BIOQUIMICA DE LOS ALIMENTOS
Miguel Calvo
TOXINAS FUNGICAS

TOXINAS FUNGICAS

Introducción

Las toxinas fúngicas son substancias producidas por varios centenares de especies de mohos que pueden crecer sobre los alimentos en determinadas condiciones. El efecto perjudicial para la salud se conoce desde antiguo, y entre las prescripciones de la medicina clásica está la recomendación de evitar los alimentos enmohecidos.

Las más importantes son las toxinas producidas por mohos de los géneros Aspergillus, Fusarium y Penicillium. Al tratarse de metabolitos secundarios, su velocidad de producción depende de la temperatura. En general, la producción es máxima entre los 24C y los 28C, que corresponden a temperaturas amnbiente tropicales. En refrigeración (como sucedería en el caso de los mohos que proliferaran, por ejemplo, sobre queso, no solamente el crecimiento fúngico sería menro, sino también la producción `proporcional de micotoxinas.


Aflatoxinas

Las aflatoxinas son toxinas fúngicas producidas por mohos del género Aspergillus, especialmente por algunas cepas de Aspergillus flavus y por casi todas las de Aspergillus parasiticus. El interés en ellas se despertó con motivo de la aparción, en primavera y verano de 1961, de una epidemia entre la población de pavos de las granjas de Gran Bretaña, que ocasionó la muerte a más de 100.000 ejemplares. La investigación reveló que la causa era la harina de cacahuetes, contaminada con Aspergillus flavus, importada de Brasil.


Colonia de Aspergillus flavus en cultivo en una placa de Petri.
Fotografía por cortesía del Dr. E. Terrazas, Morphology of Medically Important Fungi.
© 2001, William McDonald, M.D.Universidad de California


Estos mohos pueden proliferar en muchos alimentos, causando problemas en cacahuetes, maíz, semillas de algodón, todo tipo de frutos secos, copra, y también en cereales. Los tres primeros productos son los más afectados, el primero de ellos especialmente en el periodo que va de la cosecha al pelado. Estos mohos están difundidos en todo el mundo, pero resultan especialmente insidiosos en climas tropicales, por la combinación de temperatura y humedad elevadas. Aspergillus flavus puede proliferar en alimentos con una actividad de agua superior a 0,85. A una temperatura por debajo de 12oC prácticamente no se producen aflatoxinas, estando la temperatura de producción máxima en torno a los 27oC.


Imágenes tomadas con microscopio electrónico de barrido, de la porción terminal de un conidióforo de Aspergillus flavus
Fotografía de Reddy,S.V., y Farid Waliyar, F., Properties of aflatoxin and it producing fungi
. En International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics


Existen cuatro aflatoxinas principales, conocidas como aflatoxina B1, aflatoxina B2, aflatoxina G1 y atoxina G2. La letra B indica que estas aflatoxinas tienen fluorescencia azul (blue) frente a la luz ultravioleta (365 nm), mientras que la letra G indica la fluorescencia verde amarillenta (green) de las designadas así.

Aflatoxina B1 y aflatoxina B2
Resaltar la diferencia estructural Resaltar la diferencia estructural
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La aflatoxina B1 y la aflatoxina B2 difieren entre ellas por la presencia de un doble enlace más en la primera. Por su parte, la aflatoxina G1 y la aflatoxina G2 difieren entre sí en el mismo detalle estructural. Las aflatoxinas B difieren de las aflatoxinas G porque el anillo de furano de las primeras se convierte en un anillo de lactona en las segundas. Esta transformación es fácil de realizar en el laboratorio, por tratamiento con ácido.

Aflatoxina G1
Anillo de lactona


Las vacas que se alimentan con pienso contaminado por aflatoxinas B son capaces de metabolizar las aflatoxinas, hidroxilándolas en una posición determinada. Así, a partir de la aflatoxina B1 se forma la aflatoxima M1, y a partir de la aflatoxina B2 se forma la aflatoxima M2.

Aflatoxina M1
Hidroxilación introducida en el metabolismo en la vaca


Estas formas hidroxiladas pueden pasar a la leche, por lo que es necesario controlar la presencia de aflatoxinas en el pienso de los animales, no solamente por su propia salud sino también por la de los consumidores de leche. Por esto, mientras que se cnsideran aceptables niveles de hasta 200 ppb (partes por mil millones ) de aflatoxinas en piensos, el límite en el pienso para los animales lecheros es de 20 ppb. El contenido límite de aflatoxina M que se considera aceptable en la leche para consumo humano es de 0,5 ppb.

Las aflatoxinas son tóxicos hepáticos muy potentes, tanto en animales de experimentación como en contaminaciones accidentales de animales de granja. En los cerdos, contenidos en el pienso de 300 μg/Kg inducen la aparición de intoxicación crónica en unos meses.

La aflatoxina B1 ha demostrado ser carcinónega en todos los animales en los que se ha probado. La trucha es especialmente sensible, apareciendo tumores con contenidos de 0,1μg de aflatoxina por Kg de alimento. El principal órgano diana es el hígado, aunque también pueden aparecer tumores en otros órganos.

El grado de toxicidad y carcinogenicidad de las aflatoxinas sigue el orden

B1 > G1 > B2 > G2 >


En la especie humana, las aflatoxinas son probablemente responsables de múltiples epìsodios de intoxicaciones masivas, con producción de hepatitis aguna, en distintas zonas de la India, Sudeste Asiático y Africa tropical y ecuatorial, y un factor de agravamiento de enfermedades producidas por la malnutrición, como el kwashiorkor (malnutrición proteica en niños) También son responsables muy probablemente, combinadas con otros factores, de la elevada tasa de cancer hepático observado en algunas de esas zonas. Desde 1988, la OMS considera a la aflatoxina B1 como un carcinógeno para el hombre.

Las aflatoxinas resisten los tratamientos habituales de los alimentos. Solamente el tostado de los frutos secos las destruye en una pequeña parte. Para eliminarlas son necesarios tratamientos muy drásticos, con amoniaco o hipoclorito, no utilizables con alimentos para uspo humano, e incluso ni con materioales para piensos.


Toxinas de Fusarium

Los mohos del género Fusarium, y en particular Fusarium graminearum (teleomorfo Giberella zeae), muy comunes en el suelo, producen dos tipos de toxinas, las estrogénicas, como la zearalenona y el zearalenol, y las no estrogénicas, los tricotecenos, de las que la más importante es el deoxinivalenol. En este segundo grupo se encuentran también el nivalenol, la toxina T-2 y el diacetoxiscirpenol. Aunque se conocen casos de intoxicaciones en humanos, éstas son muchísimo más comunes entre los animales domésticos. El maíz es el principal producto contaminado, aunque aparece en otros cereales, y en la malta de cervecería. Estos mohos son los principales contaminantes de los alimentos en las regiones templadas.


Colonia de Giberella zeae en cultivo a partir de granos de cereal contaminados.
Fotografía por cortesía del Dr. E. Medeiros,
Herbario Virtual Fitopatologia.


La zearalenona y el zearalenol tienen estructura de lactonas, y tienen actividad estrogénica, a pesar de su escasa semejanza estructural aparente con los estrogenos fisiológicos. Sin embargo, la estructura tridimensional del anilllo de lactona sitúa un grupo OH en una posición tal que puede interactuar con los receptores de estrógenos.

Zearalenona


Los cerdos son muy sensibles a los efectos estrogénicos de la zearalenona, de tal modo que se producen problemas de fertilidad en esta especie con cantidades muy bajas de toxina en el alimento, del orden de partes por mil millones. Las vacas lo son mucho menos, y para que pasen cantidades significativas de toxina a la leche son necesarias dosis muy elevadas, casi imposibles de producirse aún con alimentos muy contaminados.

No se conocen casos de afecciones a la salud humana producidas por la zearalenona, y dada la concentración encontrada en alimentos de uso humano, es muy improbable que se produzcan. La Unión Europea ha fijado temporalmente la ingestión diaria tolerable de esta substancia en 0,5μg/Kg de peso,

De entre las toxinas no estrogénicas, los tricotecenos, la más importante y frecuente es el dexoxinivalenol, también conocido como “vomitoxina”.

Deoxinivalenol


El deoxinivalenol es también muy activo en los cerdos, produciendo retraso en el crecimiento y alteraciones del sistema inmune. Para evitar problemas, el contenido de estas substancias en el pienso debe estar por debajo de una parte por millón. Para los rumiantes, estas toxinas, como las micotoxinas en general, son mucho menos activas, dado que se destruyen en gran parte por la flora presente en el rumen. Frente a los tratamientos tecnológicos, en cambio, es muy estable. Aunque la intoxicación en humanos es relativamente poco frecuente, se conocen episodios en la India y en Japón. El deoxinivalenol no parece ser cancerígeno en animales de experimentación. La Unión Europea ha fijado temporalmente la ingestión diaria tolerable de esta substancia en 1μg/Kg de peso, dosis a la que se aproxima la ingestión en algunas zonas de Escandinavia y Holanda, condicionada al consumo de cerveza.

La llamada “toxina T-2”, producida por Fusarium, podría ser la responsable de la “aleukia tóxica alimentaria”, enfermedad aparecida ocasionalmente en algunas zonas de Rusia, especialmente en las décadas de 1930 y 1940. La temperatura óptima para la produción de esta micotoxina es notablemente más baja que la de las otras micotoxinas, lo que explicaría su presencia en alimentos producidos en zonas frías.

La fumonisina B1, micotoxina producida por el hongo Fusarium verticilloides (conocido anteriormente por Fusarium moniliforme) y también por Fusarium proliferatum se descubrió en 1988. Este tipo de hongos son contaminantes frecuentes del maíz.

Se conocen otros tricotecenos producidos por diversas especies de Fusarium y Cephalosporium, pero por le momento no se tiene cosntancia de que representen un riesgo para la salud humana o animal.

Fumonisina B1


La presencia de fumonisinas en los alimentos podría estar relacionada con las elevadas tasas de cancer de esófago observadas en ciertas zonas del mundo.


Ocratoxina A

La ocratoxina A es una micotoxina producida por varios mohos, entre ellos Aspergillus ochraceus y Penicillium verrucosum. Estructuralmente, tiene la particularidad de contener un átomo de cloro.

Ocratoxina A
Resaltar el átomo de cloro


La ocratoxina A es una toxina que afecta especialmente a los riñones. La nefropatía producida por ella aparece con cierta frecuencia en cerdos y en aves de granja. Dado que esta toxina se acumula en los tejidos de los animales, existe el riesgo de que pase a los humanos cuando el pienso de pollos y cerdos se encuentra severamente contaminado.

No existen muchos datos del efecto de la ocratoxina A en la salud humana. Esta toxina podría ser la responsable de la enfermedad conocida como “nefropatía endémica de de los Balcanes”, una enfermedad degenerativa progresiva de los riñones. La ocratoxina A se considera también un posible agente carcinógeno, aunque en este aspecto no existen estudios detallados.


Patulina

La patulina es una micotoxina producida por diversas especies de Penicillium, Aspergillus y Byssochylamys, que se enceuntra con frecuiencia en productos derivados de la manzana, especialmente en zumos y en sidra.

Patulina


La patulina es tóxica, y se ha considerado como un posible cancerígeno fundamentalmente basándose en estudios epidemiológicos. Se considera que los zumos de manzana con un contenido de patulina mayor de 50μg/Kg no deberían consumirse.

Otras toxinas fúngicas

La citreoviridina es una toxina producida por Penicillium citreonigrum . Fue considerada responsable de episodios de “beriberi cardiaco agudo” producidos en Japón. Otras toxinas fúngicas son la citrinina, esterigmatocistina, rubratoxina, cicloclorotina, maltorricina y rugulosina. En algunos casos se ha relacionado su presencia con enfermededes de animales de granja, pero su efecto, en salud animal y humana, no está todavía bien establecido.

Por otra parte, aunque se trata de una intoxicación producida por un hongo muy distinto a los anteriores, hay que considerar también entre las intoxicaciones producidas por contaminación fúngica el ergotismo, conocido desde antiguo (al mneos desde el siglo VIII AC) y originado por ergotaminas y clavinas, alcaloides presentes en el cornezuelo del centeno. En la Edad Media el ergotismo, o “fuego de San Antonio” alcanzó en algunas zonas proporciones epidémicas.



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