Micotoxinas. Impacto en la producción y salud humana y animal.

RUBINSTEIN HÉCTOR RAMÓN

Narvaja

Lugar: Córdoba; Año: 2006 p. 272

987-530-068-3

Las micotoxinas son producidas por hongos filamentosos, definidas como metabolitos secundarios que no tienen participación en el desarrollo del hongo. Ejemplo de micotoxinas de mayor importancia en la salud pública y con significación agronómica, incluyen: aflatoxinas (AF), ocratoxinas (OTA), fumonisinas (FB),  tricotecenos, zearalenona (ZEN), toxinas tremorgénicas y alcaloides del cornezuelo de centeno. Estas toxinas ocasionan pérdidas anuales de millones de dólares en el mundo, aplicados a la salud pública y a la desvalorización de los productos agrícolas. Un conjunto de factores influye en el enmohecimiento de materias primas y alimentos con la consiguiente producción de toxinas. Estos incluyen condiciones climáticas, de almacenamiento, susceptibilidad a la infección de las especies vegetales empleadas en los cultivos, y también la agresividad de las especies de hongos comprometidas en la colonización fúngica. Parte de estos factores son controlables por el hombre. Las micotoxinas atraen significativamente la atención del mundo a causa de las pérdidas económicas asociadas con su impacto en la salud humana y productividad animal, afectando el comercio nacional e internacional. Se ha estimado, por ejemplo, que las pérdidas anuales en USA y Canadá debido al impacto de las micotoxinas sobre la producción de pienso e industrias ganaderas son del orden de U$S 5 billones. La Unión Europea ha introducido una Reglamentación (EC, N° 1525/98) que determina niveles máximos de AF permitidos en nueces comestibles, fruto seco, cereales y leche; y una reglamentación similar sobre niveles máximos permitidos para OTA en una variedad de alimentos que incluye cereales. Las medidas de control y prevención que surjan del proyecto permitirán estar en mejor posición para adherirse a las directivas de la UE. Las reglamentaciones internacionales regulan estrictamente los niveles permitidos de estos contaminantes con un impacto significativo en las actividades del comercio internacional, implicando a productores y proveedores. Consecuentemente hay una urgente necesidad de llevar adelante procedimientos que controlen la biosíntesis de las micotoxinas a través del sistema de producción de alimentos. La producción argentina de cereales es de más de 15 millones de toneladas por año, de las cuales el 65 % es destinado para la venta en mercados internacionales. En los últimos cinco años, la Unión Europea ha importado un promedio de dos millones de toneladas de maíz argentino, principalmente fue entregado a Gran Bretaña, Holanda y España. Considerando el mercado interno de Argentina, el principal uso del maíz producido es destinado al consumo de animales. La producción argentina de trigo es de 16 millones de toneladas anuales, de la cual es exportado menos de la mitad (45%). En 1997 los principales compradores fueron Brasil (66%), Irán (6,6%) y Turquía (7,6%). En el mercado local, casi toda la producción de trigo es destinada al consumo humano. Teniendo en cuenta el total de las exportaciones argentinas (trigo + maíz), el principal tipo de comercio dentro del MERCOSUR (desde Argentina a Brasil) representa un 4.5 % del total exportado, alrededor de un millón de toneladas. Las exportaciones de trigo a la Unión Europea han tenido grandes fluctuaciones (debido principalmente a presiones del lobby de la Unión Europea), variando de más de un millón de toneladas en 1997 hasta 65000 toneladas en 1999. En consecuencia, el consumo de trigo y maíz argentinos por la Unión Europea está supeditado a la calidad que tengan estos cereales. Los otros países del cono sur exportan menos trigo y maíz a la Unión Europea, pero estos países son, en balance, importadores de granos. Consideraciones a nivel de campo La interrelación entre el hongo, el huésped (planta) y el ambiente, es lo que ocasiona la contaminación; por esta razón es necesario su conocimiento si se desea prevenir la contaminación en el campo. Algunas prácticas culturales pueden influir estas interrelaciones reduciendo la incidencia de la misma en vegetales. La presencia de determinados hongos en los cultivos implica un riesgo potencial de aparición de toxinas. Estudios llevados a cabo en Japón muestran que la distribución de los hongos toxicogénicos en el suelo de ese país no es homogénea. El conocimiento de esta distribución permitiría encarar programas de control de micotoxinas en el campo dirigido a las probables áreas de riesgo y a las posibles micotoxinas contaminantes, con menor número de análisis. Otro factor a considerar es la cantidad de conidias presentes en el aire o el suelo, ya que a mayor concentración, mayor probabilidad de contaminación. El adecuado manejo de los rastrojos, fuente primaria de los hongos, es una de las acciones preventivas para el logro de la reducción de la contaminación. En la práctica, la rotación de cultivos tiene el mismo objetivo. Los estudios de incidencia llevados a cabo en distintos sustratos, en diversos países, muestran que ciertos cultivos son más susceptibles al ataque y colonización de determinados hongos toxicogénicos. A pesar de que este conocimiento no es completo, se sabe que el maíz, maní y algodón son muy susceptibles a la contaminación por AF, en contraposición a la soja, trigo y sorgo. Los híbridos y variedades de un mismo cultivo pueden presentar diferencias genéticas de resistencia a la contaminación por micotoxinas y/o infestación por hongos toxicogénicos. Ciertas variedades de maní poseen una mayor resistencia a la colonización, a través de la cáscara, por Aspergillus flavus y A. parasiticus. El mercado internacional podría disponer, en un tiempo no lejano, de variedades de maní y algodón más resistentes a la contaminación por AF. En la última década, se ha observado en Argentina un incremento de la enfermedad tizón de la espiga de trigo, principalmente en el área central-norte, lo cual ha sido atribuido a diferentes causas: aumento del uso de prácticas culturales conservacionistas con avance de la siembra directa, el tipo de rotación de los cultivos, siembra de maíz previo al trigo y la difusión de germoplasma susceptible, existiendo evidencias del rol de los tricotecenos, principalmente deoxinivalenol (DON), como factores de virulencia para el tizón de la espiga. Las condiciones meteorológicas durante la contaminación en el campo representan uno de los factores ambientales determinantes, se conoce por ejemplo la influencia negativa que el estrés hídrico y térmico ejercen sobre la resistencia del maní y el maíz a la contaminación por AF. Las características particulares del suelo, la utilización de fertilizantes, fungicidas, plaguicidas, riego, etc., afectan la interrelación entre el hongo, el huésped y el medio ambiente. Sin embargo muchos de estos factores se desconocen, por lo que pueden llevarse a cabo prácticas con el objetivo de disminuir la infección por un determinado grupo de hongos toxicogénicos y favorecer la infección de otro grupo de hongos productores de micotoxinas. Un ejemplo de ello es la práctica del riego para disminuir la contaminación por AF, que si se torna excesiva puede crear la humedad necesaria para facilitar la contaminación por DON. Consideraciones post-cosecha: El manejo de los granos desde la cosecha hasta el consumo, incluye operaciones de limpieza, secado, almacenamiento y transporte. Las demoras en la cosecha incrementan la probabilidad de la contaminación en el campo. Las principales variables que inciden en esta etapa son: plagas, atmósfera, cantidad de conidias, tiempo, temperatura y humedad (estrictamente, actividad de agua). Se deben eliminar los materiales extraños y granos partidos o atacados por plagas, previamente a  cada operación, para disminuir la concentración de conidias y separar las fracciones más susceptibles a la colonización. El tiempo juega un papel preponderante, ya que a menor tiempo de almacenamiento, es menor la probabilidad de contaminación, pero este factor se rige por razones de mercado o estratégicas, por lo que no es posible utilizar esta variable para preservar la calidad de materias primas, alimentos y piensos. En los países desarrollados, la temperatura y la actividad de agua son los factores utilizados con mayor frecuencia para prevenir la contaminación. En estos países la infraestructura existente permite mantener bajas temperaturas y un nivel de actividad de agua que impide la colonización de los hongos toxicogénicos, durante el almacenamiento. Otros países, con menor infraestructura y personal capacitado, utilizan sólo el secado para reducir la actividad acuosa. El secado no debe demorarse para impedir la infección, ya que existen hongos como el Aspergillus flavus que pueden en menos de 24 horas desarrollarse en abundancia. Pero, un secado inadecuado puede producir, entre otros deterioros, fisuras que serán la vía de entrada principal para la colonización fúngica durante el almacenamiento. A las grandes pérdidas generadas por el deterioro de las frutas en los picos de cosecha, también se le suman los riesgos de incrementos de la contaminación por micotoxinas. La toxina que se encuentra descripta como de mayor  frecuencia de aparición en los jugos de frutas, es la patulina. A pesar de que los estudios sobre toxicidad de esta micotoxina no son suficientes para evaluar la real importancia para la salud humana, las legislaciones de los países importadores han generado en algunos casos, barreras para-arancelarias para nuestros productos. Consideraciones en la elaboración de alimentos y piensos: La calidad de los alimentos depende de la buena selección de materias primas que deben estar libres de contaminación. Se deben separar las partes del lote contaminado o con daño visible de ataque fúngico. En algunos países, a través de un equipo electrónico que permite la comparación de color, se procede a separar el maní decolorado, reduciendo así la contaminación resultante por AF. En otros países la selección se lleva a cabo en forma manual. Si las materias primas están contaminadas, es necesario tener en cuenta que las micotoxinas pueden sufrir cambios durante los procesos de elaboración. Los factores que inciden en esos cambios son: la composición del alimento, el contenido de humedad, tipo, concentración y distribución de las toxinas en la materia prima y las variables propias de los procesos utilizados. Las micotoxinas tienen propiedades físicas y químicas diferentes. Ejemplos de ello son: · La gran estabilidad térmica de las AF, en contraposición con la citrinina. Esto implica que aquellos procesos que incluyan calentamiento de los productos disminuirán considerablemente la contaminación de citrinina, pero no de AF (fritado). · La solubilidad en agua que poseen el deoxinivalenol y la moniliformina, en comparación con la escasa o nula solubilidad que poseen las AF y OTA, lo que implica que aquellos procesos que incluyan un lavado, podrían sólo reducir la contaminación de las primeras (molienda húmeda, cocción de fideos con eliminación del líquido de cocción, parbolizado de arroz). La infestación por hongos se inicia en la superficie de los granos, luego penetra en el germen y a continuación en el endosperma. La contaminación por micotoxinas recorre igual camino, por lo que la distribución de las mismas, determina la concentración de toxina en las diversas fracciones de la molienda. Las fracciones menos contaminadas provienen de la parte interna del grano. El arroz pelado presenta menor contaminación por AF que el entero. No se ha cuantificado la reducción factible de contaminación, por estas u otras micotoxinas en los procesos tradicionales utilizados en el país. Algunas toxinas se descomponen por efecto de las enzimas provenientes de los microorganismos que intervienen en los procesos de fermentación (fabricación de cerveza, pan y bebidas destiladas). La contaminación por OTA y AF de la cebada se reduce en aproximadamente un 75% durante la fabricación de cerveza. La elaboración de sidra reduce en un 50% la contaminación inicial de patulina. La estimación de la ingesta de micotoxinas se puede conocer extrapolando el valor de concentración de toxinas halladas en las materias primas, si se cuenta con el valor de la reducción de la concentración de toxinas durante la elaboración de alimentos. En Canadá, las concentraciones de tricotecenos en trigo propuestas para aceptar o rechazar un lote de granos, se realizaron estimando las posibles reducciones durante las operaciones de limpieza, molienda, procesamiento y cocción. La utilización de tecnologías emergentes para la conservación de frutas, las que en muchos actúan inhibiendo a los microorganismos más que inactivando, necesita del conocimiento del efecto que las mismas pueden causar en la micoflora contaminante natural, ya sea para mantener las características organolépticas del producto que se desarrolle como para evitar efectos tóxicos en el hombre por el incremento de la contaminación por micotoxinas. Se ha sugerido que los hongos sometidos a factores sub-letales de estrés pueden producir mayor cantidad de toxinas que cuando crecen en condiciones óptimas, como se ha comprobado en el caso de granos almacenados ante la presencia de dosis sub-letales de ácido propiónico o in vitro ante la presencia de aditivos naturales en un cultivo de Aspergillus parasiticus. Consideraciones sobre los efectos en la salud humana y animal: En 1993 la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer de la WHO (WHO-IARC) evaluó el potencial carcinogénico de AF, OTA, TR, ZEN y FB. La AF producida naturalmente en el enmohecimiento con Aspergillus fue clasificada como carcinógeno para el hombre (grupo 1) mientras que OTA y las toxinas producidas por F. verticillioides fueron clasificadas como posibles carcinógenos (grupo 2B). TR y ZEA fueron clasificados como no carcinogénicos para el hombre, aunque se han reportado casos de enfermedades en humanos y animales caracterizadas por síntomas gastrointestinales, que fueron asociadas con el consumo de DON. Además, se ha comprobado que ZEN tiene acción estrogénica en algunos animales de producción como porcinos donde puede provocar alteraciones en el ciclo reproductivo con la posibilidad de producir abortos espontáneos. Las intoxicaciones por contaminantes naturales de los alimentos datan de los albores de la humanidad y se han detectado con los primeros esfuerzos por conservar y mejorar la salud humana. Los hongos como fuente de contaminación de alimentos se registraron 5000 años antes de Cristo, en las intoxicaciones por alcaloides del  cornezuelo de centeno, aunque por ese entonces no se había identificado la sustancia tóxica. La primera vez que se asoció la presencia de micotoxinas en alimentos con una patología fue hace aproximadamente 30 años. En Inglaterra, una severa epidemia de micotoxicosis en pavos, permitió identificar a las AF como contaminantes del maní, utilizado para la elaboración del alimento balanceado que ingirieron estos animales. La forma más adecuada de evitar las intoxicaciones es impedir la ingesta de alimentos contaminados por micotoxinas, como se hace en algunos países que controlan los niveles de contaminación y aquella materia prima que supera los límites establecidos es derivada a otros destinos, no siendo ingerida por la población. Sin embargo, muchas veces se desconocen los efectos tóxicos que ocasionan ciertas toxinas, lo que plantea la necesidad de incrementar las investigaciones sobre toxicidad aguda y crónica. Los brotes epidémicos en humanos y/o animales, muchas veces orientan la detección de una determinada micotoxina; en estos casos es necesario registrarlos con el objeto de llevar a cabo acciones que permitan circunscribir el problema y establecer medidas de prevención adecuadas. La sintomatología que posibilitaría guiar la identificación de algunas micotoxicosis es bastante inespecífica y por lo tanto factible de ser confundida con otras patologías. El estado de situación de las micotoxicosis en animales ofrece un aspecto diferente, ya que los brotes epidémicos en criaderos (aves, cerdos) posibilitan identificar cuadros clínicos, analizar la anatomo-histopatología de los órganos y hasta contar con datos bioquímicos orientadores. Sin embargo, hay dos puntos a tener en cuenta, por un lado el productor y por otro el consumidor. Dentro de los riesgos del primero se incluye desde la mortalidad de los animales hasta las manifestaciones subclínicas como la inmunosupresión. Los riesgos del consumidor derivan justamente de este último aspecto mencionado. Los animales que no mueren, pero están intoxicados, conservan en sus músculos, vísceras o subproductos como el huevo y la leche, residuos tóxicos (en diferentes concentraciones según la/las micotoxinas a que estuvieron expuestos) que son ingeridos por el hombre. Se entiende por residuos la presencia de micotoxinas y/o sus derivados tóxicos en tejidos orgánicos. Algunos ejemplos son: la presencia de ZEN en músculo y vísceras de pollo; la OTA en vísceras y músculos de cerdos y pollos; las AF B1, B2, G1 y G2 en huevos de gallina; las AF M1 y M2 en leche humana y de vaca. Por lo que uno de los objetivos es la determinación de las micotoxinas en los tejidos. Este hecho puede verse agravado con las nuevas investigaciones que proponen crear líneas genéticas de aves resistentes a la intoxicación por AF, ya que si bien los animales crecerán de acuerdo a lo esperado, debería analizarse la presencia de residuos en los músculos y vísceras de los mismos. Las micotoxicosis en humanos y animales están caracterizadas como enfermedades trasmitidas por alimentos (ETAs), no contagiosas, no transferibles, no infecciosas y no atribuibles a otros microorganismos que no sean hongos. Los factores que afectan la magnitud de la toxicidad en humanos y animales que consumen alimentos contaminados con micotoxinas incluyen especie, sexo, mecanismo y modo de acción, metabolismo y sistemas de defensa del organismo afectado. Aunque existen más de 300 micotoxinas que han sido aisladas y químicamente identificadas, las investigaciones se han focalizado en aquellas que producen daño significativo al hombre, sus cosechas, o animales de crianza. Estas incluyen, AF, OTA, TR, ZEN, y FB. Aunque hay en nuestro país varios grupos que se han dedicado al estudio de distintos aspectos del problema de las micotoxinas, no existe todavía entre estos investigadores un trabajo coordinado y con objetivos comunes. El trabajo en conjunto permitirá evaluar la situación actual en que se encuentra la provincia de Córdoba en relación a este tema. Además, será posible plantear distintas estrategias a mejorar la calidad de los cereales producidos en nuestro país, según los requerimientos nacionales e internacionales, y disminuir la exposición de animales y humanos a las micotoxinas. Las micotoxinas seleccionadas para este trabajo, teniendo en cuenta su impacto en la producción regional de cereales y oleaginosas, son: Aflatoxinas Producidas principalmente por Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus, son posiblemente las micotoxinas con la mayor incidencia para la salud humana, debido a sus efectos inmunosupresivos cuando son consumidas solas, o en forma conjunta con otras micotoxinas. Los efectos agudos y crónicos de las AF sobre los animales de granja están bien documentados e incluyen muerte, disminución en la productividad, aumento en la susceptibilidad a enfermedades. AFB1 es un carcinógeno humano y es uno de los heptatocarcinógenos más potentes. AFM1 se presenta en leche, y se produce por el metabolismo bovino de AFB1, cuando las vacas lecheras consumen alimento contaminado. Pueden encontrarse niveles importantes de AF en maní, maíz y en otras oleaginosas, particularmente en aquellos países donde los cultivos pueden crecer en condiciones no controladas, y en donde las instalaciones para secado y almacenamiento de los granos son deficientes. Ocratoxinas Las ocratoxinas son producidas por varias especies de los géneros Aspergillus y Penicillium. Estos hongos son ubicuos, y pueden contaminar cereales y alimentos para ganado con relativa facilidad. Dentro de este grupo de micotoxinas, OTA es la de mayor importancia, pudiéndose sintetizar en un amplio rango de temperaturas y de humedad ambiente. Las mayores incidencias de contaminación con OTA han sido encontradas en cereales, y con menor importancia, en otros alimentos como café, soja y cacao. OTA es de mucha importancia para la salud humana, y está clasificada como un agente potencialmente genotóxico y carcinogénico, que causa nefropatías e inmunosupresión en varias especies animales, y ha demostrado ser carcinogénica en animales de experimentación. OTA ha sido asociada con nefropatías en humanos, endémicas de los Balcanes, una enfermedad crónica fatal con alta incidencia en algunas áreas de Bulgaria, la antigua Yugoslavia y Rumania. Los productos derivados de cerdos son importantes fuentes de OTA para humanos. En Europa, los cereales constituyen el 50-80 % del promedio de ingesta de OTA por los consumidores. Los niveles de OTA en sangre son un buen indicador del grado de exposición a través del consumo de alimentos contaminados, debido a que el conjugado OTA-albúmina sérica tiene un tiempo de vida media que permite estimar la exposición a OTA en los 2-3 meses previos. Fumonisinas Fusarium verticillioides y F. proliferatum son dos cepas fúngicas comúnmente encontradas en maíz destinado para el consumo animal y humano. Estos hongos son comúnmente encontrados en el suelo y frecuentemente producen infecciones en las plantas, pudiendo infectar los granos de maíz. Ambos mohos son capaces de producir FB, incluyendo FB1, FB2 y FB3. Consecuentemente, estas toxinas pueden ser encontradas en alimentos derivados del maíz producidos en diferentes regiones del mundo. Los problemas de intoxicación en animales comienzan a producirse a niveles de FB superiores a 5-10 ug/g. Estas toxinas han sido relacionadas con enfermedades mortales en animales, incluyendo leucoencefalomalacia en equinos, edema pulmonar en cerdos, y carcinoma hepatocelular en ratas. En relación con los efectos tóxicos en humanos, estas micotoxinas han sido asociadas con alta incidencia y riesgo aumentado de poseer cáncer de esófago en regiones del sur de África, China, noreste de Italia, y sudeste de Estados Unidos. En estas regiones, los alimentos más importantes en cuanto a la cantidad ingerida son los granos de maíz y alimentos derivados de este cereal. Además, datos preliminares indican que en estas regiones el maíz y los productos alimenticios derivados de maíz pueden estar contaminados con niveles relativamente altos de FB. En síntesis, la contaminación por micotoxinas en los alimentos y sus materias primas presenta dos aspectos relevantes: la salud de la población y sus animales domésticos y de producción; y las implicancias económicas de la comercialización de los alimentos contaminados. Para el productor primario, el impacto incluye las pérdidas de producción agrícola y pecuaria (producción primaria) así como, también, los costos de monitoreo y control destinados a reducir los riesgos del consumidor (humano y/o animal). La producción agrícola es afectada por pérdidas relacionadas con disminución de rendimiento, restricción de mercados por productos que no se pueden comercializar por presentar contaminaciones superiores a los niveles de tolerancia, por aplicación de descuentos en los precios de venta o por pérdidas derivadas de los mayores costos insumidos en las operaciones de post-cosecha y transporte. Otro sector afectado es el de intermediarios. Las mayores pérdidas de este sector corresponden a costos extra por secado, deterioro en transporte, restricción de mercados y, en algunas circunstancias, las pérdidas ocasionadas por la capacidad ociosa del sistema de almacenamiento. Los perjuicios que ocasionan la presencia de contaminación por micotoxinas se hacen más evidentes durante la elaboración y procesamiento. Ejemplo de esto son las pérdidas acaecidas en la molienda de granos, fabricación de pan y jugos de fruta, en que no sólo se restringen los mercados, sino también se desecha el producto. Los costos pueden también incrementarse como resultado de la implementación de procesos de detoxificación y por la utilización de material contaminado para otros fines tal como la producción de etanol. En cuanto al sector gubernamental el impacto se ve en los costos derivados de las actividades de investigación, entrenamiento, extensión, educación, monitoreo y control, el establecimiento de tolerancias, así como otras actividades, probablemente de mayor importancia, que provienen de los costos sociales (salud), los menores ingresos de divisas por pérdidas de mercados y, en algunos casos, la necesidad de importar alimentos no contaminados. También, el mercado internacional puede sufrir un aprovisionamiento irregular de materias primas con graves fluctuaciones en los precios. Ejemplo de esto fue la sequía padecida por el continente americano durante 1993 que favoreció la contaminación por AF del maíz. Por otro lado, el consumidor de alimentos contaminados puede: recibir alimentos menos nutritivos, sufrir aumento de precios por disminución de la disponibilidad de alimentos libres de micotoxinas, reducir sus ingresos por pérdida de días de trabajo como sucede con aquellos que padecen aflatoxicosis aguda y problemas de salud relacionados, padecer efectos crónicos por niveles de contaminación bajos.