La patulina es un compuesto orgánico clasificado como policétido . Recibe su nombre del hongo del que se aisló, Penicillium patulum . Es un polvo blanco soluble en agua ácida y en disolventes orgánicos . Es una lactona que es termoestable, por lo que no se destruye por pasteurización o desnaturalización térmica . [2] Sin embargo, la estabilidad después de la fermentación se reduce. [3] Es una micotoxina producida por una variedad de mohos, en particular, Aspergillus y Penicillium y Byssochlamys . Se encuentra más comúnmente en manzanas podridas , la cantidad de patulina en los productos de manzana generalmente se considera una medida de la calidad de las manzanas utilizadas en la producción. Además, se ha encontrado patulina en otros alimentos como granos, frutas y verduras. Su presencia está altamente regulada.
La patulina se biosintetiza a partir del ácido 6-metilsalicílico mediante múltiples transformaciones químicas. [4]
La isoepoxydon deshidrogenasa (IDH) es una enzima importante en la biosíntesis de múltiples pasos de la patulina. Su gen está presente en otros hongos que pueden producir la toxina. [5] Es reactiva con dióxido de azufre , por lo que los agentes antioxidantes y antimicrobianos pueden ser útiles para destruirla. [6] Los niveles de nitrógeno, manganeso y pH, así como la abundancia de enzimas necesarias, regulan la vía biosintética de la patulina. [5]
La patulina se utilizó originalmente como antibiótico contra bacterias grampositivas y gramnegativas, pero después de varios informes de toxicidad, ya no se utiliza con ese fin. [7] Aislada por Nancy Atkinson en 1943, se probó específicamente para su uso contra el resfriado común. [7] La patulina se utiliza como inhibidor de la absorción de potasio en aplicaciones de laboratorio. [2] Kashif Jilani y sus colaboradores informaron que la patulina estimula la muerte suicida de los eritrocitos en concentraciones fisiológicas. [8]
Con frecuencia, la patulina se encuentra en manzanas y productos de manzana, como jugos, mermeladas y sidras. También se ha detectado en otras frutas, incluidas cerezas, arándanos, ciruelas, plátanos, fresas y uvas. [6] El crecimiento de hongos que conduce a la producción de patulina es más común en frutas dañadas. [9] La patulina también se ha detectado en granos como cebada, trigo, maíz y sus productos procesados, así como en mariscos. [6] [10] [ cita completa requerida ] La ingesta dietética de patulina a partir del jugo de manzana se ha estimado entre 0,03 y 0,26 μg por kg de peso corporal por día en varios grupos de edad y poblaciones. [11] Se estima que el contenido de patulina en el jugo de manzana es inferior a 10-15 μg/L. [11] Varios estudios han analizado comparaciones entre la cosecha orgánica y convencional de manzanas y los niveles de contaminación por patulina. [12] [13] [14] Por ejemplo, un estudio mostró que el 0,9% de los niños que bebían jugo de manzana orgánico excedían la ingesta diaria tolerable (IDT) de patulina. [15] [ cita completa necesaria ] Un artículo reciente describió la detección de patulina en cepas marinas de Penicillium, lo que indica un riesgo potencial en el consumo de mariscos. [10]
Un NOAEL subagudo en roedores de 43 μg/kg de peso corporal, así como estudios de genotoxicidad, fueron los principales motivos para establecer límites para la exposición a la patulina, aunque también existe una variedad de otros tipos de toxicidad. [3]
Aunque no es una toxina particularmente potente, la patulina es genotóxica . Algunos teorizan que puede ser un carcinógeno, aunque los estudios en animales no han sido concluyentes. [16] La patulina ha demostrado propiedades antimicrobianas contra algunos microorganismos. [1] Varios países han instituido restricciones de patulina en productos de manzana. La Organización Mundial de la Salud recomienda una concentración máxima de 50 μg/L en jugo de manzana. [17] En la Unión Europea, el límite también se establece en 50 microgramos por kilogramo (μg/kg) en jugo de manzana y sidra, en 25 μg/kg en productos sólidos de manzana y en 10 μg/kg en productos para bebés y niños pequeños. Estos límites entraron en vigor el 1 de noviembre de 2003. [18] [ cita completa requerida ]
La patulina es tóxica principalmente por su afinidad con los grupos sulfhidrilo (SH), lo que produce la inhibición de las enzimas. La LD50 oral en modelos de roedores ha oscilado entre 20 y 100 mg/kg. [3] En aves de corral, se ha informado que el rango de LD50 oral oscila entre 50 y 170 mg/kg. [5] Otras vías de exposición son más tóxicas, pero es menos probable que se produzcan. Los principales hallazgos de toxicidad aguda incluyen problemas gastrointestinales, neurotoxicidad (es decir, convulsiones), congestión pulmonar y edema . [3]
Los estudios en ratas mostraron una disminución del peso y cambios en la función gástrica, intestinal y renal, mientras que las dosis repetidas conducen a neurotoxicidad. También se informó toxicidad reproductiva en machos. [5] Se observó un NOAEL en roedores de 43 μg/kg de peso corporal. [3]
La OMS concluyó que la patulina es genotóxica basándose en datos variables de genotoxicidad , sin embargo la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC) la considera un carcinógeno del grupo 3 ya que los datos no fueron concluyentes. [3]
La patulina disminuyó el recuento de espermatozoides y alteró la morfología de los espermatozoides en la rata. [19] Además, provocó el aborto de camadas F1 en ratas y ratones después de la inyección intraperitoneal. [5] También se informó embriotoxicidad y teratogenicidad en huevos de pollo. [5]
En varios estudios realizados con animales e incluso con humanos se ha demostrado que la patulina es inmunotóxica . Algunos de los resultados observados son una reducción de la secreción de citocinas, un aumento de la oxidación en los macrófagos, un aumento de los linfocitos T esplénicos y un aumento de la cantidad de neutrófilos . [5] Sin embargo, no es probable que la exposición a la dieta altere la respuesta inmunitaria. [6]
Aunque hay muy pocos casos reportados y datos epidemiológicos, la FDA ha establecido un límite de acción de 50 ppb en la sidra debido a su potencial carcinogenicidad y otros efectos adversos reportados. [3] En humanos, se probó como un antiviral intranasal para su uso contra el resfriado común con pocos efectos adversos significativos , pero también tuvo un efecto beneficioso insignificante o nulo. [7]
La exposición a la patulina se puede controlar con éxito siguiendo buenas prácticas agrícolas, como eliminar el moho, lavar y no utilizar manzanas podridas o dañadas para hornear, enlatar o producir jugo. [3] [9]
A NOSOTROS
La FDA fijó la ingesta diaria tolerable provisional (IDTP) de patulina en 0,43 μg/kg de peso corporal [3] basándose en un NOAEL de 0,3 mg/kg de peso corporal por semana. [3] Se realizó un análisis de Monte Carlo en jugo de manzana para comparar la exposición y la ITPTP. Sin controles ni un límite de acción, el percentil 90 de los consumidores no estaría por encima de la ITPTP. Sin embargo, la concentración en niños de 1 a 2 años sería tres veces más alta que la ITPDP, de ahí un límite de acción de 50 μg/kg. [3]
OMS
La Organización Mundial de la Salud recomienda una concentración máxima de 50 μg/L en el jugo de manzana. [17]
UE
La Unión Europea (UE) ha establecido un límite máximo de 50 μg/kg para los zumos y bebidas de frutas, mientras que los productos sólidos a base de manzana tienen un límite de 25 μg/kg. En el caso de determinados alimentos destinados a los lactantes, se aplica un límite aún más bajo de 10 μg/kg.
Para comprobar la contaminación por patulina, se han empleado diversos métodos y métodos de preparación de muestras, entre ellos la cromatografía de capa fina (TLC), la cromatografía de gases (GC), la cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) y la electroforesis capilar . [20]