Una micotoxina (del griego μύκης mykes , "hongo" y τοξίνη toxini , "toxina") [1] [2] es un metabolito secundario tóxico producido por organismos del reino de los hongos [3] y es capaz de causar enfermedades y la muerte en tanto humanos como otros animales. [4] El término 'micotoxina' generalmente se reserva para los productos químicos tóxicos producidos por hongos que colonizan fácilmente los cultivos. [5]
Ejemplos de micotoxinas que causan enfermedades en humanos y animales incluyen aflatoxina , citrinina , fumonisinas , ocratoxina A , patulina , tricotecenos , zearalenona y alcaloides del cornezuelo de centeno como la ergotamina . [6]
Una especie de moho puede producir muchas micotoxinas diferentes y varias especies pueden producir la misma micotoxina. [7]
Producción
La mayoría de los hongos son aeróbicos (usan oxígeno) y se encuentran en casi todas partes en cantidades extremadamente pequeñas debido al tamaño diminuto de sus esporas . Consumen materia orgánica donde la humedad y la temperatura son suficientes. Donde las condiciones son adecuadas, los hongos proliferan en colonias y los niveles de micotoxinas aumentan. La razón de la producción de micotoxinas aún no se conoce; no son necesarios para el crecimiento o desarrollo de los hongos. [8] Debido a que las micotoxinas debilitan al huésped receptor, pueden mejorar el entorno para una mayor proliferación de hongos. La producción de toxinas depende de los ambientes intrínsecos y extrínsecos circundantes y estas sustancias varían mucho en su toxicidad, dependiendo del organismo infectado y su susceptibilidad, metabolismo y mecanismos de defensa. [9]
Grupos principales
Las aflatoxinas son un tipo de micotoxina producida porespecies de hongos Aspergillus , como A. flavus y A. parasiticus . [10] El término general aflatoxina se refiere a cuatro tipos diferentes de micotoxinas producidas, que son B 1 , B 2 , G 1 y G 2 . [11] La aflatoxina B 1 , la más tóxica, es un potente carcinógeno y se ha relacionado directamente con efectos adversos para la salud, como el cáncer de hígado , en muchas especies animales. [10] Las aflatoxinas se asocian en gran medida con productos básicos producidos en los trópicos y subtrópicos , como el algodón , los cacahuetes , las especias , los pistachos y el maíz . [10] [11]
La ocratoxina es una micotoxina que se presenta en tres formas de metabolitos secundarios, A, B y C. Todos son producidos por lasespecies Penicillium y Aspergillus . Las tres formas difieren en que la ocratoxina B (OTB) es una forma no clorada de ocratoxina A (OTA) y que la ocratoxina C (OTC) es una forma de éster etílico de ocratoxina A. [12] Aspergillus ochraceus se encuentra como un contaminante de una amplia gama de productos básicos, incluidas bebidas como cerveza y vino. Aspergillus carbonarius es la principal especie que se encuentra en la fruta de la vid, que libera su toxina durante el proceso de elaboración del jugo. [13] La OTA ha sido etiquetada como carcinógena y nefrotoxina, y se ha relacionado con tumores en el tracto urinario humano, aunque la investigación en humanos está limitada por factores de confusión . [12] [13]
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 humanos como queso ( Penicillium camemberti ), sake, miso y salsa de soja ( Aspergillus oryzae ). La citrinina está asociada con la enfermedad del arroz amarillento en Japón y actúa como nefrotoxina en todas las especies animales probadas. [14] Aunque se asocia con muchos alimentos humanos ( trigo , arroz , maíz , cebada , avena , centeno y alimentos coloreados conpigmento Monascus ), se desconoce su significado total para la salud humana. La citrinina también puede actuar de forma sinérgica con la ocratoxina A para deprimir la síntesis de ARN en los riñones murinos. [15]
Los alcaloides del cornezuelo del centeno son compuestos producidos como una mezcla tóxica de alcaloides en los esclerocios de especies de Claviceps , que son patógenos comunes de varias especies de gramíneas. La ingestión de esclerocios del cornezuelo de centeno de cereales infectados, comúnmente en forma de pan producido a partir de harina contaminada, causa ergotismo , la enfermedad humana conocida históricamente como el fuego de San Antonio . Hay dos formas de ergotismo: gangrenoso, que afecta el 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 del centeno se han utilizado farmacéuticamente. [15]
La patulina es una toxina producida porlas especies fúngicas 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. [16] [17] Es destruido por elproceso de fermentación , por lo que no se encuentra en las bebidas de manzana, como la sidra . Aunque no se ha demostrado que la patulina sea carcinógena, se ha informado que daña el sistema inmunológico en animales. [16] En 2004, la Comunidad Europea estableció límites a las concentraciones de patulina en los productos alimenticios. Actualmente se encuentran en 50 μg / kg en todas las concentraciones de jugo de frutas, en 25 μg / kg en productos sólidos de manzana utilizados para consumo directo y en 10 μg / kg para productos de manzana para niños, incluido el jugo de manzana. [16] [17]
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 . [18] [19] 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 más fuertemente asociados con efectos tóxicos crónicos y fatales en animales y humanos; y zearalenona , que no se correlaciona con ningún efecto tóxico mortal en animales o seres humanos. Algunos de los otros tipos principales detoxinasde Fusarium incluyen: beauvercin y enniatins, butenolida , equisetin y fusarins . [20]
Ocurrencia
Aunque varios hongos silvestres contienen una variedad de venenos que son definitivamente metabolitos de hongos que causan problemas de salud notables para los humanos, se excluyen de manera bastante arbitraria de las discusiones sobre micotoxicología. En tales casos, la distinción se basa en el tamaño del hongo productor y la intención humana. [15] La exposición a micotoxinas es casi siempre accidental, mientras que en el caso de los hongos la identificación e ingestión inadecuadas que causan el envenenamiento por hongos es comúnmente el caso. La ingestión de hongos mal identificados que contienen micotoxinas puede provocar alucinaciones. La 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. [21] Los otros grupos de micotoxinas primarias que se encuentran en los hongos incluyen: orellanina, monometilhidrazina, tipo disulfiram, indoles alucinógenos, muscarínicos, isoxazol e irritantes específicos gastrointestinales (GI). [22] La mayor parte de este artículo trata sobre las micotoxinas que se encuentran en los microhongos distintos de los venenos de los hongos u hongos macroscópicos. [15]
En ambientes interiores
Los edificios son otra fuente de micotoxinas y las personas que viven o trabajan en áreas con moho aumentan sus posibilidades 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 la capacidad de crecer con un determinado requisito de actividad hídrica. Se ha vuelto difícil identificar la producción de micotoxinas por los mohos de interior para muchas variables, como (i) pueden estar enmascarados como derivados, (ii) están mal documentados y (iii) el hecho de que es probable que produzcan diferentes metabolitos en materiales de construcción. Algunas de las micotoxinas en el ambiente interior son producidas por Alternaria , Aspergillus (formas múltiples), Penicillium y Stachybotrys . [23] 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. [24] La infestación de S. chartarum en edificios que contienen placas de yeso, así como en las tejas del techo, es muy común y recientemente se ha convertido en un problema más reconocido. Cuando la placa de yeso se ha introducido repetidamente en la humedad, S. chartarum crece fácilmente en su cara de celulosa. [25] Esto enfatiza la importancia de los controles de humedad y la ventilación dentro de las casas residenciales y otros edificios. Los efectos negativos de las micotoxinas en la salud dependen de la concentración , la duración de la exposición y la sensibilidad del sujeto. Las concentraciones que se experimentan en un hogar, una oficina o una escuela normales a menudo son demasiado bajas para desencadenar una respuesta de salud en los ocupantes.
En la década de 1990, la preocupación pública por las micotoxinas aumentó después de asentamientos de hongos tóxicos multimillonarios . Las demandas se llevaron a cabo después de que un estudio del Centro para el Control de Enfermedades (CDC) en Cleveland, Ohio , informara una asociación entre las micotoxinas de las esporas de Stachybotrys y la hemorragia pulmonar en los bebés. Sin embargo, en 2000, basándose en revisiones internas y externas de sus datos, los CDC concluyeron que debido a fallas en sus métodos, la asociación no fue probada. Se ha demostrado que las esporas de Stachybotrys en estudios con animales causan hemorragia pulmonar, pero solo en concentraciones muy altas. [26]
Un estudio del Centro de Toxicología Integrativa de la Universidad Estatal de Michigan investigó las causas de las Enfermedades Relacionadas con Edificios Húmedos (DBRI). Descubrieron que Stachybotrys es posiblemente un factor importante que contribuye a DBRI. Hasta ahora, 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 del tricoteceno parece ser una causa subyacente de muchos de estos efectos adversos. Los hallazgos recientes indican que dosis más bajas (los estudios generalmente involucran dosis altas) pueden causar estos síntomas. [24]
Algunos toxicólogos han utilizado la medida de Concentración sin preocupación toxicológica (CoNTC) para representar la concentración de micotoxinas en el aire que se espera que no causen ningún peligro para los seres humanos (expuestos continuamente a lo largo de una vida útil 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 del CoNTC, sin embargo, los ambientes agrícolas tienen potencial para producir niveles mayores que el CoNTC. [27]
En la comida
Las micotoxinas pueden aparecer en la cadena alimentaria como resultado de una infección fúngica de los cultivos , ya sea al ser ingeridas directamente por los seres humanos o al utilizarse como alimento para el ganado.
En 2004, en Kenia, 125 personas murieron y casi 200 más fueron tratadas después de comer maíz contaminado con aflatoxinas . [28] Las muertes se asociaron principalmente con maíz de cosecha propia que no había sido tratado con fungicidas o secado adecuadamente antes del almacenamiento. Debido a la escasez de alimentos en ese momento, es posible que los agricultores hayan estado cosechando maíz antes de lo normal 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. [29] Se descubrió que el chile rojo, la pimienta negra y el jengibre seco eran las especias más contaminadas. [29]
Los métodos físicos para prevenir el crecimiento de hongos productores de micotoxinas o eliminar las toxinas de los alimentos contaminados incluyen el control de la temperatura y la humedad, la irradiación y el tratamiento fotodinámico. [30] Las micotoxinas también se pueden eliminar química y biológicamente utilizando agentes antifúngicos / antimicotoxinas y metabolitos antifúngicos de las plantas . [30]
En alimentos para animales
Los hongos dimórficos , que incluyen Blastomyces dermatitidis y Paracoccidioides brasiliensis , son agentes causantes conocidos de micosis sistémicas endémicas . [31]
Hubo brotes de alimentos para perros que contenían aflatoxinas en América del Norte a finales de 2005 y principios de 2006, [32] y nuevamente a finales de 2011. [33]
Las micotoxinas en el forraje para animales, particularmente el ensilaje , pueden disminuir el rendimiento de los animales de granja y potencialmente matarlos. [34] Varias micotoxinas reducen la producción de leche cuando son ingeridas por el ganado lechero . [34]
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 peligro especial. [35] [36] Se han informado numerosas apariciones naturales de micotoxinas en plantas medicinales y medicinas a base de hierbas en varios países, incluidos España, China, Alemania, India, Turquía y el Medio Oriente. [35] En un análisis de 2015 de suplementos dietéticos a base de plantas, las concentraciones más altas de micotoxinas se encontraron en los suplementos a base de cardo mariano , de hasta 37 mg / kg. [37]
Efectos en la salud
Algunos de los efectos sobre la salud que se encuentran en animales y humanos incluyen la muerte, enfermedades o problemas de salud identificables, sistemas inmunológicos debilitados sin especificidad para 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. [38] Se ha sugerido que las micotoxinas en los alimentos para animales almacenados son la causa de raros cambios de sexo fenotípicos en las gallinas que hacen que se vean y actúen como machos. [39] [40]
Inhumanos
Micotoxicosis es el término utilizado para el envenenamiento asociado con la exposición a micotoxinas. Las micotoxinas tienen el potencial de producir efectos agudos y crónicos en la salud por ingestión, contacto con la piel, [41] inhalación y penetración en el torrente sanguíneo y el sistema linfático. Inhiben la síntesis de proteínas, dañan los sistemas de macrófagos , inhiben el aclaramiento de partículas del pulmón y aumentan la sensibilidad a la endotoxina bacteriana. [25] Las pruebas de micotoxicosis se pueden realizar utilizando columnas de inmunoafinidad . [42]
Los síntomas de la micotoxicosis dependen del tipo de micotoxina; la concentración y duración de la exposición; así como la edad, la salud y el sexo del individuo expuesto. [15] Los efectos sinérgicos asociados con varios 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 el estado de enfermedad infecciosa puedan tener efectos combinados con las micotoxinas. [15]
Mitigación
Las micotoxinas resisten en gran medida la descomposición o la descomposición en la digestión, por lo que permanecen en la cadena alimentaria en la carne y los productos lácteos. Incluso los tratamientos de temperatura, como cocinar y congelar, no destruyen algunas micotoxinas. [43]
Eliminación
En la industria de piensos y alimentos se ha convertido en una práctica común añadir agentes aglutinantes de micotoxinas como montmorillonita o arcilla de bentonita para adsorber eficazmente las micotoxinas. [44] 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 por 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.
- Afirmación de la interacción química entre micotoxina y adsorbente.
- Datos probados in vivo con las principales micotoxinas
- Componente no tóxico y respetuoso con el medio ambiente.
Dado que no todas las micotoxinas pueden unirse a tales agentes, el último enfoque para el control de micotoxinas es la desactivación de micotoxinas. Mediante enzimas ( esterasa , de-epoxidasa ), levadura ( Trichosporon mycotoxinvorans ) o cepas bacterianas ( Eubacterium BBSH 797 desarrollada por Biomin ), se pueden reducir las micotoxinas 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 disolventes 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. [44]
Normativas
Muchas agencias internacionales están tratando de lograr la estandarización universal de los límites regulatorios para las micotoxinas. Actualmente, más de 100 países tienen regulaciones sobre micotoxinas en la industria de alimentos balanceados, en las cuales 13 micotoxinas o grupos de micotoxinas son motivo de preocupación. [45] El proceso de evaluación de una micotoxina regulada implica una amplia gama de pruebas en el laboratorio que incluyen extracción, limpieza de columnas [46] y técnicas de separación. [47] La mayoría de los reglamentos y métodos de control oficiales se basan en técnicas líquidas de alto rendimiento (por ejemplo, HPLC ) a través de organismos internacionales. [47] Se da a entender que cualquier reglamentación relativa a estas toxinas estará en coordinación con cualquier otro país con el que exista un acuerdo comercial. Muchos de los estándares para el análisis de rendimiento de métodos para micotoxinas son establecidos por el Comité Europeo de Normalización (CEN). [47] Sin embargo, hay que tener en cuenta que la evaluación científica del riesgo está comúnmente influenciada por la cultura y la política, lo que, a su vez, afectará las regulaciones comerciales de micotoxinas. [48]
Las micotoxinas de origen alimentario se estudiaron ampliamente en todo el mundo a lo largo del siglo XX. En Europa, los niveles legales de una variedad de micotoxinas permitidas en alimentos y piensos están establecidos por una variedad de directivas europeas y regulaciones de la CE . La Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos ha regulado y aplicado límites a las concentraciones de micotoxinas en las industrias de alimentos y piensos desde 1985. Es a través de varios programas de cumplimiento que la FDA monitorea estas industrias para garantizar que las micotoxinas se mantengan a un nivel práctico. Estos programas de cumplimiento toman muestras de productos alimenticios que incluyen maní y productos de maní, nueces de árbol, maíz y productos de maíz, semillas de algodón y leche. Todavía hay una falta de datos de vigilancia suficientes sobre algunas micotoxinas que se encuentran en los EE . UU. [49]
Ver también
- Crecimiento, evaluación y remediación de moho
Referencias
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El aumento en el uso de plantas medicinales puede conducir a un aumento en la ingesta de micotoxinas, por lo que la contaminación de las plantas medicinales con micotoxinas puede contribuir a problemas adversos para la salud humana y, por lo tanto, representa un peligro especial. Se han informado numerosas apariciones naturales de micotoxinas en plantas medicinales y hierbas medicinales tradicionales en varios países, incluidos España, China, Alemania, India, Turquía y también en Oriente Medio.
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Sin embargo, los contaminantes inevitables, incluidas las micotoxinas, en las hierbas y especias medicinales pueden causar serios problemas a los humanos a pesar de sus beneficios para la salud.
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Las concentraciones más altas de micotoxinas se encontraron en los suplementos a base de cardo mariano (hasta 37 mg / kg en la suma).
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enlaces externos
- Lista detallada e información sobre todas las micotoxinas de Aspergillus
- Microbiología de la alimentación animal