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Micotoxina

Una micotoxina (del griego μύκης mykes , "hongo" y τοξικός toxikos , "venenoso") [ 1 ] [ 2 ] es un metabolito secundario tóxico producido por hongos [ 3 ] [ 4 ] y es capaz de ca...

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Una micotoxina (del griego μύκης mykes , "hongo" y τοξικός toxikos , "venenoso") [ 1 ] [ 2 ] es un metabolito secundario tóxico producido por hongos [ 3 ] [ 4 ] y es capaz de causar enfermedad y muerte tanto en humanos como en otros animales. [ 5 ] [ 6 ] El término "micotoxina" se suele reservar para los productos químicos tóxicos producidos por hongos que colonizan fácilmente los cultivos. [ 7 ]

Ejemplos de micotoxinas que causan enfermedades en humanos y animales incluyen aflatoxina , citrinina , fumonisinas , ocratoxina A , patulina , tricotecenos , zearalenona y alcaloides del cornezuelo como la ergotamina . [ 5 ]

Una especie de moho puede producir muchas micotoxinas diferentes, y varias especies pueden producir la misma micotoxina. [ 8 ]

Producción

La mayoría de los hongos son aerobios (utilizan oxígeno) y se encuentran prácticamente en todas partes en cantidades extremadamente pequeñas debido al diminuto tamaño de sus esporas . Consumen materia orgánica dondequiera que la humedad y la temperatura sean suficientes. Cuando las condiciones son adecuadas, los hongos proliferan formando colonias y los niveles de micotoxinas aumentan. Aún se desconoce la razón de la producción de micotoxinas; no son necesarias para el crecimiento ni el desarrollo de los hongos. [ 9 ] Dado que las micotoxinas debilitan al huésped receptor, pueden mejorar el entorno para una mayor proliferación fúngica. La producción de toxinas depende de los entornos intrínsecos y extrínsecos circundantes, y estas sustancias varían enormemente en su toxicidad, dependiendo del organismo infectado y su susceptibilidad, metabolismo y mecanismos de defensa. [ 10 ]

Grupos principales

Las aflatoxinas son un tipo de micotoxina producida por especies de hongos Aspergillus , como A. flavus y A. parasiticus . [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] El término general aflatoxina se refiere a cuatro tipos diferentes de micotoxinas producidas, que son B 1 , B 2 , G 1 y G 2 . [ 16 ] La aflatoxina B 1 , la más tóxica, es un potente carcinógeno y se ha correlacionado directamente con efectos adversos para la salud, como el cáncer de hígado , en muchas especies animales. [ 11 ] Las aflatoxinas se asocian principalmente con productos básicos producidos en los trópicos y subtrópicos , como el algodón , los cacahuetes , las especias , los pistachos y el maíz . [ 11 ] [ 16 ] Según el USDA , "Probablemente sean las micotoxinas más conocidas y más investigadas del mundo". [ 17 ]

La ocratoxina es una micotoxina que se presenta en tres formas de metabolitos secundarios: A, B y C. Todas son producidas por especies de Penicillium y Aspergillus . Las tres formas se diferencian en que la ocratoxina B (OTB) es una forma no clorada de la ocratoxina A (OTA) y que la ocratoxina C (OTC) es una forma de éster etílico de la ocratoxina A. [ 18 ] Aspergillus ochraceus se encuentra como contaminante de una amplia gama de productos, incluidas bebidas como la cerveza y el vino. Aspergillus carbonarius es la principal especie que se encuentra en la fruta de la vid, la cual libera su toxina durante el proceso de elaboración del jugo. [ 19 ] La OTA ha sido catalogada como carcinógeno y nefrotóxico, y se ha relacionado con tumores en el tracto urinario humano, aunque la investigación en humanos está limitada por factores de confusión . [ 18 ] [ 19 ]

La citrinina es una toxina que se aisló por primera vez de Penicillium citrinum , pero se ha identificado en más de una docena de especies de Penicillium y varias especies de Aspergillus . Algunas de estas especies se utilizan para producir alimentos para consumo humano, como queso ( Penicillium camemberti ), sake, miso y salsa de soja ( Aspergillus oryzae ). La citrinina se asocia con la enfermedad del arroz amarillento en Japón y actúa como nefrotoxina en todas las especies animales analizadas. [ 20 ] Aunque se asocia con muchos alimentos para consumo humano ( trigo , arroz , maíz , cebada , avena , centeno y alimentos coloreados con pigmento de Monascus ), se desconoce su significado completo para la salud humana. La citrinina también puede actuar sinérgicamente con la ocratoxina A para deprimir la síntesis de ARN en los riñones de ratones. [ 21 ]

Los alcaloides del cornezuelo son compuestos producidos como una mezcla tóxica de alcaloides en los esclerocios de especies de Claviceps , patógenos comunes de diversas especies de gramíneas. La ingestión de esclerocios de cornezuelo procedentes de cereales infectados, comúnmente en forma de pan elaborado con harina contaminada, causa ergotismo , la enfermedad humana conocida históricamente como fuego de San Antonio . Existen dos formas de ergotismo: gangrenoso, que afecta al riego sanguíneo de las extremidades, y convulsivo, que afecta al sistema nervioso central . Los métodos modernos de limpieza de granos han reducido significativamente el ergotismo como enfermedad humana; sin embargo, sigue siendo un problema veterinario importante. Los alcaloides del cornezuelo se han utilizado con fines farmacéuticos. [ 21 ]

La patulina es una toxina producida por las especies de hongos P. expansum , Aspergillus , Penicillium y Paecilomyces . P. expansum se asocia especialmente con una variedad de frutas y verduras mohosas , en particular manzanas e higos podridos. [ 22 ] [ 23 ] Se destruye durante el proceso de fermentación , por lo que no se encuentra en bebidas de manzana, como la sidra . Aunque no se ha demostrado que la patulina sea carcinogénica, se ha informado que daña el sistema inmunitario en animales. [ 22 ] En 2004, la Comunidad Europea estableció límites a las concentraciones de patulina en productos alimenticios. Actualmente, estos límites son de 50 μg/kg en todas las concentraciones de zumo de fruta, de 25 μg/kg en productos de manzana sólidos utilizados para el consumo directo y de 10 μg/kg para productos de manzana para niños, incluido el zumo de manzana. [ 22 ] [ 23 ]

Las toxinas de Fusarium son producidas por más de 50 especies de Fusarium y tienen un historial de infectar el grano de cereales en desarrollo como el trigo y el maíz . [ 24 ] [ 25 ] Incluyen una variedad de micotoxinas, tales como: las fumonisinas , que afectan el sistema nervioso de los caballos y pueden causar cáncer en roedores ; los tricotecenos , que están fuertemente asociados con efectos tóxicos crónicos y fatales en animales y humanos; y la zearalenona , que no está correlacionada con ningún efecto tóxico fatal en animales o humanos. Algunos de los otros tipos principales de toxinas de Fusarium incluyen: enniatinas como la beauvericina , butenólido , equisetina y fusarinas . [ 26 ]

Aparición

Aunque varios hongos silvestres contienen una variedad de venenos que son definitivamente metabolitos fúngicos que causan problemas de salud notables para los humanos, se excluyen de manera bastante arbitraria de las discusiones de micotoxicología. En tales casos, la distinción se basa en el tamaño del hongo productor y la intención humana. [ 21 ] La exposición a micotoxinas es casi siempre accidental, mientras que con los hongos la identificación incorrecta y la ingestión que causa intoxicación por hongos son el caso común. La ingestión de hongos mal identificados que contienen micotoxinas puede resultar en alucinaciones. Amanita phalloides, productora de ciclopéptidos, es bien conocida por su potencial tóxico y es responsable de aproximadamente el 90% de todas las muertes por hongos. [ 27 ] Los otros grupos principales de micotoxinas que se encuentran en los hongos incluyen: orellanina , monometilhidrazina , disulfiram similar, indoles alucinógenos, muscarínicos, isoxazoles e irritantes gastrointestinales (GI) específicos. [ 28 ] La mayor parte de este artículo trata sobre las micotoxinas que se encuentran en los microhongos, distintas de los venenos de los hongos o los hongos macroscópicos. [ 21 ]

En ambientes interiores

Los edificios son otra fuente de micotoxinas y las personas que viven o trabajan en áreas con moho aumentan sus probabilidades de sufrir efectos adversos para la salud. Los mohos que crecen en los edificios se pueden dividir en tres grupos: colonizadores primarios, secundarios y terciarios. Cada grupo se clasifica según su capacidad de crecer con un determinado requerimiento de actividad de agua. Se ha vuelto difícil identificar la producción de micotoxinas por mohos de interior debido a muchas variables, como (i) que pueden estar enmascaradas como derivados, (ii) que están mal documentadas y (iii) el hecho de que es probable que produzcan diferentes metabolitos en los materiales de construcción. Algunas de las micotoxinas en el ambiente interior son producidas por Alternaria , Aspergillus (múltiples formas), Penicillium y Stachybotrys . [ 29 ] Stachybotrys chartarum contiene una mayor cantidad de micotoxinas que otros mohos que crecen en el ambiente interior y se ha asociado con alergias e inflamación respiratoria. [ 30 ] La infestación de S. chartarum en edificios que contienen placas de yeso, así como en las baldosas del techo, es muy común y recientemente se ha convertido en un problema más reconocido. Cuando las placas de yeso se han expuesto repetidamente a la humedad, S. chartarum crece fácilmente en su cara de celulosa. [ 31 ] Esto subraya la importancia del control de la humedad y la ventilación en viviendas y otros edificios. Los efectos negativos para la salud de las micotoxinas son función de la concentración , la duración de la exposición y la sensibilidad del sujeto. Las concentraciones experimentadas en un hogar, oficina o escuela normales suelen ser demasiado bajas para provocar una respuesta de salud en los ocupantes.

En la década de 1990, la preocupación pública por las micotoxinas aumentó tras los acuerdos multimillonarios por casos de moho tóxico . Las demandas se presentaron después de que un estudio del Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) en Cleveland, Ohio , informara sobre una asociación entre las micotoxinas de las esporas de Stachybotrys y la hemorragia pulmonar en lactantes. Sin embargo, en el año 2000, basándose en revisiones internas y externas de sus datos, el CDC concluyó que, debido a fallos en sus métodos, la asociación no estaba demostrada. Se ha demostrado en estudios con animales que las esporas de Stachybotrys causan hemorragia pulmonar, pero solo a concentraciones muy altas. [ 32 ]

Un estudio realizado por el Centro de Toxicología Integrativa de la Universidad Estatal de Michigan investigó las causas de la enfermedad relacionada con edificios húmedos (DBRI, por sus siglas en inglés). Descubrieron que Stachybotrys es posiblemente un factor importante que contribuye a la DBRI. Hasta el momento, los modelos animales indican que la exposición de las vías respiratorias a S. chartarum puede provocar sensibilización alérgica, inflamación y citotoxicidad en las vías respiratorias superiores e inferiores. La toxicidad de los tricotecenos parece ser una causa subyacente de muchos de estos efectos adversos. Hallazgos recientes indican que dosis más bajas (los estudios generalmente involucran dosis altas) pueden causar estos síntomas. [ 30 ]

Algunos toxicólogos han utilizado la medida de Concentración sin Preocupación Toxicológica (CoNTC) para representar la concentración en el aire de micotoxinas que se espera que no causen peligro a los humanos (expuestos continuamente durante una vida de 70 años). Los datos resultantes de varios estudios han demostrado hasta ahora que las exposiciones comunes a micotoxinas en el aire en el ambiente interior construido están por debajo de la CoNTC; sin embargo, los entornos agrícolas tienen el potencial de producir niveles superiores a la CoNTC. [ 33 ]

En los alimentos

Las micotoxinas pueden aparecer en la cadena alimentaria como resultado de la infección fúngica de los cultivos , ya sea por el consumo directo por parte de los seres humanos o por su uso como alimento para el ganado.

En 2004, en Kenia, 125 personas fallecieron y cerca de 200 requirieron atención médica tras consumir maíz contaminado con aflatoxinas . [ 34 ] Las muertes se asociaron principalmente con maíz cultivado en casa que no había sido tratado con fungicidas ni secado adecuadamente antes de su almacenamiento. Debido a la escasez de alimentos en ese momento, es posible que los agricultores estuvieran cosechando el maíz antes de lo habitual para evitar robos en sus campos, por lo que el grano no había madurado completamente y era más susceptible a la infección.

Las especias son un sustrato susceptible para el crecimiento de hongos micotoxigénicos y la producción de micotoxinas. [ 35 ] Se encontró que el chile rojo, la pimienta negra y el jengibre seco eran las especias más contaminadas. [ 35 ]

Los métodos físicos para prevenir el crecimiento de hongos productores de micotoxinas o eliminar toxinas de alimentos contaminados incluyen el control de la temperatura y la humedad, la irradiación y el tratamiento fotodinámico. [ 36 ] Las micotoxinas también pueden eliminarse química y biológicamente mediante agentes antifúngicos/antimicotoxinas y metabolitos vegetales antifúngicos . [ 36 ]

En alimentos para animales

Los hongos dimórficos , que incluyen Blastomyces dermatitidis y Paracoccidioides brasiliensis , son agentes causales conocidos de micosis sistémicas endémicas . [ 37 ]

Hubo brotes de alimentos para perros que contenían aflatoxina en América del Norte a finales de 2005 y principios de 2006, [ 38 ] y nuevamente a finales de 2011. [ 39 ]

Las micotoxinas en el forraje animal, particularmente en el ensilaje , pueden disminuir el rendimiento de los animales de granja y potencialmente matarlos. [ 40 ] [ 4 ] Varias micotoxinas reducen la producción de leche cuando son ingeridas por el ganado lechero . [ 40 ]

En suplementos dietéticos

La contaminación de plantas medicinales con micotoxinas puede contribuir a problemas adversos para la salud humana y, por lo tanto, representa un riesgo especial. [ 41 ] [ 42 ] Se han reportado numerosas apariciones naturales de micotoxinas en plantas medicinales y medicamentos a base de hierbas [ 43 ] [ 44 ] de varios países, incluidos España, China, Alemania, India, Turquía y Oriente Medio. [ 41 ] En un análisis de 2015 de suplementos dietéticos de origen vegetal, las concentraciones más altas de micotoxinas se encontraron en suplementos a base de cardo mariano , hasta 37  mg/kg. [ 45 ]

Efectos sobre la salud

Algunos de los efectos en la salud encontrados en animales y humanos incluyen la muerte, enfermedades o problemas de salud identificables, sistemas inmunitarios debilitados sin especificidad a una toxina, y como alérgenos o irritantes. Algunas micotoxinas son dañinas para otros microorganismos como otros hongos o incluso bacterias; la penicilina es un ejemplo. [ 46 ] Se ha sugerido que las micotoxinas en el alimento animal almacenado son la causa de raros cambios sexuales fenotípicos en gallinas que hacen que se vean y actúen como machos. [ 47 ] [ 48 ] El impacto de las micotoxinas en la salud puede ser "muy difícil" y se puede categorizar en tres formas "como mutagénicas, carcinogénicas y genotóxicas ". [ 49 ]

En los humanos

La micotoxicosis es el término utilizado para la intoxicación asociada a la exposición a micotoxinas. Las micotoxinas pueden causar efectos agudos y crónicos en la salud por ingestión, contacto con la piel, [ 50 ] inhalación y entrada al torrente sanguíneo y al sistema linfático. Inhiben la síntesis de proteínas, dañan los sistemas de macrófagos , inhiben la eliminación de partículas en los pulmones y aumentan la sensibilidad a la endotoxina bacteriana. [ 31 ] Las pruebas para detectar la micotoxicosis pueden realizarse mediante columnas de inmunoafinidad . [ 51 ]

Los síntomas de la micotoxicosis dependen del tipo de micotoxina, la concentración y la duración de la exposición, así como de la edad, el estado de salud y el sexo del individuo expuesto. [ 21 ] Los efectos sinérgicos asociados con otros factores como la genética, la dieta y las interacciones con otras toxinas han sido poco estudiados. Por lo tanto, es posible que la deficiencia de vitaminas, la privación calórica, el consumo excesivo de alcohol y las enfermedades infecciosas tengan efectos combinados con las micotoxinas. [ 21 ]

Mitigación

Las micotoxinas son muy resistentes a la descomposición o degradación durante la digestión, por lo que permanecen en la cadena alimentaria en la carne y los productos lácteos. Incluso los tratamientos térmicos, como la cocción y la congelación, no destruyen algunas micotoxinas. [ 52 ]

Eliminación

En la industria de piensos y alimentos, se ha convertido en práctica común añadir agentes aglutinantes de micotoxinas, como la arcilla de montmorillonita o bentonita, para adsorber eficazmente las micotoxinas. [ 53 ] Para revertir los efectos adversos de las micotoxinas, se utilizan los siguientes criterios para evaluar la funcionalidad de cualquier aditivo aglutinante:

  • Eficacia del componente activo verificada mediante datos científicos.
  • Una tasa de inclusión efectiva baja
  • Estabilidad en un amplio rango de pH.
  • Alta capacidad para absorber altas concentraciones de micotoxinas.
  • Alta afinidad para absorber bajas concentraciones de micotoxinas.
  • Confirmación de la interacción química entre la micotoxina y el adsorbente.
  • Datos in vivo comprobados con todas las principales micotoxinas.
  • Componente no tóxico y respetuoso con el medio ambiente.

Dado que no todas las micotoxinas pueden unirse a estos agentes, el enfoque más reciente para el control de micotoxinas es su desactivación. Mediante enzimas ( esterasa , desepoxidasa ), levadura ( Trichosporon mycotoxinvorans ) o cepas bacterianas ( Eubacterium BBSH 797 desarrollada por Biomin ), las micotoxinas pueden reducirse durante la contaminación previa a la cosecha. Otros métodos de eliminación incluyen la separación física, el lavado, la molienda, la nixtamalización , el tratamiento térmico, la radiación, la extracción con solventes y el uso de agentes químicos o biológicos. Los métodos de irradiación han demostrado ser un tratamiento eficaz contra el crecimiento de moho y la producción de toxinas. [ 53 ]

Reglamentos

Muchas agencias internacionales están tratando de lograr la estandarización universal de los límites reglamentarios para las micotoxinas. Actualmente, más de 100 países tienen regulaciones sobre micotoxinas en la industria de piensos, en las que 13 micotoxinas o grupos de micotoxinas son motivo de preocupación. [ 54 ] El proceso de evaluación de una micotoxina regulada implica una amplia gama de pruebas de laboratorio que incluyen extracción, columnas de limpieza, [ 55 ] y técnicas de separación. [ 56 ] La mayoría de las regulaciones oficiales y los métodos de control se basan en técnicas de líquidos de alto rendimiento (por ejemplo, HPLC ) a través de organismos internacionales. [ 56 ] Se da por sentado que cualquier regulación sobre estas toxinas estará en coordinación con cualquier otro país con el que exista un acuerdo comercial. Muchos de los estándares para el análisis del rendimiento del método para micotoxinas son establecidos por el Comité Europeo de Normalización (CEN). [ 56 ] Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la evaluación científica del riesgo suele estar influenciada por la cultura y la política, lo que, a su vez, afectará las regulaciones comerciales de las micotoxinas. [ 57 ]

Las micotoxinas presentes en los alimentos fueron objeto de numerosos estudios a nivel mundial durante el siglo XX. En Europa, los niveles legales de diversas micotoxinas permitidas en alimentos y piensos se establecen mediante directivas europeas y reglamentos de la CE . La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) ha regulado y aplicado límites a las concentraciones de micotoxinas en la industria alimentaria y de piensos desde 1985. Mediante diversos programas de control, la FDA supervisa estas industrias para garantizar que las micotoxinas se mantengan en un nivel práctico. Estos programas de control analizan productos alimenticios como cacahuetes y sus derivados, frutos secos, maíz y sus derivados, semillas de algodón y leche. Aún existe una falta de datos de vigilancia suficientes sobre algunas micotoxinas presentes en los Estados Unidos [ 58 ].

Véase también

Referencias

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