La micotoxicología es la rama de la micología que se centra en analizar y estudiar las toxinas producidas por los hongos , conocidas como micotoxinas . [1] En la industria alimentaria es importante adoptar medidas que mantengan los niveles de micotoxinas lo más bajos posibles, especialmente aquellas que son termoestables. Estos compuestos químicos son el resultado del metabolismo secundario iniciado en respuesta a señales ambientales o de desarrollo específicas. Esto incluye el estrés biológico del medio ambiente, como la disminución de nutrientes o la competencia por los disponibles. Bajo esta vía secundaria el hongo produce una amplia gama de compuestos con el fin de obtener algún nivel de ventaja, como incrementar la eficiencia de los procesos metabólicos para obtener más energía con menos alimento, o atacar a otros microorganismos y poder utilizar sus restos como fuente de alimento.
Las micotoxinas son producidas por hongos y son tóxicas para los vertebrados y otros grupos animales en bajas concentraciones. Los metabolitos fúngicos de bajo peso molecular, como el etanol, que son tóxicos solo en altas concentraciones, no se consideran micotoxinas. Los venenos de hongos son metabolitos fúngicos que pueden causar enfermedades y muerte en humanos y otros animales; se excluyen de manera bastante arbitraria de las discusiones sobre micotoxicología. Los mohos producen micotoxinas; los hongos y otros hongos macroscópicos producen venenos de hongos. La distinción entre una micotoxina y un veneno de hongos se basa no solo en el tamaño del hongo productor, sino también en la intención humana. La exposición a micotoxinas es casi siempre accidental. En contraste, con la excepción de las víctimas de unos pocos asesinos micológicos expertos, los venenos de hongos generalmente son ingeridos por cazadores de hongos aficionados que han recolectado, cocinado y comido lo que se identificó erróneamente como una especie inofensiva y comestible. [2]
Las micotoxinas son difíciles de definir y también son muy difíciles de clasificar. Las micotoxinas tienen diversas estructuras químicas, orígenes biosintéticos, una miríada de efectos biológicos y producen numerosas especies de hongos diferentes. La clasificación generalmente refleja la formación del categorizador y no se adhiere a ningún sistema establecido. Los médicos suelen ordenar las micotoxinas según el órgano al que afectan. Las micotoxinas se pueden clasificar como nefrotoxinas, hepatoxinas, inmunotoxinas, neurotoxinas, etc. Los grupos genéricos creados por los biólogos celulares son teratógenos, mutágenos, alérgenos y carcinógenos. Los químicos orgánicos han intentado clasificarlos por sus estructuras químicas (p. ej., lactonas, cumarinas); los bioquímicos según sus orígenes biosintéticos (policétidos, derivados de aminoácidos, etc.); Los médicos clasifican a los hongos por las enfermedades que causan (por ejemplo, el fuego de San Antonio, la estaquibotriotoxicosis) y los micólogos por los hongos que los producen (por ejemplo, las toxinas de Aspergillus, las toxinas de Penicillium). Ninguna de estas clasificaciones es completamente satisfactoria. La aflatoxina, por ejemplo, es una toxina de Aspergillus hepatotóxica, mutagénica, cancerígena, que contiene difurano y es derivada de policétidos. La zearalenona es un metabolito de Fusarium con potente actividad estrogénica; por lo tanto, además de ser llamada (probablemente erróneamente) micotoxina, también ha sido etiquetada como fitoestrógeno, micoestrógeno y promotor del crecimiento. [3]
Citrinina : La citrinina se aisló por primera vez de Penicillium citrinum antes de la Segunda Guerra Mundial; [4] posteriormente, se identificó en más de una docena de especies de Penicillium y varias especies de Aspergillus (por ejemplo, Aspergillus terreus y Aspergillus niveus), incluidas ciertas cepas de Penicillium camemberti (utilizadas para producir queso) y Aspergillus oryzae (utilizadas para producir sake, miso y salsa de soja). [5] Más recientemente, la citrinina también se ha aislado de Monascus ruber y Monascus purpureus, especies industriales utilizadas para producir pigmentos rojos. [6]
Aflatoxinas : Las aflatoxinas se aislaron y caracterizaron después de que la muerte de más de 100.000 pavos ( enfermedad del pavo X ) se rastreara hasta el consumo de una harina de cacahuete contaminada con moho. [7] [8] Las cuatro aflatoxinas principales se denominan B1, B2, G1 y G2 en función de su fluorescencia bajo luz ultravioleta (azul o verde) y su movilidad cromatográfica relativa durante la cromatografía de capa fina. La aflatoxina B1 es el carcinógeno natural más potente conocido [9] y suele ser la principal aflatoxina producida por cepas toxigénicas. También es la más estudiada: en un gran porcentaje de los artículos publicados, el término aflatoxina puede interpretarse como aflatoxina B1. Sin embargo, se han descrito más de una docena de otras aflatoxinas (por ejemplo, P1, Q1, B2a y G2a), especialmente como productos de biotransformación de los principales metabolitos en mamíferos. [10] El libro clásico Aflatoxin: Scientific Background, Control, and Implications, publicado en 1969, sigue siendo un recurso valioso para revisar la historia, la química, la toxicología y las implicaciones agrícolas de la investigación sobre las aflatoxinas.
Fumonisinas : Las fumonisinas se describieron y caracterizaron por primera vez en 1988. [11] El miembro de la familia que se produce con mayor abundancia es la fumonisina B1. Se cree que se sintetizan por condensación del aminoácido alanina en un precursor derivado del acetato. [12] Las fumonisinas son producidas por varias especies de Fusarium, en particular Fusarium verticillioides (anteriormente Fusarium moniliforme = Gibberella fujikuroi), Fusarium proliferatum y Fusarium nygamai, así como Alternaria alternata f. sp. lycopersici. [13] [14] Estos hongos son taxonómicamente desafiantes, con una nomenclatura compleja y que cambia rápidamente que ha desconcertado a muchos no micólogos (y también a algunos micólogos). [15] [16] La especie de mayor importancia económica es Fusarium verticillioides, que crece como endófito del maíz tanto en los tejidos vegetativos como reproductivos, a menudo sin causar síntomas de enfermedad en la planta. Sin embargo, cuando las condiciones climáticas, el daño de los insectos y el genotipo de planta y hongo apropiado están presentes, puede causar tizón de las plántulas, pudrición del tallo y pudrición de la mazorca. [17] Fusarium verticillioides está presente en prácticamente todas las muestras de maíz. [18] La mayoría de las cepas no producen la toxina, por lo que la presencia del hongo no significa necesariamente que también esté presente la fumonisina. [19] Aunque es fitotóxica, la fumonisina B1 no es necesaria para la patogénesis de la planta. [20] [21]
Ocratoxina : La ocratoxina A fue descubierta como un metabolito de Aspergillus ochraceus en 1965 durante un gran análisis de metabolitos fúngicos que fue diseñado específicamente para identificar nuevas micotoxinas. [22] Poco después, fue aislada de una muestra comercial de maíz en los Estados Unidos [23] y reconocida como una potente nefrotoxina. Se han encontrado miembros de la familia de la ocratoxina como metabolitos de muchas especies diferentes de Aspergillus, incluyendo Aspergillus alliaceus, Aspergillus auricomus, Aspergillus carbonarius, Aspergillus glaucus, Aspergillus melleus y Aspergillus niger. [24] [25] [26] Debido a que Aspergillus niger se usa ampliamente en la producción de enzimas y ácido cítrico para consumo humano, es importante asegurar que las cepas industriales no sean productoras. [27] [28] Aunque algunos informes tempranos implicaban varias especies de Penicillium, ahora se cree que Penicillium verrucosum, un contaminante común de la cebada, es el único productor confirmado de ocratoxina en este género. [29] [30] Sin embargo, muchas revisiones de micotoxinas reiteran listas de especies erróneas.
Patulina : La patulina, 4-hidroxi-4H-furo[3,2c]piran-2(6H)-ona, es producida por muchos mohos diferentes, pero se aisló por primera vez como principio activo antimicrobiano durante la década de 1940 a partir de Penicillium patulum (más tarde llamado Penicillium urticae, ahora Penicillium griseofulvum). El mismo metabolito también se aisló de otras especies y se le dieron los nombres de clavacina, claviformina, expansina, micoin c y penicidina. [31] Una serie de estudios iniciales se dirigieron a aprovechar su actividad antibiótica. Por ejemplo, se probó como un aerosol para la nariz y la garganta para tratar el resfriado común y como ungüento para tratar las infecciones fúngicas de la piel [32] Sin embargo, durante la década de 1950 y 1960, se hizo evidente que, además de su actividad antibacteriana, antiviral y antiprotozoaria, la patulina era tóxica tanto para las plantas como para los animales, lo que impidió su uso clínico como antibiótico. Durante la década de 1960, la patulina fue reclasificada como micotoxina.
Tricotecenos : Los tricotecenos constituyen una familia de más de sesenta metabolitos sesquiterpenoides producidos por varios géneros de hongos, entre ellos Fusarium, Myrothecium, Phomopsis, Stachybotrys, Trichoderma, Trichothecium y otros. [33] [34] [35] El término tricoteceno se deriva de tricotecina, que fue uno de los primeros miembros de la familia identificados. Todos los tricotecenos contienen un esqueleto común de 12,13-epoxitricoteno y un enlace olefínico con varias sustituciones de cadena lateral. Se encuentran comúnmente como contaminantes de alimentos y piensos, y el consumo de estas micotoxinas puede provocar hemorragia alimentaria y vómitos; el contacto directo causa dermatitis. [36] [37] [38]
Zearalenona : La zearalenona (lactona del ácido 6-[10-hidroxi-6-oxo-trans-1-undecenil]-B-resorcíclico), un metabolito secundario de Fusarium graminearum (teleomorfo Gibberella zeae) recibió el nombre trivial de zearalenona como una combinación de G. zeae, lactona del ácido resorcíclico, -eno (por la presencia del doble enlace C-1′ a C-2) y -uno, por la cetona C-6′. [39] Casi simultáneamente, un segundo grupo aisló, cristalizó y estudió las propiedades metabólicas del mismo compuesto y lo denominó F-2. [40] [41] Gran parte de la literatura temprana utiliza zearalenona y F-2 como sinónimos; la familia de análogos se conoce como zearalenonas y toxinas F-2, respectivamente. Tal vez debido a que el trabajo original sobre estos macrólidos fúngicos coincidió con el descubrimiento de las aflatoxinas, los capítulos sobre la zearalenona se han convertido en un elemento fijo en las monografías sobre micotoxinas (véase, por ejemplo, Mirocha y Christensen [42] y Betina [43] ). Sin embargo, la palabra toxina es casi con certeza un nombre inapropiado porque la zearalenona, aunque biológicamente potente, no es tóxica; más bien, se parece lo suficiente al 17β-estradiol, la principal hormona producida por el ovario humano, como para permitirle unirse a los receptores de estrógeno en las células diana de los mamíferos [44]. La zearalenona se clasifica mejor como un estrógeno no esteroide o micoestrógeno. A veces se la llama fitoestrógeno. Para las relaciones estructura-actividad de la zearalenona y sus análogos, véase Hurd [45] y Shier. [46]
