargadas con nitrosaminas por ciertos procesos de fabricación.
Las nitrosaminas son compuestos cuya estructura general es R’-N-R'-N = O (Figura 1) y en su gran mayoría se consideran cancerígenas. 
Hay muchos métodos diferentes de formación de nitrosaminas. Cuando hay calentamiento en presencia de una amina secundaria y óxidos de nitrógeno (por ejemplo: nitratos, nitritos) pueden generarse fácilmente. También se ha observado que las nitrosaminas se pueden sintetizar bajo condiciones de bajo pH, tales como en el estómago.



En general existen tres grupos principales de nitrosaminas que se encuentran comúnmente: volátiles, no volátiles y específicos del tabaco. Dentro de las nitrosaminas volátiles la más analizada es la N-nitrosodimetilamina (NDMA), que se ha demostrado que tiene los efectos más perjudiciales para la salud humana. Las nitrosaminas específicas del tabaco (TSNAs) se encuentran en el tabaco y también se forman durante el proceso de quemado. Las TSNAs más analizadas se forman a partir de compuestos de origen natural tales como la nicotina, anatabina y anabasina que están presentes en las hojas de tabaco. Las nitrosaminas no volátiles se encuentran a menudo en los productos alimenticios siendo parte de moléculas más grandes, tales como los aminoácidos.

El TEA ha sido un detector utilizado para el análisis de nitrosaminas durante muchos años, ya sea conectado a un cromatógrafo gaseoso (GC) (Figura 2) o bien a un sistema “Chemical Stripping” explicado más adelante (Figura 3). El detector es capaz de proporcionar la selectividad y niveles de sensibilidad requeridos para el análisis.

Otra técnica utilizada para el análisis de nitrosaminas en agua, es la Cromatografía Gaseosa con Espectrómetro de masas de triple cuadrupolo (GC-MS-MS). En el método EPA 8070A se describe este análisis.

También es posible determinar Nitrosaminas en caucho por esta técnica de GC-MS triple cuadrupolo.

Otra técnica muy conveniente para el análisis de Nitrosaminas en carne, es por HPLC con detector UV.

Finalmente, la técnica de HPLC-MS triple cuadrupolo también es adecuada para la determinación de Nitrosaminas.


Fuentes conocidas de nitrosaminas

Productos de Tabaco 
El tabaco es uno de los productos más conocidos que tiene el efecto secundario (probado) de causar cáncer en los pulmones, la garganta y la boca. Los cuatro compuestos que se consideran responsables de estos tipos de cáncer y que se mide de forma rutinaria son los siguientes: n-nitrosonornicotina (NNN), nitrosamina cetona - nicotino derivada (NNK), n-nitrosoanabasine (NAB) y n-nitrosoanatabine (NAT) (Figura 4).



Se ha demostrado que NNN y NNK causan cáncer en animales de laboratorio, que el NAB tiene un grado de efectos carcinogénicos menor y que el NAT es el menos activo de estos compuestos. 
Tradicionalmente entre los productos de tabaco se incluyen los cigarrillos, tabaco para mascar y el tabaco usualmente usado con pipas, pero recientemente surgieron nuevas alternativas disponibles para los clientes preocupados por los problemas de salud, incluidos los cigarrillos sin humo y los cigarrillos bajos en nicotina. Aunque estos nuevos productos contienen en general menos compuestos carcinógenos, algunos contienen tanto como los cigarrillos estándar “ultra light”, por lo que aún está por verse si éstas nuevas alternativas reducen el riesgo de cáncer. 
Los fabricantes responsables de los productos del tabaco deben limitar los niveles de TSNAs en sus productos, cumplir con límites exigidos y analizar todos los lotes de materias primas y productos.

Alimentos

Por muchos años ha sido una práctica normal curar carnes usando sales como conservantes, para mejorar flavours y evitar la formación de productos tóxicos producidos por la bacteria Clostridium botulinum. El nitrito de sodio y cloruro de sodio se utilizan comúnmente como el agente de curado en carnes, sin embargo, debido a que las carnes contienen aminas, la combinación de estos productos químicos puede formar nitrosaminas. NPYR y NDMA son los compuestos más formados. La panceta es la carne curada más estudiada debido a las temperaturas altas de cocción que ayudan en la formación de nitrosaminas. 
La adición de ácido ascórbico o ácido eritórbico ayuda a reducir la formación de las nitrosaminas. Se requieren procesadores de carne a gran escala para agregar estos inhibidores de nitrosamina, sin embargo, por la tendencia actual de pequeños productores de su propia carne para el consumo y la venta en los mercados locales, los controles que se han puesto en marcha para reducir las nitrosaminas en los últimos 30 años podrían verse afectados. 
El nivel de formación de nitrosaminas también es dependiente del método de cocción empleada. Freír produce más nitrosaminas que asar y hornear posteriormente, debido a las temperaturas a las que la carne es sometida. En asados también se produce un alto nivel de nitrosaminas debido a la temperatura de cocción y también se sospecha que los compuestos fenólicos del humo pueden ayudar en la formación de NDMA y otros nitrosaminas. Esta reacción también se piensa que es la misma para productos alimenticios ahumados como el pescado, panceta y quesos.

Agua

Se ha informado que en algunas plantas de tratamiento de aguas residuales, la combinación de los productos de desecho, productos de limpieza y detergentes se descomponen para formar determinados compuestos que luego pueden reaccionar con otras sustancias químicas para formar nitrosaminas que pueden volver a entrar en el suministro de agua para uso doméstico. 
NDMA en los sistemas de agua domésticos se forma principalmente por la reacción de compuestos de nitrógeno orgánicos con cloramina. Entre los compuestos de nitrógeno orgánico se encuentran las dimetilaminas. Durante muchos años los suministros domésticos de agua han sido tratados con cloro o recientemente con cloramina como desinfectante para prevenir el crecimiento bacteriano. La combinación de estos productos químicos puede dar lugar a niveles significativos de NDMA. 
Incluso el consumo a través del ejercicio físico se ha observado en ocasiones en las piletas de natación con niveles aterradores de nitrosaminas. Debido al aumento de los precursores (aminas) a partir de la orina y el sudor, el aumento de la probabilidad de la producción de NDMA se puede observar en las piletas y jacuzzis. La cloraminación es un método común para la desinfección del agua en piletas. Se ha demostrado que la cloramina se combina con el oxígeno disuelto en solución acuosa para producir NDMA. A pesar de conocerse ampliamente a la NDMA como causante de cáncer de vejiga a través de la ingesta oral de agua infectada, los efectos y la capacidad de NDMA a impregnar la piel es actualmente desconocido. Los niveles de NDMA encontrados en piletas pueden ser de hasta quinientas veces mayor que en el agua para beber.

Bebidas alcohólicas (cerveza)

En el proceso de malteado de la cebada el grano está humectado con el fin de obtener el grano para germinar, secándose posteriormente en hornos. Durante el proceso de secado en horno fue detectada la formación de nitrosaminas en el grano que se transfieren posteriormente al producto terminado. Muchas técnicas nuevas están disponibles durante el proceso de malteado para reducir al mínimo la formación de nitrosaminas y sin embargo, todavía permanecen bajos niveles de los compuestos cancerígenos. Por lo tanto la malta utilizada en el proceso de elaboración de la cerveza y el producto final deben ser analizados por su contenido de nitrosamina. El surgimiento de micro-cervecerías podría ser una causa de preocupación, ya que no cuentan con el equipo como las grandes empresas multinacionales de cerveza para monitorear las nitrosaminas. Además, algunos subproductos del proceso de malteado y elaboración de la cerveza se utilizan para la fabricación de extractos de malta y productos a base de proteínas vegetales y son susceptibles de contener niveles de nitrosaminas.

Productos de derivados del caucho

El caucho natural es a menudo tratado térmica y químicamente durante el proceso de vulcanización, creando cambios en sus propiedades estructurales. Durante este proceso puede producirse una gran cantidad de nitrosaminas. Los productos químicos utilizados a menudo se basan en derivados de aminas secundarias. Muchas de estas sustancias contienen un nivel basal de contaminación por n-nitrosamina. Sin embargo, la mayoría de las nitrosaminas se producen durante el proceso de vulcanización cuando los catalizadores a base de aminas entran en contacto con agentes nitrosantes. 
Estas nitrosaminas pueden estar contenidas dentro del caucho y se introducen en el cuerpo en una multitud de formas. Una particular preocupación se ha mostrado con respecto a los productos para bebés. Por lo tanto las mamaderas, chupetes y juguetes hechos de caucho tienen procedimientos de monitoreo estrictos. El muestreo por lo general implica sumergir el caucho en una solución de saliva sintética para imitar un niño. Las nitrosaminas se extraen en un disolvente orgánico y se analizan con un GC equipado con un TEA. Un análisis similar se aplica a los globos ya que también poseen la capacidad de transferencia de los carcinógenos a la boca del inflador.

Productos cosméticos

Se ha descubierto que las materias primas para la producción de cosméticos contienen impurezas de nitrosaminas. Tanto en los países de Europa como en Canadá se han prohibido las nitrosaminas en cualquier producto cosmético, por lo tanto, las materias primas deben ser examinadas antes de su uso. Sin embargo, la formación de nitrosaminas puede producirse a partir de reacciones entre algunas proteínas y los conservantes, tales como dietanolamina o trietanolamina. Estos compuestos son aditivos comunes en los cosméticos utilizados para ajustar el pH o actuar como un agente humectante. Una gama de inhibidores se puede añadir a los cosméticos para prevenir la formación de compuestos N-nitrosos, pero el efecto de cada uno no es completamente predecible. Por lo tanto una cantidad sustancial de pruebas para nitrosaminas debe llevarse a cabo dentro de la industria cosmética. 

Agroquímicos

Las dinitroanilinas de amina secundaria se utilizan comúnmente como precursores en la fabricación de pesticidas y herbicidas. Estos pueden contener impurezas de nitrosamina. También hay presencia de nitritos, otra sustancia con posibilidad de reaccionar para formar nitrosaminas. En la industria agroquímica a menudo no es esencial conocer el perfil exacto de especies de nitrosamina, pero se suele informar la concentración total.

Jugos gástricos

Muchas verduras incluyendo lechuga, papas, remolacha, zanahorias, espinacas y coliflor tienen varios tipos de nitratos, que dependen de la forma en que se cultivaron, qué fertilizantes se utilizaron y cuando se cosecharon. Con estas verduras y carnes que contienen aminas dentro de nuestra dieta, se pueden formar nitrosaminas en el jugo gástrico del estómago humano. Algunos científicos afirman que las vitaminas naturales presentes en estos alimentos ayudan a prevenir la formación de las nitrosaminas, pero nuevas investigaciones deben realizarse para confirmar si nuestros métodos de producción de alimentos modernos están transformando a los humanos en los sitios de fabricación de estos compuestos cancerígenos.

Nitrosaminas en el medio ambiente

La inhalación de nitrosaminas en ambientes laborales puede presentar un riesgo significativo para los trabajadores. La presencia de aminas y óxidos de nitrógeno con ciertos niveles de humedad y temperatura puede causar la formación de nitrosaminas en el aire. En la producción del caucho, como se mencionó anteriormente, vastas cantidades de NDMA pueden ventilarse a la atmósfera lo que lleva a la inhalación por el ser humano. En las industrias metalúrgicas el líquido utilizado como inhibidores de la corrosión en los procesos de torneado y rectificado son una fuente potencial de nitrosaminas. En la industria del cuero las nitrosaminas formadas en el proceso de curtido pueden pasar al aire. Los niveles de nitrosaminas en el aire pueden ser controlados por los trabajadores que usan un cartucho de muestreo de aire, tales como un ThermoSorb-N (Figura 5) que luego puede ser analizada por GC-TEA.


Una gran cantidad de NDMA se produce durante el lanzamiento de los cohetes. Comúnmente los combustibles bipropelente constan de 1,1-dimetilhidrazina y tetróxido de nitrógeno. A medida que la NDMA producida está en el aire una gran superficie puede estar siendo contaminada en un corto espacio de tiempo debido al viento y la dispersión general. La nitrosamina entonces puede fácilmente contaminar la capa freática y la tierra circundante a niveles alarmantes.

ANÁLISIS DE NITROSAMINAS

Análisis por GC-TEA

Los componentes se separan primero utilizando un GC, el efluente del GC se introduce entonces en un pirolizador. En el pirolizador (con vacío) los compuestos con grupos nitroso se rompen en el enlace N-N liberando el radical nitrosilo. Los productos de reacción del pirolizador pasan a continuación a través de un filtro que permite sólo el paso de los radicales nitrosilo. 
Estos radicales nitrosilo reaccionan con ozono al vacío para producir NO2 electrónicamente excitado. El NO2 decae rápidamente a su estado fundamental emitiendo luz en la región del infrarrojo cercano que es detectada por un fotomultiplicador sensible. La señal se amplifica y se visualiza ya sea en un integrador o en la PC (Figuras 6 y 7).

Análisis TEA “Chemical Stripping”
 
En lugar de utilizar el pirolizador para eliminar el grupo nitrosilo se puede emplear una reacción química. La separación del grupo nitrosilo a partir de la nitrosamina se lleva a cabo por una reacción de reflujo con ácido bromhídrico en acetato de etilo. La muestra de nitrosamina se inyecta en el recipiente de reacción para producir el radical nitrosilo (NO), una amina secundaria y bromo. El NO se arrastra en una corriente de gas a través de una trampa fría (eliminación de cualquier vapor) al detector TEA (Figura 8).



CONCLUSIONES

Las nitrosaminas se han estudiado durante años lo que indica que sus efectos cancerígenos son graves para la salud humana. Por esta razón es imprescindible no sólo monitorear el contenido de estas sustancias cancerígenas en el producto final sino también se debe restringir el uso de productos químicos como precursores de nitrosaminas.
Gracias a su sensibilidad y selectividad de la TEA, este detector de GC es el adecuado para la determinación directa de las nitrosaminas específicas del tabaco y volátiles y para la determinación a partir de la derivatización de nitrosaminas no volátiles.