Interpretacion analisis micotoxicologicos
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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