Interpretación de los resultados de los análisis

de micotoxinas en alimentos y piensos

Simposium Biovet 2007

INTRODUCCIÓN

Micotoxinas

Las micotoxinas son metabolitos secundarios producidos por los hongos presentes en el alimento.

La producción de micotoxinas depende de factores como la especie y cepa de hongo, especie vegetal, humedad y temperatura y presencia de plagas.

La producción de micotoxinas produce una pérdida de calidad en el alimento.

Micotoxinas Su incidencia varía según el área geográfica y la época del

año.

Son tóxicas: producen micotoxicosis y disminución de la productividad.

Su reducción en los alimentos es posible mediante la aplicación de Análisis de Puntos Críticos.

Toxicidad de las micotoxinas

Los principales factores que influyen sobre la toxicidad de las micotoxinas son:

La biodisponibilidad y toxicidad de la micotoxina. Los efectos combinados entre ellas. La cantidad de micotoxina ingerida diariamente. La continuidad o intermitencia de ingestión del alimento

contaminado. El peso, estado fisiológico y de salud del animal. La edad del animal.

Micotoxicosis

Micotoxicosis (1962, Forgacs y Carl): intoxicación del huésped como consecuencia de la entrada al cuerpo de una sustancia tóxica de origen fúngico.

En algunos casos presentan una sintomatología evidente. La micotoxicosis subclínica provoca una disminución de la productividad.

La susceptibilidad a la micotoxicosis depende de la especie, edad, sexo y concomitancia con otras patologías.

Micotoxicosis

Las micotoxicosis causan:

ASPECTOS NUTRICIONALES

Reducción del consumode alimento.

Reducción de la absorción de nutrientes.

ASPECTOS SANITARIOS

Aparición de micotoxicosis propias de cada micotoxina.

Inmunosupresión: aparición de otras patologías.

CLASES DE MICOTOXINAS YMECANISMO DE ACCIÓN

Micotoxinas

Gran número de micotoxinas descritas.

Diferente peso molecular y de estructura variada: complejidad para establecer una clasificación.

Permanecen asociadas al hongo productor o al sustrato.

Muchas de ellas son estables frente al procesamiento (químico, físico).

Persistencia en la cadena

alimentaria

Clasificación según patología

Hepatotoxinas: esporidesmina, aflatoxinas,luteoskirina,cicloclorotina, rubratoxinas, sterigmatocistina.

Nefrotoxinas: ocratoxina, citrinina.

Neurotoxinas: penitrem A, patulina, fumonisinas, citreoviridina.

Toxinas del tracto intestinal: tricoteceno, T-2 toxina, deoxinivalenol (Don, Vomitoxina), HT2 toxina, fusarenona.

Esteroidales; estrogénicas (Zearalenona),

análogos de la vitamina D.

Síndrome hemorrágico y circulatorio: Alcaloides del ergot, aflatoxinas.

Clasificación según estructura química

Estructura química

La estructura química determina

1. El mecanismo de acción de la micotoxina.

2. El método de eliminación de la micotoxina.

Estructura química y mecanismo de acción

Mecanismo de acción: interacción bioquímica a través de la cual una sustancia provoca un efecto biológico.

Para que tenga lugar el efecto biológico, es necesaria la interacción de la micotoxina con un receptor.

Efecto biológico

Estructura química y mecanismo de acción

Para que tenga lugar la interacción, es necesario que existan grupos químicos que puedan llegar a interactuar, es decir, se requiere que la estructura química de ambas moléculas en el sitio de unión sea complementaria.

MODELO LLAVE-CERRADURA

Estructura química y mecanismo de acción

HIPÓTESIS

Micotoxinas con una estructura química común es posible que interaccionen con los mismos receptores y por lo tanto

que tengan un efecto biológico similar.

Estructura química y mecanismo de acción

En la práctica...

T2 toxina, HT2 toxina, deoxinivalenol, nivalenol...

...presentan un grupo sesquiterpeno en la estructura...

y todos ellos tienen un efecto necrosante por contacto sobre las mucosas

Estructura química y mecanismo de acciónEn la práctica...

Aflatoxinas B1, B2, G1, G2, sterigmatocistina...

...presentan un grupo cumárico en la estructura...

y todas ellas tienen un efecto hemorrágico, similar a los principios activos con actividad anticoagulante que se utilizan en humanos y que también presentan una estructura cumarina (warfarina, acenocumarol).

Aflatoxina B1

ANÁLISIS DE MICOTOXINAS EN LA PRODUCCIÓN DE PIENSOS

Toma de decisiones en la compra de materia prima

Adquisición de materia prima(a poder ser certificadas)

Primera inspección:% Humedad > 14%Granos rotosMal estado

Rechazo

Análisis de micotoxinas

Concentración por encima de las especificaciones. Rechazo.

Concentración aceptable. Valorar la aplicación detoxificantes (ej. captadores).

Adopción de medidas para el correcto manejo y conservación.

Muestreo

Toma dedecisiones

•Cromatografía en Capa Fina (TLC).

•Cromatografía Líquida (HPLC).

•Cromatografía de gases-Espectrometría de masas (GC-MS).

•Inmunoensayo(ELISA).

Técnicas analíticas más comunes

Concentraciones máximas permitidas

Cada vez más países legislan sobre las concentraciones máximas permitidas en piensos y materias primas para alimentación animal.

Las concentraciones máximas se establecen en función de:

toxicidad de la micotoxina sensibilidad de la especie animal y la edad carga fúngica característica del material vegetal disponibilidad y límites de detección del método analítico

La concentración máxima permitida para cada micotoxina varía en función del país.

Constituyen el punto de referencia a la hora de admitir o descartar las materias primas.

Concentraciones máximas permitidas

FAO, 2003

Concentraciones máximas permitidas

Micotoxina Concentración máxima UEAflatoxina B1 5 ppb-50 ppb (obligación)Fumonisina B1+B2 5000-60000 ppb (recomendación)Ocratoxina A 50-250 ppb (recomendación)Deoxinivalenol 900-12000 ppb (recomendación)Zearalenona 100-3000 ppb (recomendación)

Otras legislaciones

2000 ppb (Hungria)HT2 Toxina 100 ppb (Canadá)Aflatoxin B1+B2+G1+G2 10-20 ppb (Chile, Colombia)T2 Toxina 1000 ppb (Canadá)

ppb=μg/Kg

T-2 Toxin+HT-2+Nivalenol+Diacetoxiscirpenol

El límite máximo legislado depende la especie de destino y edad y de la materia prima o pienso.

INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS

Interpretación de los resultados

A la vista de los resultados de los análisis de laboratorio, se realiza la toma de decisiones en función de:

La concentración de cada micotoxina (efecto individual).

La concentración de todas las micotoxinas analizadas en su conjunto (efectos combinados) y sus posibles efectos.

Los posibles sesgos del análisis.

La presencia de micotoxinas no analizadas.

EFECTOS COMBINADOS

Efectos combinados

Micotoxina Adentro de los límites

Micotoxina Bdentro de los límites

Micotoxina Cdentro de los límites

¿Ausencia de micotoxicosis?

Efectos combinadosExisten más posibilidades de encontrar efectos combinados en micotoxinas:

De estructura molecular similar.

Sintetizadas por la misma especie de hongos.

Sintetizadas por la misma familia de hongos.

Efectos combinados

La aparición de efectos combinados depende de

La concetración de cada micotoxina.

La sensibilidad de los animales (especie, edad, estado sanitario).

Efectos combinados

Sinergismo

Aditividad

Antagonismo

Efectos asociativos entre micotoxinas

Efecto aditivo

El efecto combinado de las micotoxinas A y B es igual a la suma de los efectos individuales.

+ =

Efecto aditivo

Aflatoxinas + Deoxinivalenol

Aves: Afectación del peso de proventrículo, aumento de la enzima lactato deshidrogenasa (DHL) (indicadora de daño tisular).

Aflatoxinas + Ácido Ciclopiazónico

Aves: disminución del crecimiento.Cerdos: reducción de la ingesta de alimento y de la ganancia de peso, inflamación y necrosis del tracto gastrointestinal.

Aflatoxinas + Diacetoxiscirpenol

Cerdos: Disminución del peso vivo y del crecimiento, hepatotoxicidad, afectación de los parámetros serológicos (aumento de gamma glutamil transferasa y fosfatasa alcalina, aumento de la hemoglobina, disminución de la capacidad de transportar hierro.)

Efecto aditivo

Aflatoxinas + Moniliformina

Aves: Disminución de la ganancia de peso vivo y del índice de eficiencia. Aumento del peso relativa del corazón y afectación de los parámetros bioquímicos indicativos de nefrotoxicidad y hepatotoxicidad.

Fumonisina B1 + Diacetoxiscirpenol

Pavos: Reducción del peso vivo, hepatotoxicidad.

Fumonisina B1 + T-2 toxina

Aves: disminución de la ganancia de peso vivo y del índice de eficiencia, hepato y nefrotoxicidad.

Efecto aditivo

Deoxinivalenol + Moliniformina

Pavos: aumento de peso de riñón y corazón. Daño tisular en miocardio.

Citrinina + ocratoxina A

Cerdos: Ambas son nefrotóxicas y su concomitancia afecta el transporte tisular de varias moléculas y la síntesis de proteínas.

Ácido fusárico + T-2 toxinaAves: Disminución del consumo de alimento y de la ganancia de peso. Nefro y cardiotoxicidad.

Ocratoxina A + T-2 toxinaAves: Reducción del peso vivo, aumento de peso relativo de riñón, hígado, proventrículo y molleja. Nefro y hepatotoxicidad.

Efecto sinérgico

El efecto combinado de las micotoxinas A y B es superior a la suma de los efectos individuales.

+ =

Efecto sinérgico

Aflatoxinas + Ocratoxina A

Aves: Disminución del peso vivo y incremento de la mortalidad. Afectación del hígado y nefropatía severa.

Aflatoxinas + Toxina T-2

Aves: una disminución del peso corporal, incremento de los pesosrelativos de riñón, molleja y corazón y disminución del volumen corpuscular medio y de los niveles de potasio sanguíneo.

Muy importante por su prevalencia.

Efecto sinérgico

Deoxinivalenol + Fumonisina B1Cerdos: marcada disminución del peso corporal.

Deoxinivalenol + ZearalenonaCerdos: aumento de malformaciones en lechones recién nacidos.

Efecto antagónico

El efecto combinado de las micotoxinas A y B es inferior a la suma de los efectos individuales (aunque es peor que el efecto de cada micotoxina

por separado).

+ =

Efecto antagónico

Citrinina + ocratoxina A

Aves: la presencia conjunta minimiza los efectos tóxicos de las micotoxinas por separado (disminución del crecimiento y disminución del consumo de agua).

Aflatoxinas + diacetoxiscirpenol

Aves: la presencia conjunta minimiza los efectos tóxicos de las micotoxinas por separado (disminución del crecimiento y disminución del consumo de alimento).

SESGOS DEL MÉTODO ANALÍTICO

Sesgos del método analítico1. Muestreo poco representativo

Dificultad en obtener una muestra representativa, por el gran tamaño del lote o por el tipo de almacenaje de las materias primas.

2. Método de análisis no validadoEs necesario considerar alguno que haya sido evaluado por una asociación analítica de prestigio internacional ej.International Organization for Standardization (ISO).

3. Estándares de referencia de baja calidadDificultad para conseguir estándares en algunos países.% de recuperación por disolución de estándares sólidos, <100%.Inestabilidad de la solución estándar.

Sesgos del método analítico

4. Procedimiento de extracción de la muestra.

4.1. Influencia del método de extracción:

Ensayo de recuperación de aflatoxina B1 con diferentes solventes(contaminación natural, resultados en ppb)

FAO, 1994

Sesgos del método analítico

4. Procedimiento de extracción de la muestra.

4.1. Influencia del tiempo de extracción:

Efecto del tiempo y del sistema de extracción para aflatoxina B1 (Contaminación natural, resultados en ppb) extractante metanol-agua

80:20FAO, 1994

Sesgos del método analítico

5. Concentración en la muestra fuera de los límites de detección.

Los límites dependen del método analítico escogido.

6. Interferencias con otros componentes de la muestra.

TLC: falsos positivos si las muestra contiene ciertos pigmentos naturales.

TLC: falsos positivos de aflatoxina B1 si la muestra contiene etoxiquin.

ELISA: falsos negativos para aflatoxinas en muestras de sorgo.

Sesgos del método analítico

5. Errores en la cuantificación.

Exactitud: cantidad recuperada de la micotoxina que se está analizando desde la extracción hasta la cuantificación. Se verifica realizando ensayos con una cantidad certificada de la micotoxina a cuantificar.

Precisión: qué resultados se deben esperar cuando se analiza una misma muestra en diferentes ocasiones.

PRESENCIA DE MICOTOXINAS NO ANALIZADAS

Micotoxinas no analizadas

En la materia prima pueden estar presentes micotoxinas de las que no se realizan análisis:

1. MICOTOXINAS BIEN CONOCIDAS De las que no se realizan análisis rutinarios debido a motivos económicos, ausencia o no disponibilidad de métodos estandarizados, presencia poco probable, etc.

2. MICOTOXINAS POCO CONOCIDASMicotoxinas cuya incidencia y efectos son poco conocidos.

HAY MÁS DE 300 MICOTOXINAS DESCRITAS

Micotoxinas poco conocidas

Stachybotrotoxicosis

Stachybotrys chartarum

Producida por Satratoxina H, un tricoteceno 5 veces más tóxico que la toxina T2.

Descrita en caballos y en humanos.

SÍNTOMAS MÁS FREQUENTES

Irritación y ulceración de la boca, nariz, esófago, labios; leucopenia y agranulocitosis; fiebre; diarrea; muerte.

Satratoxina H

Presenta un grupo sesquiterpeno en la estructura...

... y efecto necrosante.

Micotoxinas poco conocidas

Micotoxicosis por Alternaria

Alternaria spp.

Toxinas secretadas por Alternaria spp.:alternariol, alternariol metil éter, altenueno y ácido tenuazónico.

Descrita en cerdos, rumiantes, avicultura, humanos.

SÍNTOMAS MÁS FREQUENTES

Fotosensibilidad, mortalidad en embrionaria, lesiones en esófago, hepato y nefrotoxicidad, diarrea, postración, disminución del crecimiento, hemorragias petequiales en músculo y hígado, muerte.

Alternariol

Alternariol y alternariol metil éter presentan estructuras cumarínicas....

... y provocan hemorragias.

Micotoxinas poco conocidas

Otros ejemplos:

Gliotoxina (P. terlikowskii, Trichoderma viride): fotosensibilidad, pérdida de peso.

Islandotoxina (P. islandicum): Hemorragias, hepatotoxicidad.

Maltorizina (A. oryzae): parálisis muscular, hepatotoxicidad.

Quetomina(Chetomium cochliodes): toxicidad general.

Rugulosina (P. rugulosum): cirrosis, nefritis.

Slaframina (Rhizoctonia leguminicola): salivación excesiva.

CONCLUSIÓN

Conclusión

Para evitar la aparición de micotoxicosis es imprescindible:

APPCC en la producción y compra de insumos

y en el manejo de las materias primas.

Correcta interpretación de los análisis de laboratorio.

Incorporación de un captador de micotoxinas.

MUCHAS GRACIAS

Simposium Biovet 2007