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Aflatoxin

Estructura química de la aflatoxina B 1

Las aflatoxinas son diversos carcinógenos y mutágenos venenosos que son producidos por ciertos mohos , particularmente las especies de Aspergillus , principalmente por Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus . Según el USDA , "son probablemente las micotoxinas más conocidas y más investigadas en el mundo". [1] Los hongos crecen en el suelo, la vegetación en descomposición y varios alimentos básicos y productos básicos como heno, maíz , maní , café , trigo , mijo , sorgo , mandioca , arroz , chiles , semillas de algodón , nueces , semillas de sésamo , semillas de girasol y varios granos de cereales y semillas oleaginosas. En resumen, los hongos relevantes crecen en casi cualquier cultivo o alimento. Cuando dichos alimentos contaminados se procesan o consumen, las aflatoxinas ingresan al suministro general de alimentos. Se han encontrado tanto en alimentos para mascotas como para humanos, así como en materias primas para animales agrícolas. Los animales alimentados con alimentos contaminados pueden pasar los productos de transformación de las aflatoxinas a la leche, los productos lácteos y la carne. [2] Por ejemplo, se sospecha que el alimento para aves de corral contaminado es la fuente de carne de pollo y huevos contaminados con aflatoxinas en Pakistán. [3]

Los niños son particularmente vulnerables a la exposición a las aflatoxinas, que están vinculadas a la supresión inmunológica , retraso en el crecimiento , [4] retraso en el desarrollo, [5] aflatoxicosis, [6] deterioro de los alimentos y cáncer de hígado . Algunos estudios han informado de una asociación entre el retraso en el crecimiento infantil y la exposición a las aflatoxinas, aunque este vínculo no se ha detectado de forma consistente en todos los estudios. [7] [8] [9] [10] Además, los estudios epidemiológicos aún no han demostrado de forma concluyente una relación causal entre el retraso en el crecimiento infantil y la exposición a las aflatoxinas, aunque dichas investigaciones están en marcha. [11] [12] [13] Los adultos tienen una mayor tolerancia a la exposición, pero también corren riesgo. No se sabe que ninguna especie animal sea inmune. Las aflatoxinas se encuentran entre las sustancias más cancerígenas conocidas. [14] Después de entrar en el cuerpo, las aflatoxinas pueden ser metabolizadas por el hígado a un intermedio epóxido reactivo o hidroxiladas para convertirse en la aflatoxina M 1 menos dañina .

La intoxicación por aflatoxina suele producirse por ingestión, pero el compuesto de aflatoxina más tóxico, B 1 , puede penetrar a través de la piel. [15]

Los niveles de acción de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) para la aflatoxina presente en alimentos o piensos son de 20 a 300 ppb . [16] La FDA ha tenido ocasión de declarar retiradas de alimentos para humanos y mascotas como medida de precaución para prevenir la exposición.

El término "aflatoxina" se deriva del nombre de la especie Aspergillus flavus , en la que se descubrieron por primera vez algunos de los compuestos. Una nueva enfermedad con características desconocidas se identificó en Inglaterra durante los años 1950 y 1960, que aumentó la mortalidad de los pavos. Más tarde, en 1960, la aflatoxina fue reconocida en Inglaterra como un agente causal de la misteriosa enfermedad "X " del pavo que causa una mortalidad excesiva en los pavitos. [17] Las aflatoxinas forman uno de los principales grupos de micotoxinas , y aparte de Aspergillus flavus, varios miembros del grupo de compuestos se encuentran en especies como Aspergillus parasiticus , Aspergillus pseudocaelatus , Aspergillus pseudonomius y Aspergillus nomius . [18]

Tipos principales y sus metabolitos

La aflatoxina B 1 se considera la más tóxica y la producen tanto Aspergillus flavus como Aspergillus parasiticus . La aflatoxina M 1 está presente en el caldo de fermentación de Aspergillus parasiticus , pero ésta y la aflatoxina M 2 también se producen cuando un hígado infectado metaboliza la aflatoxina B 1 y B 2 .

AFM, AFQ y AFL conservan la posibilidad de convertirse en epóxido, pero parecen mucho menos capaces de causar mutagénesis que la toxina no metabolizada. [22]

Condiciones de contaminación

Las aflatoxinas son producidas tanto por Aspergillus flavus como por Aspergillus parasiticus , que son formas comunes de mohos "maleza" muy extendidos en la naturaleza. La presencia de estos mohos no siempre indica que existan niveles nocivos de aflatoxina, pero sí indica un riesgo significativo. Los mohos pueden colonizar y contaminar los alimentos antes de la cosecha o durante el almacenamiento, especialmente después de una exposición prolongada a un ambiente con alta humedad o a condiciones estresantes como la sequía. La contaminación por aflatoxinas está aumentando en cultivos como el maíz como resultado del cambio climático que crea mejores condiciones para estos mohos. [23] [24]

El hábitat nativo de Aspergillus es el suelo, la vegetación en descomposición, el heno y los granos en deterioro microbiológico, pero invade todo tipo de sustratos orgánicos siempre que las condiciones sean favorables para su crecimiento. Las condiciones favorables para la producción de aflatoxinas incluyen un alto contenido de humedad (al menos 7%) y temperaturas de 55 a 104 °F (13 a 40 °C) [óptimo 27 a 30 °C (81 a 86 °F)]. [25] [26] Se han aislado aflatoxinas de los principales cultivos de cereales y de fuentes tan diversas como la mantequilla de maní y el cannabis. Los productos básicos contaminados regularmente con aflatoxinas incluyen la yuca, los chiles, el maíz, las semillas de algodón, el mijo, los cacahuetes, el arroz, el sorgo, las semillas de girasol, los frutos secos, el trigo y una variedad de especias destinadas al consumo humano o animal. Los productos de transformación de las aflatoxinas a veces se encuentran en los huevos, los productos lácteos y la carne cuando los animales se alimentan con granos contaminados. [2] [27]

Un estudio realizado en Kenia y Malí concluyó que las prácticas predominantes de secado y almacenamiento del maíz eran inadecuadas para minimizar la exposición a las aflatoxinas. [28]

Los cultivos orgánicos, que no son tratados con fungicidas , pueden ser más susceptibles a la contaminación con aflatoxinas. [29]

A la derecha, brillo emitido por las aflatoxinas bajo luz ultravioleta. A la izquierda, la misma fruta bajo luz natural.

Prevención

Un medio principal para limitar el riesgo de las aflatoxinas en el suministro de alimentos es la higiene alimentaria en la cadena de suministro de productos comerciales, como rechazar el grano mohoso para su uso en plantas de procesamiento de alimentos y analizar los lotes de ingredientes para detectar los niveles de aflatoxina antes de agregarlos a la mezcla. Los organismos reguladores, como la FDA, establecen límites a los niveles aceptables. El propio secado del grano , que es necesario para la cosecha viable con cosechadoras en muchas regiones , sienta las bases para este esfuerzo al evitar que el grano almacenado esté demasiado húmedo en primer lugar.

Hay evidencia muy limitada que demuestra que la educación agrícola y nutricional puede reducir la exposición a las aflatoxinas en países de ingresos bajos y medios. [30]

Patología

No se conoce ninguna especie animal inmune a los efectos tóxicos agudos de las aflatoxinas. Los adultos tienen una alta tolerancia a la exposición a las aflatoxinas y rara vez sufren aflatoxicosis aguda [31] , pero los niños se ven especialmente afectados y su exposición puede provocar retraso en el crecimiento y el desarrollo, además de todos los síntomas mencionados a continuación [5] .

La exposición a niveles elevados de aflatoxina produce una necrosis hepática aguda (aflatoxicosis aguda), que posteriormente da lugar a cirrosis o carcinoma hepático . La insuficiencia hepática aguda se manifiesta por hemorragia , edema , alteración de la digestión, cambios en la absorción y/o metabolismo de nutrientes y cambios mentales y/o coma . [31]

La exposición crónica y subclínica no produce síntomas tan dramáticos como la aflatoxicosis aguda. La exposición crónica aumenta el riesgo de desarrollar cáncer de hígado y vesícula biliar, [32] ya que los metabolitos de la aflatoxina pueden intercalarse en el ADN y alquilar las bases a través de su fracción epóxido . Se cree que esto causa mutaciones en el gen p53 , un gen importante en la prevención de la progresión del ciclo celular cuando hay mutaciones del ADN, o en la señalización de la apoptosis (muerte celular programada). Estas mutaciones parecen afectar a algunas ubicaciones de pares de bases más que a otras, por ejemplo, la tercera base del codón 249 del gen p53 parece ser más susceptible a las mutaciones mediadas por la aflatoxina que las bases cercanas. [33] Al igual que con otros agentes alquilantes del ADN, la aflatoxina B 1 puede causar supresión inmunológica, y la exposición a ella se asocia con un aumento de la carga viral en individuos VIH positivos. [34] [35]

La manifestación de enfermedades relacionadas con las aflatoxinas está influida por factores como la especie, la edad, la nutrición, el sexo y la posibilidad de exposición simultánea a otras toxinas. El principal órgano diana en los mamíferos es el hígado, por lo que la aflatoxicosis es principalmente una enfermedad hepática. Las condiciones que aumentan la probabilidad de aflatoxicosis en los seres humanos incluyen la disponibilidad limitada de alimentos, las condiciones ambientales que favorecen el crecimiento de moho en los alimentos y la falta de sistemas reguladores para el seguimiento y control de las aflatoxinas. [36]

Una dieta regular que incluya verduras apiáceas , como zanahorias , chirivías , apio y perejil , puede reducir los efectos cancerígenos de la aflatoxina. [37]

No existe un antídoto específico para la aflatoxicosis. El tratamiento sintomático y de apoyo adaptado a la gravedad de la enfermedad hepática puede incluir líquidos intravenosos con dextrosa, vitamina K activa, vitaminas B y una dieta restringida en proteínas, pero de alta calidad, con un contenido adecuado de carbohidratos.

En otros animales

En los perros, la aflatoxina puede provocar enfermedades hepáticas. La exposición a niveles bajos de aflatoxina requiere un consumo continuo durante varias semanas o meses para que aparezcan los signos de disfunción hepática. [38] Algunos artículos han sugerido que el nivel tóxico en la comida para perros es de 100 a 300 ppb y que se requiere una exposición o consumo continuo durante algunas semanas o meses para desarrollar aflatoxicosis. [39] No hay información disponible que sugiera que los perros recuperados sucumban más tarde a una enfermedad inducida por aflatoxina.

Los pavos son extremadamente susceptibles a la aflatoxicosis. Estudios recientes han revelado que esto se debe al eficiente metabolismo de la aflatoxina B1 mediado por el citocromo P450 en el hígado de los pavos y a una deficiente desintoxicación mediada por la glutatión-S-transferasa . [40] [41]

Algunos estudios en hámsteres preñados mostraron una relación significativa entre la exposición a la aflatoxina B 1 (4 mg/kg, dosis única) y la aparición de anomalías del desarrollo en sus crías. [42]

En 2005, Diamond Pet Foods descubrió aflatoxina en un producto fabricado en sus instalaciones de Gaston, Carolina del Sur . [43] [44] En 23 estados, Diamond retiró voluntariamente del mercado 19 productos formulados con maíz y fabricados en las instalaciones de Gaston. Las pruebas de más de 2700 muestras de productos terminados realizadas por laboratorios confirmaron que solo dos códigos de fecha de dos fórmulas para perros adultos tenían el potencial de ser tóxicos. [45]

En diciembre de 2020 y enero de 2021, Midwestern Pet Foods retiró del mercado alimentos para perros que contenían niveles letales de aflatoxina. [46] Hasta el 12 de enero de 2021, 70 perros habían muerto por intoxicación con aflatoxina . [47]

Esquema que resume las principales vías de contaminación/exposición a AFB1 y AFM1 y sus efectos adversos para la salud humana.

Detección en humanos

Hay dos técnicas principales que se han utilizado con mayor frecuencia para detectar los niveles de aflatoxina en humanos.

El primer método consiste en medir el aducto de AFB 1 - guanina en la orina de los sujetos. La presencia de este producto de degradación indica exposición a la aflatoxina B 1 durante las últimas 24 horas. Sin embargo, esta técnica mide solo la exposición reciente. Debido a la vida media de este metabolito, el nivel de AFB 1 -guanina medido puede variar de un día para otro, en función de la dieta, por lo que no es ideal para evaluar la exposición a largo plazo.

Otra técnica que se ha utilizado es la medición del nivel de aducto de albúmina AFB 1 en el suero sanguíneo. Este enfoque proporciona una medida más integrada de la exposición a lo largo de varias semanas o meses.

Lista de brotes

Cronología de la aflatoxina desde 1960 hasta 2021

Se han identificado fuentes internacionales de mantequilla de maní comercial , aceites de cocina (por ejemplo, aceite de oliva , de maní y de sésamo ) y cosméticos contaminados con aflatoxina. [48] [49] [50] En algunos casos, la cromatografía líquida - espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) y otros métodos analíticos revelaron que entre el 48% y el 80% de las muestras de productos seleccionados contenían cantidades detectables de aflatoxina. En muchos de estos productos alimenticios contaminados, la aflatoxina excedía los límites seguros de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) u otra agencia reguladora. [49] [50] [51]

Véase también

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