Las micotoxinas ocultas o modificadas

Las micotoxinas son compuestos tóxicos, tanto para las personas como para los animales, producidos por ciertos hongos que se desarrollan en diversos productos agrícolas. Dichos productos se pueden contaminar en el campo (precosecha y cosecha) y en el almacenamiento (poscosecha). Entre los hongos productores de micotoxinas destacan varias especies de los géneros Aspergillus, Penicillium y Fusarium. Una misma micotoxina puede ser producida por varias especies y, además, es posible que una misma especie de hongo produzca varios tipos de micotoxinas.

Se han descrito más de 400 micotoxinas y, en general, su presencia en los alimentos para humanos y piensos para animales muestra un patrón geográfico, en función de los hongos productores. Mientras que Aspergillus spp. presenta una mayor prevalencia en las regiones tropicales y subtropicales, Fusarium spp. y Penicillium spp. se adaptan al clima moderado de América del Norte, sur de Sudamérica, Europa, Asia y Rusia. Sin embargo, el comercio internacional de alimentos y materias primas ha resultado en una distribución mundial de materiales contaminados.

Las micotoxinas en producción animal
Existe un gran número de micotoxinas que han sido clasificadas como importantes para la producción animal. Entre las toxinas producidas por Aspergillus spp. destacan las aflatoxinas y ocratoxinas, principalmente ocratoxina A, que también es producida por ciertas especies del género Penicillium. A su vez, Penicillium spp. produce otras toxinas como la citrinina y la neurotoxina penitrem A. Entre las toxinas producidas por Fusarium spp. son de relevancia la zearalenona (ZEA), los tricotecenos (deoxinivalenol –DON–, diacetoxiscirpenol –DAS–, nivalenol –NIV–, toxina T-2, toxina HT-2), y las fumonisinas (principalmente la fumonisina B1).

Las especies animales responden de manera diferente a la intoxicación por micotoxinas (micotoxicosis), por lo que los signos clínicos pueden ser difíciles de detectar. El monitoreo, el reconocimiento de los síntomas y los diagnósticos post mortem, junto con un análisis adecuado del alimento, son la forma más apropiada de diagnosticar una micotoxicosis en los animales. Existen diferentes técnicas estandarizadas para detectar micotoxinas en diversos alimentos. Sin embargo, puede suceder que dichas toxinas puedan estar presentes en un alimento a pesar de obtener resultados analíticos negativos. Esto puede ocurrir por diversas causas, entre ellas destacan la distribución heterogénea de estas toxinas que dificulta el muestreo, la asociación de las micotoxinas a la matriz alimentaria o la formación de micotoxinas enmascaradas, que causan problemas en la detección analítica por métodos convencionales.

Micotoxinas modificadas
En sentido estricto, el término de “micotoxinas enmascaradas” hace referencia a derivados de las micotoxinas formados por mecanismos de defensa de las plantas afectadas por los hongos micotoxigénicos. Sin embargo, la formación de derivados de micotoxinas en varios productos también se ha asociado a la acción de diversos microorganismos, a la metabolización en animales o a reacciones de las toxinas con componentes de la matriz alimentaria durante el proceso de fabricación de un alimento derivado. Por ello y para poder abarcar todos los compuestos derivados de las micotoxinas, se prefiere utilizar el término “micotoxinas modificadas” (tabla). Estas resultan indetectables con los métodos estandarizados de análisis y su consumo puede provocar efectos tóxicos. El primer informe sobre micotoxinas modificadas in vivo data de 1980, cuando Gareis y col. observaron que un cerdo que consumió ZEA14-glucósido (600 µg/día durante 14 días), derivado glucosídico de la ZEA, eliminó ZEA y α-zearalenol en orina y material fecal, aunque no se detectaron efectos tóxicos a esa dosis.

Las micotoxinas modificadas suelen ser menos tóxicas que los compuestos que les dieron origen. Pueden constituir un 30 % o más de la carga micotoxicológica y llegar, en ciertos casos, a igualar o superar el contenido de la micotoxina de la cual derivan. En algunos casos, estos derivados pueden ser hidrolizados una vez ingeridos, dando como resultado la liberación en el organismo de la micotoxina que les dio origen, provocando los mismos efectos tóxicos. Es por ello que la detección de las micotoxinas modificadas en los alimentos es de suma importancia para asegurar la inocuidad de los mismos.

El grupo de las micotoxinas modificadas comprende una amplia variedad de compuestos extraíbles y otros no extraíbles por los métodos convencionales usados en análisis de micotoxinas. Los primeros incluyen compuestos formados por modificación de grupos funcionales y/o conjugación por unión a moléculas pequeñas como hexosas o aminoácidos, entre otras. Estos compuestos son, en general, fácilmente extraíbles. Sin embargo, es importante considerar en cada caso el cambio de polaridad debido a las modificaciones ntroducidas. Las micotoxinas presentes en un alimento también pueden encontrarse asociadas a polisacáridos o proteínas de la matriz mediante adsorción o enlace covalente. En tal caso, no son directamente accesibles y tienen que ser liberadas de la matriz por tratamiento químico o enzimático antes de realizar la extracción. 

Métodos de detección
La detección de las micotoxinas modificadas se puede realizar por métodos directos o indirectos. Los análisis directos se basan principalmente en métodos cromatográficos como la cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC, por sus siglas en inglés) y la cromatografía de gases (GC). El problema de utilizar estos métodos es que solamente algunos estándares de las micotoxinas modificadas, como por ejemplo el deoxinivalenol-3-glucósido (DON-3-G) y el deepoxi-deoxinivalenol (DOM-1), están disponibles comercialmente. En general, los métodos más utilizados para este tipo de micotoxinas son los basados en cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (LC-MS). En ciertos casos, los métodos inmunoquímicos utilizados para la detección de micotoxinas libres presentan reactividad cruzada con las toxinas modificadas. En esos casos, la concentración de micotoxina obtenida después del análisis será superior a la real, ya que parte se deberá a la presencia de la toxina modificada. La respuesta puede ser muy dependiente del kit comercial utilizado, variando entre el 8 % y el 157 % los valores de reactividad cruzada del DON-3-G con respecto al DON.

Los métodos indirectos de detección se basan en una transformación (química o enzimática), previa al análisis, de las micotoxinas modificadas mediante la cual se obtienen las toxinas en forma libre. En estos casos es importante extremar el control de las reacciones de hidrólisis, en especial en tratamientos químicos, los cuales pueden llegar a ser destructivos. Después de la transformación, se aplican métodos de análisis convencionales para micotoxinas libres, teniendo en cuenta que el resultado permitirá conocer el contenido total de micotoxinas, pero no diferenciar entre micotoxinas libres o enmascaradas.

Modificaciones en las micotoxinas
Las plantas, los microorganismos y los procesos de fabricación de los piensos pueden modificar las micotoxinas.

Alteraciones producidas por las plantas
Las plantas infectadas con hongos micotoxigénicos pueden modificar la estructura de las micotoxinas producidas en sus tejidos, de manera que pueden reducir los efectos tóxicos. Dos mecanismos de detoxificación de importancia son la modificación química (fases I y II) y la compartimentación (fase III).

La modificación química se puede dar en dos fases. En la fase I tienen lugar reacciones de hidrólisis, reducción u oxidación que llevan a la creación de compuestos que forman conjugados con moléculas pequeñas como glucosa, glutatión o ácidos grasos en la fase II. La transformación química en la fase I ocurre típicamente en los compuestos lipofílicos, produciendo metabolitos que no siempre son menos tóxicos que los compuestos originales. Los compuestos hidrofílicos no pasan por la fase I. Por su parte, las reacciones de la fase II producen metabolitos menos tóxicos que las micotoxinas originales.

La fase III de destoxificación en las plantas involucra el secuestro de los compuestos conjugados en vacuolas o la unión irreversible a la pared celular de la planta. En este paso, los productos de destoxificación son almacenados de manera permanente en el tejido de la planta. Así, utilizando el mecanismo de destoxificación, las plantas son capaces de convertir los tricotecenos relativamente apolares y la ZEA en derivados más polares a través de la conjugación con azúcares, aminoácidos o grupos sulfato, para poder compartimentalizarlos en sus vacuolas.

Efectos de los microorganismos
Algunas cepas de levaduras, bacterias y hongos filamentosos también pueden modificar micotoxinas formando compuestos que mantienen cierto grado de toxicidad, como los conjugados de toxinas con sulfato o los ésteres glucosídicos de las mismas. También se ha demostrado que varios microorganismos pueden producir un efecto de enmascaramiento de las micotoxinas por adsorción de las mismas a su pared celular, lo cual dificulta la extracción. Existe evidencia, además, de que ciertos microorganismos son capaces de convertir toxinas conjugadas en sus formas libres por medio de enzimas. Se ha demostrado que Lactobacillus brevis y Bifidobacterium adolescentes, por acción de la enzima β-glucosidasa, son capaces de hidrolizar conjugados glucosídicos de tricotecenos como el DON-3G o el NIV-3G, liberando las micotoxinas que les dieron origen y potenciando los efectos tóxicos del alimento. Por ello, a pesar de los beneficios en la salud que el uso de tales microorganismos probióticos podría proporcionar, debe considerarse que la presencia de los mismos en el tracto gastrointestinal del animal consumidor también podría incrementar la biodisponibilidad de ciertas micotoxinas.

Cambios debidos a los procesos de fabricación
En general, se considera que las micotoxinas son relativamente estables durante el procesamiento de los alimentos. Sin embargo, en algunos casos, se forman micotoxinas modificadas durante tratamientos físicos, químicos o biológicos asociados al procesamiento. Por ejemplo, se ha demostrado la aparición de productos de degradación térmica de DON y NIV, los cuales carecen del grupo epóxido y presentan menor toxicidad. La formación de derivados menos tóxicos también ha sido descrita en el caso de las fumonisinas en maíz contaminado sometido a nixtamalización (cocimiento en medio alcalino). Sin embargo, los procesos térmicos también pueden aumentar la disponibilidad de fumonisinas en un alimento por liberación de las toxinas asociadas a la matriz alimentaria. A su vez, procesos que impliquen el uso de enzimas (amilasas, proteasas, pectinasas, β-glucanasas, amiloglucosidas) pueden provocar la hidrólisis de diferentes estructuras dando como resultado la liberación de las micotoxinas asociadas a la matriz.

Las especies animales responden de manera diferente a las provocaciones por micotoxinas.

Ejemplos de micotoxinas modificadas
Los derivados conjugados de las micotoxinas de Fusarium spp. son las micotoxinas modificadas más conocidas. Entre ellas se encuentran los tricotecenos A y B conjugados con glucosa en unión β (DON3-glucósido, NIV3-glucósido, toxina HT-2 glucósido) y conjugados similares de ZEA (ZEA14-glucósido). En el caso de la toxina T2, se han encontrado α y β-glucósidos. Además, se han descripto di, tri y tetra-glucósidos y malonilglucósidos para DON, toxinas T-2 y HT-2 y ZEA. Conjugados glutatiónicos de DON han sido descritos en varios cereales, y se ha demostrado la existencia de ZEA y DON conjugados a sulfato (ZEA14S) y DON (DON3S, DON15S).

Existe evidencia de que DON-3-glucósido, y posiblemente otros tricotecenos enmascarados, son estables en condiciones existentes en el intestino superior y no son absorbidos intactos. DON-3-glucósido no es tóxico per se, pero puede ser hidrolizado por microorganismos colónicos, liberando DON, el cual puede ser absorbido o subsecuentemente metabolizado por ciertas bacterias a DOM-1, de menor toxicidad.

También se ha demostrado que la ZEA enmascarada tanto en forma de glucósido como sulfato es, por lo menos, parcialmente hidrolizada en el tracto gastrointestinal de cerdos, con la microbiota jugando un papel fundamental. A pesar de que la toxicidad de los conjugados es menor que la de la micotoxina libre, se sugiere que su presencia en los piensos para cerdos debería ser evaluada debido a la demostrada reconversión en ZEA y posterior conversión en metabolitos poco conocidos.