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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 causar enfermedades y muerte tanto en humanos como en otros animales. [5] [6] El término "micotoxina" generalmente se reserva para los productos químicos tóxicos producidos por hongos que colonizan fácilmente los cultivos. [7]

Entre los ejemplos de micotoxinas que causan enfermedades humanas y animales se incluyen la aflatoxina , la citrinina , las fumonisinas , la ocratoxina A , la patulina , los tricotecenos , la zearalenona y los 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 aeróbicos (utilizan oxígeno) y se encuentran casi en todas partes en cantidades extremadamente pequeñas debido al diminuto tamaño de sus esporas . Consumen materia orgánica donde la humedad y la temperatura son suficientes. Cuando las condiciones son adecuadas, los hongos proliferan en colonias y los niveles de micotoxinas se vuelven altos. La razón de la producción de micotoxinas aún no se conoce; no son necesarias para el crecimiento o el desarrollo de los hongos. [9] 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 entornos intrínsecos y extrínsecos circundantes y estas sustancias varían mucho 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 cáncer de hígado , en muchas especies animales. [11] Las aflatoxinas se asocian en gran medida con productos básicos producidos en los trópicos y subtrópicos , como algodón , maní , especias , pistachos y maíz . [11] [16] Según el USDA, "son probablemente las micotoxinas más conocidas y más investigadas en el 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] El Aspergillus ochraceus se encuentra como contaminante de una amplia gama de productos básicos, incluidas bebidas como la cerveza y el vino. El Aspergillus carbonarius es la principal especie que se encuentra en la vid, que libera su toxina durante el proceso de elaboración del jugo. [19] La OTA ha sido etiquetada como carcinógeno y nefrotoxina, 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 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 una nefrotoxina en todas las especies animales analizadas. [20] Aunque está asociada con muchos alimentos humanos ( trigo , arroz , maíz , cebada , avena , centeno y alimentos coloreados con pigmento Monascus ), se desconoce su significado total para la salud humana. La citrinina también puede actuar sinérgicamente con la ocratoxina A para deprimir la síntesis de ARN en los riñones murinos. [21]

Los alcaloides del cornezuelo 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 de cornezuelo de cereales infectados, comúnmente en forma de pan producido a partir de harina contaminada, causa ergotismo , la enfermedad humana históricamente conocida como Fuego de San Antonio . Hay dos formas de ergotismo: gangrenoso, que afecta el suministro de sangre a 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 farmacéuticamente. [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 por el proceso de fermentación y, por lo tanto, no se encuentra en bebidas de manzana, como la sidra . Aunque no se ha demostrado que la patulina sea cancerígena, se ha informado que daña el sistema inmunológico de los animales. [22] En 2004, la Comunidad Europea estableció límites a las concentraciones de patulina en productos alimenticios. Actualmente se encuentran en 50 μg/kg en todas las concentraciones de jugo de fruta, 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. [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, como: las fumonisinas , que afectan los sistemas nerviosos 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 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: eniatinas como beauvericina ), butenolida , equisetina y fusarinas . [26]

Aparición

Aunque varios hongos silvestres contienen una variedad de venenos que definitivamente son metabolitos fúngicos 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. [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 es el caso común. La ingestión de hongos mal identificados que contienen micotoxinas puede resultar en 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. [27] Los otros grupos primarios de micotoxinas que se encuentran en los hongos incluyen: orelanina , monometilhidrazina , similares al disulfiram, indoles alucinógenos, muscarínicos, isoxazol e irritantes gastrointestinales (GI) específicos. [28] La mayor parte de este artículo trata sobre las micotoxinas que se encuentran en microhongos distintos de los venenos de hongos o de 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 posibilidades de sufrir efectos adversos para la salud. Los mohos que crecen en edificios se pueden dividir en tres grupos: colonizadores primarios, secundarios y terciarios. Cada grupo se clasifica por la capacidad de crecer con un cierto requisito de actividad de agua. Se ha vuelto difícil identificar la producción de micotoxinas por mohos de interiores por 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 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 cultivados 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 placas 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 enfatiza la importancia de los controles de humedad y la ventilación dentro de las casas residenciales y otros edificios. Los efectos negativos para la salud de las micotoxinas son una función de la concentración , la duración de la exposición y las sensibilidades del sujeto. Las concentraciones experimentadas en una casa, oficina o 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 tras acuerdos multimillonarios por moho tóxico . Las demandas se produjeron después de que un estudio realizado por el Centro para el Control de Enfermedades (CDC) en Cleveland, Ohio , informara de 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, el CDC concluyó que debido a las fallas en sus métodos, la asociación no estaba demostrada. Se ha demostrado que las esporas de Stachybotrys en estudios con animales causan hemorragia pulmonar, pero solo en concentraciones muy altas. [32]

Un estudio del Centro de Toxicología Integrativa de la Universidad Estatal de Michigan investigó las causas de la enfermedad relacionada con la humedad en los edificios (DBRI, por sus siglas en inglés). Descubrieron que el Stachybotrys es posiblemente un factor contribuyente importante a la 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 por tricoteceno parece ser una causa subyacente de muchos de estos efectos adversos. Hallazgos recientes indican que dosis más bajas (los estudios suelen incluir dosis altas) pueden causar estos síntomas. [30]

Algunos toxicólogos han utilizado la medida de Concentración No Toxicológicamente Preocupante (CoNTC) para representar la concentración de micotoxinas en el aire que no se espera que causen peligro para los humanos (expuestos continuamente a lo largo de 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 potencial para producir niveles superiores a la CoNTC. [33]

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 humanos o al ser utilizadas como alimento para el ganado.

En 2004, en Kenia, 125 personas murieron y casi 200 más necesitaron tratamiento médico tras ingerir maíz contaminado con aflatoxina . [34] Las muertes se asociaron principalmente con maíz cultivado en casa que no había sido tratado con fungicidas o secado adecuadamente antes de su almacenamiento. Debido a la escasez de alimentos en ese momento, es posible que los agricultores hayan estado cosechando el maíz antes de lo normal para evitar robos en sus campos, de modo 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 se pueden eliminar química y biológicamente utilizando agentes antimicóticos/antimicotoxinas y metabolitos vegetales antimicóticos . [36]

En alimentos para animales

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

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

Las micotoxinas presentes en los forrajes animales, en particular el ensilado , pueden reducir 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 peligro especial. [41] [42] Se han notificado numerosas apariciones naturales de micotoxinas en plantas medicinales y medicinas a base de hierbas [43] [44] en varios países, incluidos España, China, Alemania, India, Turquía y Oriente Medio. [41] En un análisis de suplementos dietéticos a base de plantas de 2015, 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 sobre la salud que se han encontrado en animales y seres humanos incluyen la muerte, enfermedades identificables o problemas de salud, 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. [46] Se ha sugerido que las micotoxinas en los alimentos para animales almacenados son la causa de cambios sexuales fenotípicos raros en las gallinas que hacen que se vean y actúen como machos. [47] [48] El impacto de las micotoxinas en la salud puede ser "muy duro" y se puede clasificar en tres formas "como mutagénicas, carcinógenas y genotóxicas ". [49]

En los humanos

Micotoxicosis es el término utilizado para referirse a la intoxicación asociada con la exposición a micotoxinas. Las micotoxinas tienen el potencial de causar efectos agudos y crónicos sobre 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 de los pulmones y aumentan la sensibilidad a las endotoxinas bacterianas. [31] Las pruebas de micotoxicosis se pueden realizar utilizando 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, la 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 el estado de enfermedad infecciosa puedan tener efectos combinados con las micotoxinas. [21]

Mitigación

Las micotoxinas resisten en gran medida 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 alimentaria y de piensos, se ha convertido en una práctica habitual añadir agentes aglutinantes de micotoxinas, como montmorillonita o arcilla 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:

Como no todas las micotoxinas pueden unirse a dichos agentes, el último enfoque para el control de micotoxinas es la desactivación de micotoxinas. Por medio de enzimas ( esterasa , desepoxidasa), levadura ( Trichosporon mycotoxinvorans ) o cepas bacterianas ( Eubacteria BBSH 797 desarrollada por Biomin ), las micotoxinas se pueden reducir 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 efectivo contra el crecimiento de moho y la producción de toxinas. [53]

Reglamento

Muchas agencias internacionales están tratando de lograr la estandarización universal de los límites regulatorios para las micotoxinas. Actualmente, más de 100 países tienen regulaciones con respecto a las micotoxinas en la industria de alimentos, en la 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 en laboratorio que incluyen extracción, columnas de limpieza, [55] y técnicas de separación. [56] La mayoría de las regulaciones oficiales y métodos de control se basan en técnicas líquidas de alto rendimiento (por ejemplo, HPLC ) a través de organismos internacionales. [56] Se da a entender que cualquier regulación con respecto a 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 las micotoxinas son establecidos por el Comité Europeo de Normalización (CEN). [56] Sin embargo, se debe tener 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 se han estudiado ampliamente en todo el mundo durante el siglo XX. En Europa, los niveles legales de una serie de micotoxinas permitidos en los alimentos y piensos para animales están establecidos por una serie de 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 las industrias de alimentos y piensos desde 1985. Es a través de varios programas de cumplimiento que la FDA supervisa estas industrias para garantizar que las micotoxinas se mantengan en un nivel práctico. Estos programas de cumplimiento toman muestras de productos alimenticios como cacahuetes y productos derivados del cacahuete, frutos secos, maíz y productos derivados del maíz, semillas de algodón y leche. Todavía faltan datos de vigilancia suficientes sobre algunas micotoxinas presentes en los Estados Unidos [58].

Véase también

Referencias

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