Importancia y Efectos de la Aflatoxina en los Seres HumanosOscar Mauricio Santos Chona 11 Microbiólogo en AlimentosDocente Area Ciencias Básicas Facultad de MedicinaUniversidad Autónoma de BucaramangaCampus el Bosque Calle 157 No. 19-55 (Cañaveral Parque).Teléfono: 6399152 -6399149. Fax: 6399147
ResumenLas Aflatoxinas son metabolitos secundarios producidos por algunas de las especies de Aspergillusque crecen en productos alimenticios, y que por su consumo pueden afectar el metabolismo de casi todos losseres vivos, incluyendo los humanos y los animales. Las aflatoxinas son consideradas como el carcinógenomás potente producido en la naturaleza. Estos tóxicos son considerados mutagénicos, teratogénicos yhepatotóxicos para muchas especies vivas incluyendo los humanos, por lo cual debemos ser protegidos almáximo de su consumo o contacto con estas micotoxinas. La producción de aflatoxinas es considerada casiinevitable por encontrarse estos mohos esparcidos en todo el mundo y encontrar fácilmente las condicionesideales para su producción, especialmente en países tropicales y subtropicales. Sin embargo, todos losesfuerzos deben ir encaminados a controlar la producción de estos tóxicos y la prevención debe ser laherramienta más importante. Este artículo presenta algunos de los aspectos más importantes relacionados conlas aflatoxinas como su síntesis, efectos en la salud y la economía, asi como los métodos de detección ycontrol de la producción de la toxina. Finalmente, el artículo busca despertar el interés no solo del personalmédico y paramédico sino de las entidades encargadas de manejar la salud pública ante el peligro potencial deestos tóxicos y comenzar a sospechar de estas micotoxinas como posibles agentes predisponentes para unaamplia gama de enfermedades.Palabras clavesAflatoxinas, Aflatoxicosis, Aspergillus, Carcinógeno, Micotoxinas.
INTRODUCCIÓNAun hoy en día se sigue considerando la presencia de mohos en los alimentos como un problema deapariencia o una molestia pasajera sin detenernos a pensar las consecuencias que pueden acarrear la presenciade ellos en los productos. Existen mas de 200 tipos de mohos toxigénicos que bajo condiciones especialesson capaces de producir toxinas y que se conocen como micotoxinas 1. La toxinas que más se han estudiadohan sido las aflatoxinas; sin embargo, no podemos olvidar otras toxinas como la Ochratoxina A (Asp.ochraceus) o la citreoviridina (Penicillium spp) que pueden producir efectos nefro o neurotóxicos. Lasaflatoxinas son toxinas naturales producidos por mohos y consideradas como parte de sus productosmetabólicos. Estas son producidas por cepas toxigénicas del genero Aspergillus. Su toxicidad ha causadodaños severos en la salud y en la economía alrededor del todo el globo. Las aflatoxinas son consideradascomo el carcinógeno mas potente producido en la naturaleza 2,3,4 .La presencia de aflatoxinas se ha registrado indirectamente en muchos artículos desde el siglopasado, donde se describían los mismos síntomas, especialmente en animales intoxicados, y se veía larelación con consumo de alimentos en cierto estado de descomposición, pero no se conocía la causa exactadel problema. El estudio documentado de las aflatoxinas y la enfermedad causada por estas comienza en lossesenta cuando se reportó de una epidemia (llamada "X") de pavos y otros animales de corral, matando masde 100.000 animales 4,5. La causa de la muerte fué la presencia de maní brasileño altamente contaminado conaflatoxinas.
Las especies de Aspergillus se encuentran en cualquier parte del mundo, pudiendo crecer en una granvariedad de condiciones ambientales y sobre una gran cantidad de alimentos. Por eso, la mayoría deproductos pueden ser susceptibles de contaminación. La presencia de Aspergillus no necesariamente implicapresencia de aflatoxinas pues hay cepas no toxigénicas; sin embargo, lo que es más interesante, la ausencia deAspergillus en el alimento no necesariamente implica que el alimento no tenga aflatoxinas, debido a que latoxina puede persistir aún después que el moho ha desaparecido, e incluso después de la cocción del alimento.Aspergillus spp requiere ciertas condiciones especiales para su crecimiento y la producción deaflatoxinas. El moho puede crecer desde 4°C hasta 45°C, mientras que la toxina puede ser producida desde11°C hasta 35°C, con una temperatura óptima de 22°C y una humedad relativa del 80-90% 6. La cepa másrelacionada con la producción de aflatoxina es el A. flavus, de ahí el nombre de aflatoxina; siguiendo enimportancia el A. parasiticus. Sin embargo, A. nomius ha sido descrito junto con otras especies comoproductor de toxinas potentes con capacidad insecticida y quimio-esterilizante contra una gran cantidad deinsectos y se sospecha aunque no se ha probado su efecto en animales o humanos 7. Los Aspergillus secaracterizan por no producir conidioforos septados. Pueden producir cierto tipo de conidias llamadasesclerotias que tiene función de espora, dándole resistencia en la adversidad de climas como desecación ocongelamiento, o bajo condiciones de carencia de nutrientes 8.Aunque los Aspergillus crecen saprofíticamente, los productos alimenticios pueden servir como sustrato,favoreciendo la presencia de estos mohos. Factores como la capacidad toxigénica del hongo, la temperatura,el tiempo, el pH, la humedad, la actividad del agua (Aw), la luz, la atmósfera de almacenamiento y factores detipo químico como la presencia de minerales o carbohidratos, o la presencia de sustancias inhibidoras como lalactosa, pueden ayudar a crecer e incluso a producir aflatoxinas. Las condiciones para el crecimiento ydesarrollo de aflatoxinas no pueden ser mejores en los países tropicales, donde las temperaturas altas (20-35°C) y el ambiente húmedo (85% de humedad relativa) dan las condiciones ideales para infectar casicualquier producto del agro, especialmente maíz, algodón, arroz y maní 9,10 .
SINTESIS DE LAS AFLATOXINASLas aflatoxinas se consideran como productos metabólicos secundarios, es decir que no tienen unafunción directa en el metabolismo vital fisiológico del moho sino parecen ser un factor de defensa para unmedio hostil.Químicamente pertenecen al grupo de derivados de las bisfurano-isocumarinas. Se presume que susíntesis se relaciona con la condensación de un Acetil CoA que reacciona con tres o más grupos malonatosproduciendo malonil CoA, que junto con mas Acetil CoA van a formar un compuesto policetónico, luegosufriendo ciclización y aromatización para formar antrona y su compuesto oxidado que es el ácidonorsolínico; después de otra serie de reacciones puede dar formación a las aflatoxinas 11. Aunque han sidoidentificados al menos 20 tipos diferentes de aflatoxinas, las más comunes son la B1, B2, G1 y G2, M1 y M2,siendo las cuatro primeras las mas relacionadas con los efectos tóxicos (Fig 1). Las aflatoxinas B y G emitenluz ultravioleta de onda larga, excitándose a 225-365 nm y emitiendo a 425-450 nm, con la cual pueden serobservadas con una lampara fluorescente, produciendo luz azul o verde, de donde toman el nombre de B(blue) y G (green) según el caso.
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EFECTOS DE LAS AFLATOXINASLas aflatoxinas producidas por cepas de A. flavus y A. parasiticus son contaminantes de muchosproductos, no solo en países tropicales sino en todo el mundo. Estas toxinas afectan a los humanos tanto porsus efectos toxicológicos como económicos. En esta sección discutiremos algunos de estos efectos.Las aflatoxinas pueden tener un efecto muy serio en la salud de los organismos vivos. No se sabeexactamente cual es el nivel tóxico de aflatoxina para consumo humano, especialmente la tipo B1. Enpersonas intoxicadas se han visto rangos desde 100 ppm hasta 20.000 ppm 12,13. Estos valores son diferentespara cada especie, existiendo especies mas sensibles al tóxico que otras. Aunque no todos los estudios enanimales confirman su efecto cancerígeno o tóxico al ser expuestos a la toxina, existe suficientes pruebas paraconsiderar seriamente las aflatoxinas como un riesgo potencial para la salud de los seres vivos. El riesgo paralos humanos de ser afectado por estas toxinas puede ser a través del consumo de productos vegetalescontaminados o de bio-productos como huevos, hígado y leche. La severidad de la acción de la toxina puedecausar efectos en la actividad relativa de las vías de biotransformación y reparación del ADN, produciendoefectos principalmente carcinogénicos y mutagénicos, y también alterando varios factores nutricionales,incluyendo cambios en la grasa, proteínas, vitaminas y minerales esenciales o en procesos energéticos 1,12. Elprincipal abductor de AFB1 con el ADN son identificados como 8,9- dihidro-8-(N7 guanil)-9-hidroxiaflatoxina B1 (AFB, N7-Gua) y AFB1 formamidopirimidina (AFB1,FAP). Este último corresponde aun análogo de anillo abierto del AFB,N7-Gua 3,14.El curso de la patología depende de muchos factores tales como la dosis, la toxicidad del compuesto(ej. AFB1, AFG1), los factores intrínsecos del hospedero tales como edad, sexo, estado endocrino, factores denutrición y períodos de exposición a la toxina 15. Un ejemplo del contraste que se puede observar en estudiosde susceptibilidad a la toxina es el tipo de animal estudiado. Los humanos y las ratas son muy sensibles aAFB1, en contraste con los ratones, los cuales pueden ser relativamente insensibles o necesitan dosis muchomás altas.
Aunque la ruta más conocida de exposición de aflatoxinas para humanos y animales es a través de ladieta, existe evidencia que las aflatoxinas pueden entrar por vía respiratoria, siendo inhaladas como partículasde polvo y provocando casos agudos y crónicos de intoxicación por esta toxina 16,17. Incluso se sospecha de laadquisición de la toxina en drogadictos que usan algunas sustancias contaminadas para "hacer rendir lasmuestras de heroína" y que al mezclarlas con la droga transfiere este xenobiótico al consumidor,encontrándoseles aflatoxinas en la orina 17.Para facilitar el entendimiento del efecto del tóxico en los seres vivos, los efectos en la salud seclasifican como exposiciones agudas y crónicas dependiendo del tiempo de exposición a la toxina.
EXPOSICION AGUDALa exposición aguda esta más relacionada con el consumo de altos niveles de aflatoxinas sobreperíodos relativamente cortos (días). La información en humanos es limitada aunque se ha visto evidenciasustancial de exposición, observándose intoxicaciones masivas de humanos en varios países del mundo comoIndia y Kenia, con altas concentraciones de aflatoxinas tanto en orina como en sangre 12,18. En la India se diceque al menos 400 personas fueron afectadas por el consumo de maíz infectado, matando a 104 personas; enKenia 12 personas también murieron por consumo elevado de la toxina 5,13. En otro reporte en el sureste deAsia, se habla de una epidemia de 19 casos de pacientes que después de consumir arroz con pastas, sevolvieron ictéricos y enfermaron en cuestión de horas, 17 de ellos presentando sintomatología de hepatitis; entotal, 14 murieron por falla hepática y 7 presentaron falla renal 17. De 10 biopsias hepáticas, todas fueronencontradas con aflatoxinas en altas concentraciones, lo mismo que en 21 de las 38 muestras de otros órganos.El efecto de la toxina ha sido mejor reportada en animales tales como aves de corral, truchas, ratones yconejos, que sufrieron de aflatoxicosis aguda clínica después del consumo de productos contaminados 19,20.No se conoce exactamente el mecanismo del efecto tóxico de la aflatoxina. Algunos de los signosque se han visto en varias especies animales, especialmente en mamíferos y aves, son hipolipidemia,hipocolesterolemia e hipocarotenemia, asociada con esteatosis hepática y pérdida de peso. Se piensa que sedeba a un balance en el metabolismo de lípidos por modificación bioquímica en los residuos en la proteína B-100 de las LDL (lipoproteínas de baja densidad) por actividad de la molécula AFB1 (Tattini, Univ. OfMinnesota cumunicación personal).En la intoxicación con aflatoxinas se observa lesión hepática como coagulopatías, aumento de lafragilidad capilar, hemorragia y tiempos prolongados de coagulación y membranas ictéricas. La muerte delhuésped puede suceder de horas hasta pocos días.Se ha visto una relación muy cercana entre la prevalencia de desnutrición tipo kwashiorkor y laexposición a una dieta con aflatoxinas tanto en animales como en humanos, diferente a otros procesos comoel marasmo 17,18. En estos estudios se ha visto una importante presencia de la toxina en los pacientes conkwashiorkor pero casi nunca en pacientes con marasmo. Además esta relación explica un fenómeno que se havisto de kwashiorkor en bebés amamantados con leche materna, donde el bebé presenta más desnutricióncuando más es amamantado. Este reporte también describe cómo las aflatoxinas pueden afectar a los reciénnacidos en los países tropicales, causándoles bajo peso, ictericia y poca viabilidad. En estos casos seríarecomendable hacer un control prenatal a la madre grávida para ver como el bebé fue afectado por esta toxina.
EXPOSICION CRONICALa exposición crónica es más común que la exposición aguda; sin embargo, en cierta forma es másdifícil de identificar. Los animales y, muy seguramente, el hombre está expuesto al consumo de ciertacantidad de toxina durante toda su vida o por largos períodos de tiempo. Hay una gran cantidad de evidenciaindicando que la exposición crónica a la toxina induce a la producción de células cancerígenas, convirtiéndoloen un problema de salud pública, especialmente cuando se asegura que del 20 al 50% de todos los cánceresestán relacionados con factores de la dieta 3,14. Esta toxina junto al virus de la hepatitis B son consideradoscomo los factores de riesgo de cáncer hepatocelular en China y Africa del Norte, estimándose en 250.000muertes anualmente 12. En la exposición crónica el efecto más drástico se ve en el ADN. Su efecto se puede subdividir encarcinogénico, mutagénico y teratogénico. Bioquímicamente, se considera que las aflatoxinas, en especial laAFB1, pueden pasar en el hígado por dos fases. La fase I por acción del complejo citocromo p-450monooxigenasas que produce en el organismo una variedad de derivados reducidos y oxidados quesupuestamente no presentan actividad carcinogénica, como los productos AFQ1 y AFM1. Pero tambiénpuede producir productos como la aflatoxina AFB1,8,9 epóxido (AFBO), que es un producto inestable y queforma aducciones con el ADN, el cual puede llevar a mutaciones en proto-oncogen y genes supresores detumores 3. El compuesto AFBO puede llegar a conjugarse con proteínas o sufrir hidroxilación o conjugarsecon el glutatión (GSH) en el hígado y ser excretado en la orina o en las heces como ácido mercaptúrico, (Fig2) combinándose con proteínas a los diferentes tejidos y provocando las diferentes clases de intoxicaciones.Además de los efectos carcinogénicos, la aflatoxinas y sus metabolitos pueden afectar cualquierórgano. Sin embargo el órgano blanco principal es el hígado, produciendo hígado graso y pálido, necrosismoderada y extensiva, hemorragia y otras patologías como alargamiento de la vesícula, daño en el sistemainmune, nervioso o reproductivo 15,21,22. También se ha considerado que tiene efectos en algunas de lasformas crónicas de malnutrición en niños en proceso de crecimiento. Algunos estudios asocian estasmicotoxinas con la infiltración grasa en el cerebro producida en el síndrome de Reye; sin embargo hay otrosestudios que muestran discrepancia 15,20.

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En Colombia no tenemos mucha información sobre la presencia de aflatoxinas, sin embargo, lospocos estudios han probado que el problema existe potencialmente. En una tesis de la Universidad deAntioquia se encontró que de 50 muestras de maíz, 26 de los especímenes estaban contaminados con A. flavustoxigénico 23. La entidad que controla la incidencia de la toxina en alimentos y animales oficialmente es elICA. Sin embargo ellos no son los responsables de los reportes estadísticos de la incidencia o prevalencia deeste tóxico en humanos. La entidad encargada de este reporte es el Ministerio de Salud, el cual tampoco tieneun registro detallado de casos de aflatoxicosis.
EFECTOS ECONOMICOSComo es de suponerse, en casi todos los países del mundo los efectos toxicológicos descritosanteriormente tanto en humanos como en animales no tendrían mayor repercusión en la sociedad si no seviera afectado un factor clave: el económico. La agricultura y la ganadería son dos áreas seriamente afectadaspor la presencia de las aflatoxinas. Por ejemplo en la ganadería, un animal enfermo es un animal desnutrido,normalmente bajo de peso y talla, con baja producción lechera, inapetente, con baja capacidad reproductora;lo mismo en avicultura, las aves contaminadas producen menos huevos o huevos contaminados, lo querepercuten en la producción 20,24. También la pérdida económica se puede ver indirectamente afectada por lainasistencia laboral o la baja producción de los intoxicados y el pago de hospitalización y medicamentos. Esinteresante que las pruebas para cuantificar aflatoxinas en Colombia no se hacen de rutina para los humanos,mientras que estas pruebas se consiguen con cierta facilidad para el control de los alimentos animales.
REGULACIONESDebido a la presencia del moho y la toxina en el ambiente se consideran un problema casi inevitable.Diferentes entidades han tratado de regular la máxima cantidad de aflatoxina permitida en los alimentos,donde cada país ha regulado su propia normatización. Así, mientras en los Estados Unidos es de máximo 15-20 ug/Kg (o también ppm) en la mayoría de productos y de 0.5 ug/Kg en leche, la comunidad europeaconsidera que debe ser máximo de 5 ug/Kg y 0.05 ug/Kg respectivamente. La mayoría de paíseslatinoamericanos no tienen regulaciones o son muy laxos en la aplicación de estos reglamentos. Colombiaacepta hasta 50 ppm 7,25,26.
DETECCION DE AFLATOXINASEn el laboratorio existen dos grandes procedimientos principales para el estudio de las muestras tantode alimentos como de los hospederos: métodos fisicoquímicos y biológicos 27. Los métodos físicos incluyencromatografía de capa delgada (TLC), cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) o cromatografíacapilar de gas (CGC). Otras técnicas usadas son la fluorometría y la espectrofotometría. Existen métodosrápidos en minutos de detección donde se pueden encontrar partes por millón de aflatoxinas en las muestraspor métodos inmunológicos, columnas cromatográficas o métodos mixtos 26. Hay que tener en cuenta que sise evalúan las toxinas en productos alimenticios, se debe buscar las B y G principalmente, mientras que si seevalúan aflatoxinas en animales o humanos, la toxina que más comúnmente se selecciona es la M, que es unsubproducto de biotransformación de la toxina B1, que se puede encontrar en leche, sangre y orina.Los métodos biológicos se dividen en cultivo de tejidos, pruebas en animales, pruebas en microorganismos einmunoensayos. En este documento no será discutido ninguno de los métodos mencionados anteriormente.
CONTROLIncuestionablemente, la prevención del crecimiento del hongo y la toxina es la mejor arma paracombatir la presencia de las micotoxinas, principalmente con el buen manejo de las condiciones dealmacenamiento tales como humedad y temperatura 28. Hay que almacenar los granos o sustratos con muybaja humedad, sin contacto con el exterior, y ojalá en sitios donde se mantenga a temperatura baja. Otrosaspectos que también influyen son el manejo apropiado de los productos agrícolas en la recolección y eltransporte, el almacenamiento de material en buenas condiciones, control con fungicidas y otros másdrásticos, como la irradiación.Debido a la gran pérdida económica que puede sufrir el agro, en general una vez que el alimento estácontaminado, se usan tres mecanismos que permiten su posterior reutilización: la reducción, la remoción y ladegradación. El método más común es la reducción, en el cual productos contaminados son mezclados conproductos "limpios" para reducir la concentración de la toxina. Esta técnica, que es utilizada también porpaíses industrializados, implica un riesgo potencial para los consumidores, pero ayuda a evitar grandespérdidas económicas y a cumplir con los parámetros de control exigidos. Los otros métodos buscanremoverla o inactivarla por diferentes métodos físico-químicos que no serán nombrados en este artículo. Hoyse usan biomarcadores que buscan medir el riesgo de exposición de la población a estas micotoxinas, conaductores macromoleculares y metabolitos carcinógenos en orina y sangre periférica 12,29. También se estánbuscando agentes quimioprotectores que puedan reducir el poder genotóxico de AFBO por inhibición de laformación o por promoción de su detoxificación, en la fase I y fase II como se explicaba anteriormente. Eluso de restricción de la toxina con alimentos donde se demuestra como sustancias específicas que puedenactuar sobre el GSH para inhibir químicamente la tumoregénesis en varios tejidos en animales de laboratorio30. Un producto que ha sido estudiado como quimio-protector contra la toxina es el Oltipraz, que es underivado sintético del 1,2-dithiol-2-thione 2, el cual es una droga antiquisostosomática, que se ha probadocomo un potente y efectivo inhibidor del cancer inducido por aflatoxinas en modelos animales. Otrocompuestos que se están utilizando son los diterpenos cafestol y kahweol 31, que son compuestos que seencuentran en granos de café y que se ha probado su poder como agente quimo protector contra aflatoxinaspor al menos dos mecanismos diferentes.La aflatoxina es un metabolito secundario no contagioso, producido naturalmente cuando algunasespecies del moho Aspergillus encuentran las condiciones propicias para la producción de la toxina enalimentos tanto para humanos como para animales. Este moho se encuentra en cualquier lugar del mundo, sinembargo encuentra las mejores condiciones de crecimiento y producción de toxina en las zonas tropicales. Elconsumo de la toxina producida por este microorganismo puede afectar casi cualquier ser viviente,provocando daños metabólicos y citotóxicos. Se ha visto su efecto tóxico y su compromiso en procesoscancerígenos, teratogénicos y mutagénicos en muchos animales y se tiene serios indicios de su efecto en lasalud humana. En este artículo se revisa los síntomas más importantes por exposición aguda y crónica. Existela necesidad de estudiar a través de grupos de investigación y relacionar la influencia de la aflatoxicosis conmuchos problemas locales como desnutrición o inmunosupresión que podría estar afectando la población.También tiene un factor muy importante en la economía pues puede afectar tanto la industria ganadera y laagrícola como a los trabajadores. Hay muchos investigadores buscando evitar los efectos tóxicos de estexenobiótico con resultados muy optimistas; sin embargo la mejor forma de hacerlo es a través de la
prevención del moho y su toxina.