taller buenas prÁcticas en producciÓn de...
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Dr. Teódulo Quezada Tristán
TALLER BUENAS PRÁCTICAS EN PRODUCCIÓN DE
CARNE
LAS MICOTOXINAS VISTAS DESDE EL PUNTO DE VISTA TOXICOLÓGICO Y
SU IMPACTO EN LA PRODUCCIÓN DE CARNE.
19 de Febrero de 2015, Juriquilla, Qro., México
1. Inocuidad de los alimentos.
2. Hongos productores de micotoxinas
3. Micotoxinas más importantes
4. Metabolismo, mecanismos de acción y efectos de las micotoxinas
5. Mecanismos de destoxificación de las micotoxinas
6. Regulación de las micotoxinas
Al hablar de inocuidad de los alimentos se
deben considerar no solo la contaminación
microbiológica y la contaminación química de
origen humano, sino también de la
contaminación por sustancias tóxicas
naturales.
Dentro de éstas se incluye a las micotoxinas,
sustancias que son consideradas de gran
importancia en la nutrición humana y animal.
Existen por lo menos 200.000 especies de
hongos y entre ellas, 300 a 400 tienen efecto
tóxico para los humanos y los animales.
Aspergillus spp
Alternaria spp Fusarium spp
Penicilium spp
Contaminación Fúngica
Aspergillus niger van Tieghem
Provoca cambio drástico en las
características de gustocidad
Afectan las propiedades nutrimentales
Contamina a la mayoría de los productos
agrícolas (cacahuate, maíz, sorgo, arroz,
soya, trigo, centeno, nueces, avena,
semilla de algodón, frutos, etc.)
Condiciones Ambientales
•Genotipo •Presencia de inhibidores •Calidad nutritiva
•Potencial genetico-variabilidad de las cepas •Capacidad adaptativa •Carga microbiana-tamaño del inoculo •Interaccion microbiana
•Lluvia-temperatura •Viento-biocidas •Potencial hidrico •Stress hidrico •Humedad relativa
E N E L C A M P O
A L M A C E N A M I E N T O
•Temperatura •Actividad de agua •pH •Disponibilidad de •Oxigeno •Plaguicidas
Factores del hongo Factores del huésped
25 % de los productos agrícolas se
encuentran contaminados
(Organización de la Naciones
Unidas para la Agricultura y la
Alimentación)
Contaminación Fúngica
Los hongos micotoxicogénicos, es decir que durante
su crecimiento producen una serie de compuestos
altamente tóxicos denominados micotoxinas.
Estas constituyen una seria amenaza a la
productividad pecuaria y a la salud pública, por el
consumo de productos agropecuarios contaminados
con dichas toxinas o sus metabolitos
(Boutrif y Canet. 1998)
Contaminación Fúngica
Los hongos producen alrededor de 400
micotoxinas con diferentes estructuras
químicas y propiedades tóxicas
Los efectos tóxicos dependen de la
dosis, la combinación de
micotoxinas, la edad del animal, del
estado fisiológico o productivo, del
estrés, de la condición corporal o
estado nutricional, así como del
tiempo de exposición.
PRINCIPALES:
AFLATOXINAS
Aflatoxinas (B1, B2, G1 y G2),
DEOXINIVALENOL (DON),
FUMONISINAS
OCRATOXINA A
ZEARALENONA
TOXINA T-2
ACIDO FUSARICO,
ACIDO PENICILICO
FUSARENONA X,
FUSAROCROMANONA,
H-T-DIACETOXISCIRPENOL (DAS),
ERGOTOXINAS, CITRININA,
OOSPOREINA, MONILIFORMINA
Principales Micotoxinas
Ave AFB1 OTA ZEN DON T-2 DAS FB1
Aves jóvenes (pollos,
pollitas, patos,
pavos)
10
50
30000
15000
150
150
5000
Aves adultas (pollos,
patos, pavos) *
20
100
40000
15000
150
150
8000
Gallinas ponedoras y
reproductoras
20
100
30000
200
150
150
4000
Algunas concentraciones de contaminación que provocan micotoxicosis en
pollos y gallinas. Gimeno, 2010
Concentraciones máximas (ppb, microgramos/Kg) tolerables
para ciertas micotoxinas en el alimento completo para aves.
Niveles recomendables de micotoxinas en alimento para animales
Aflatoxina B1a
Ocratoxina Aa
Zearalenonab
Vomitoxinab
Fumonisinab
Pollo
100
25-50
0.5
5
50
Gallina postura
50
10
0.5
4 - 7
50
Cerdos
100
25
0.5
5
10
Cerdos adultos
200
25
0.08
5
10
Equinos
50
25
1
0.4
5
Bovinos carne
200
100
2
10
50
Bovinos leche
25
100
2
5
50
Humanos
20
5
1
Patos
20
25
0.08
0.4
50
a en ppb b en ppm
Hungarian Feed Code, 1990. Adnan Nassif, 1992. Truckness 1996. Hagler 1999. XXII WBC 2002
GÉNERO Aspergillus
Especies productoras:
A. flavus y A. parasiticus A.
niger
AFLATOXINAS
Estructura química de las aflatoxinas primarias (De Luna, 2010).
CARACTERÍSTICA AFB1 AFB2 AFG1 AFG2 AFM1
Sinonimia
6-
Metoxifura
no
cumarina
Dihidroaflatoxina
B1
Dihidroaflatoxin
a G1
4-
Hidroxiafl
atoxina B1
Registro No.1 1162-65-8 7220-81-7 1165-39-5 7241-98-7 6795-23-9
Fórmula C17H12O6 C17H14O6 C17H12O7 C17H14O7 C17H12O7
Peso molecular 312.3 314.3 328.3 330.3 328.3
Punto de fusión
(°C) 268 288 245 238 299
Fluorescencia Azul Azul
Amarillo-
verdos
o
Amarillo-
verdoso Azul-violáceo
Características físicoquímicas de las aflatoxinas y sus metabolitos
INÓCULO SECUNDARIO
Tubo germinal
Aparato
Conidial
Micelio
Conidia
INÓCULO PRIMARIO
Pericarpo
Esclerotium
Entierro Migración
REINFECCIÓN
COLONIZACIÓN
DISPERSIÓN FORMACIÓN
ESCLERÓTICA
GERMINACIÓN
ESPOROGÉNICA
Grano
Suelo
Diener y Davis, 1987
Substratos:
Maderas, textiles, cemento, medicamentos,
granos de cereales (esencialmente, en el
maíz, trigo y arroz) y subproductos de
oleaginosas (algodón, cacahuete, colza,
coco, girasol y otros), mandioca y toda una
serie de alimentos para humanos de los que
destacamos productos de cereales, frutos
secos, productos de salchichería, especias,
vinos, leguminosas, frutas, leche y
derivados.
AFLATOXINAS
10.2 Hamster
7.8 Mono
17.9 Raton (hembra)
5.5-7.2 Raton (macho)
6.3 Gallina
1.4-2.0 Cobayo
1.0-2.0 Oveja
0.8 Trucha Arco Iris
0.6 Cerdo
0.55 Gato
0.34 Pato (1 dia)
LD 50 (mg Kg-1) pv Espécie
Toxicidad aguda de Aflatoxina B1
expresada en LD50 dosis oral única
Vías de biotransformación y eliminación de la aflatoxina B1 en humanos y aves (De Luna, 2010).
Aflatoxinas: Mecanismo
de acción
EFECTOS BIOLOGICOS
Y TOXICIDAD DE LAS AFLATOXINAS
Carcinogénicos
Mutagénicos
Teratogénicos
Hepatotóxico,
Nefrotóxico.
Inmunotóxico
Los principales órganos afectados son: el
hígado, riñón y cerebro (HESSELTINE, 1976;
EDDS, 1979).
Formación del exo-8,9- epóxido de AFB1
Yarru, et. al. 2009
Poultry Science
Yarru, et. al. 2009
Poultry Science
Mallmann, et al. 2006.
Mallmann, et al. 2006.
Mico. Ave Edad
(días) Mico.
(ppb) Duración
(días) Principales problemas de
micotoxicosis
AFB1 Pollos 1 75-800 21-70 Inhibición del desarrollo.
Hepatotoxicosis. Inmunosupresión. Muertes.
AFB1 Pollos 23 2500-5000 32 Hígado ligeramente friable.
Vacuolización de hepatocitos
con infiltración grasa.
Gimeno, 2010
Yunus, et al. 2011. Toxins 3, 566-590
Yang, el al. 2012. Czech J. Anim. Sci., 57,:11: 506–515
The control group (I) was fed the basal control diet. The second (II), third (III), fourth (IV), and fifth
groups (V) were given feed in which the ratio of naturally contaminated corn as a substitute for
normal corn was 25, 50, 75, and 100%, respectively.
Yang, el al. 2012. Czech J. Anim. Sci., 57,:11: 506–515
Yang, el al. 2012. Czech J. Anim. Sci., 57,:11: 506–515
Yang, el al. 2012. Czech J. Anim. Sci., 57,:11: 506–515
Chi, 2009
Chi, 2009
Chi, 2009
Mallmann, et al. 2006.
Lesiones
-Necrosis hepática
centrilobular
-Proliferación de los
conductos biliares
-Lesiones renales
GÉNERO Penicillium
Micotoxinas producidas:
Ocratoxina (OTA)
Acido ciclopiazonico (CPA)
Citreoviridina citrinina (C)
Patulina (P)
Acido penicilico (AP)
Toxina PR
Penitren A
Rubratoxina
Substratos: semillas, cereales, frutas,
vegetales, productos lácteos, embutidos,
fermentados, madera, cuero, textiles.
OCRATOXINAS
Producidas:
Penicillium verrucosum
Aspergillus ochraceus
Penicillium viridicatum
P. Palitaus
P. ciclpium
Familia de 7 sustancias
afines:
Formada por una molécula
de fenilalanina unida por un
enlace amidico a un 3,4,
Dihidroisocumarina
OTA
• Es considerada como un metabolito
secundario tóxico producido por
hongos filamentosos superiores de
los géneros Penicillium y Aspergillus,
capaces crecer sobre una amplia
gama de sustratos orgánicos.
• Detectada por primera vez en
muestras de maíz africanas.
• Cereales, y los piensos, constituyen
las principales fuentes de exposición
alimentaria.
Ocratoxina Ocratoxina
A
Ocratoxina
C
Ocratoxina
B
Toxicocinética de la OTA • Se absorbe en el tracto
gastrointestinal, y pasa a la circulación sistémica, detectándose en sangre y tejidos.
• Las concentraciones más altas en riñón, hígado, músculo y grasa.
• También se han observado secreciones lácteas.
• Tiene una alta capacidad de fijación a las proteínas plasmáticas.
Tanto la OTA como sus metabolitos se excretan por vía renal y hepatobiliar
Ocratoxina: Modo
de acción
Inhibición de la síntesis de proteínas por competición
con fenilalanina en la reacción catalizada por
fenilalanina T-RNA.
Aumenta la lipoperoxidación de las membranas
microsomales de hígado y riñón.
Inhibición de la respiración mitocondrial por inhibición
competitiva de las proteínas de transporte
EFECTOS BIOLÓGICOS
Y TOXICIDAD DE LAS OCRATOXINAS
Especies susceptibles: cerdos, pollos
de engorda, gallinas ponedoras.
EFECTOS BIOLÓGICOS
Y TOXICIDAD DE LAS OCRATOXINAS
Síntesis de proteínas y los procesos enzimáticos,
hepatotóxica e inmunosupresora
Depresión, anorexia, aumenta el consumo de agua,
huevo manchado, afección de los parámetros
productivos y calidad de huevo
Daño renal: con aumento de tamaño, pálidos, quistes y
focos fibrosos. Necrosis epitelial en túbulos proximales,
engrosamiento de membrana basal.
Mico. Ave Edad (días)
Mico. (ppb)
Duración (días)
Principales problemas de micotoxicosis
OTA Pollos 1 200-1600 14-21
Alteraciones en el
desarrollo. Buche,
páncreas, hígado y riñones
aumentados de tamaño y
edematosos.
Peso de la bolsa de
Fabricio disminuido.
Fragilidad ósea.
Muertes.
Pigmentación deficiente.
Inmunosupresión. Linfocitopenia.
Gimeno, 2010
Chi, 2009
Chi, 2009
GENERO Fusarium
MICOTOXINAS DE INTERÉS:
FUMONISINAS
DEOXINIVALENOL
ZEARALENONA
Substratos:
cereales (maíz),
frutos, vegetales,
tuberculos y
afecta a la planta.
FUMONISINAS
Producidas:
F. verticilloides, F. proliferatum
14 Tipos. Acidos tricarboxílicos y
aminopentoles de 22 carbonos
FU
SA
RIU
M
O
O
CH3 OH
=O
COOH
COOH
HOOC
HOOC
CH3
CH3
OH OH
NH2
=O
Bezuidenhout y Gelderblom, 1988.
FB1 , FB2 y FB3
OH
OH
OH
OH
CH2OH
NH2
NH2
CH2OH
CH3
CH3 CH3 NH2
OR
OR OH R=COCH2CH(COOH)CH2COOH
FUMONISINA B1
ESFINGOSINA (SO)
ESFINGANINA (SA)
ESTRUCTURA QUIMICA
Contaminación por Fumonisinas en Maíz
a nivel mundial
USA Castelo et al., 1998
3.5-7.4 ppm
Sudáfrica Rheeder et
al., 1992: 10.6 ppm
Italia Doko y Visconti
1993 0.01-6.8 ppm
Europa: 0.5 ppm
Shephard et al., 1996
China, Japón y Nepal Ueno et
al., 1993: 0.6-4.1 ppm
Reyes, et. al, 2008.
6.27-11 ppm
Vogel, et al. 2006. Rev. Salud Pública. Sup. 8(1): 129-135
Efectos Biológicos en Aves
Necrosis hepática multifocal
Hiperplasia biliar
Reducción en peso corporal en
hígado y bazo
Diarreas y muerte
Anormalidades esqueléticas
Alteración en perfiles enzimáticos
Niveles relacionados: 75-150 ppm efectos sutiles
> 150 ppm efectos notorios
Chi, 2009
Chi, 2009
Mico Ave Edad días
Mico. (ppb)
Duración (días)
Principales problemas de micotoxicosis
FB1 Pollo 2 10000-90000
6-21
Alteraciones en el
desarrollo.
Disminución de los pesos
absolutos del hígado, bazo
y bolsa de Fabricio.
Alteraciones enzimáticas y
en parámetros
hematológicos.
Variación en la relación esfinganina/esfingosina.
Gimeno, 2010
TRICOTECENOS
Contaminantes naturales de origen agrícola; maíz y trigo
150 TIPOS
4 GRUPOS: A, B, C y D
Comparten un núcleo de tres
ciclos llamado tricoteceno. Son
alcoholes simples y ésteres de
cadena corta.
Principales:
DON: Deoxinivalenol
DAS: Diacetoxiscirpenol
Toxina T-2
TRICOTECENOS
Género Fusarium
Sección Discolor
F. crookwellense
F. culmorum
F. graminearum
F. sambucinum
Sección
Sporotrichiella
F. sporotrichioides
F. poae
T-2 y DON
DAS y DON Especies productoras:
Myrothecium spp.
Fusarium spp.
Cephalosporium spp.
Verticimonosporium spp.
Trichothecium spp.
Stachybotris spp.
Baccharis spp
Toxicodinamia:
mecanismo de
acción
Alteración de la síntesis de proteínas: a
nivel post- transcripcional, hay inhibición
competitiva de la Pre-ARNt sintetasa y es
inductor de caspasas y protein kinasa que,
alteran la síntesis de ADN (In-vitro)
Alteración sobre la respiración celular:
inhibiendo competitivamente la actividad
de la ATPasa, la succinato deshidrogenasa
y la citocromo C oxidasa
Secuestro de calcio microsomal: ligada al
fenómeno de peroxidación lipídica. OTA
produce inhibición en el bombeo y
captación del calcio a través del retículo
endoplásmico del hepatocito.
DON
Enfermedades neurológicas
Mutagénico
Cáncer
Homeostasia del sistema Redox celular
Regulación Transcripción y traslación
Alteración del ciclo celular y proliferación
Metabolismo de lípidos y carbohidratos
Degradación de proteínas
Actúa a nivel Mitocondrial
Inducen la producción de ROS
Hepatotóxica Mu et al. 2013. Proteomic
TOXINA T-2
Fusarium tricintum
Altera la conversión alimenticia
Gastroenteritis, que afecta la absorción de nutrientes
Disminución de la calidad y cantidad de huevo
Diarrea sanguínolenta
Disminución de los órganos linfoides
Anemia
Fallas vacunales.
Citotóxica produciendo ulceraciones y descamaciones en la
boca, lengua, paladar, erosiona el epitelio de la mucosa del
estómago, molleja, intestinos.
TOXINA T-2
Awad, et al., 2013. Toxins. 912-925;
Awad, et al. 2011. Int. J. Mol. Sci. 12, 7996-8012
Awad, et al. 2011. Int. J. Mol. Sci. 12, 7996-8012
AA
MEMBRANA
PLASMATICA
GLUT
CYS
GLY
CYS
GLUT
CYS
GLYGLUT
AA
AA
5-OP
CYS
ATP
ADP+Pi
GLY
GLUT
ATP
ADP+Pi
ATP
ADP+Pi
PROTEÍNAS
GAMA-GLUTAMIL
TRANSPEPTIDASA
CICLO GAMA-GLUTAMIL
NAD +NADH
NADPHNADP +
TRASHIDRO-
GENASA
GSSHGLUTATIÓN
REDUCTASA
H2 O2H2 O
GLUTATION
PEROXIDASA
GSH
GSH SINTETASA
sustrato sustrato
oxidado
RADICAL REACTIVOGLUTATION-S
TRANSFERASA
CONJUGADO GLUTATION-
RADICAL
ÁCIDO
MERCAPTURICO ÁCIDO
MERCAPTURICO
GLUT CYS
POSA
DE
GSH
GLUT
GLY
CYS
GLUT
CYS
GLY
GLUTAMATO
GLICINA
CISTEÍNA
GLUTATIÓN
5-OP 5-OXOPROLINA
AMINOÁCIDO
AA
GLUT
Reacciones de óxido-reducción, síntesis de GSH y ciclo gama-glutamilo
NORMA Oficial Mexicana NOM-188-SSA1-2002,
Productos y Servicios. Control de aflatoxinas en
cereales para consumo humano y animal.
Especificaciones sanitarias.
NOM-003-ZOO-
1994
Criterios para la operación de laboratorios de pruebas
aprobados en materia zoosanitaria.
NOM-028-FITO-
1995
Por la que se establecen los requisitos fitosanitarios y
especificaciones para la importación de los granos y
semillas, excepto para siembra.
5.3.1 Los cereales no deben exceder de 20 µg/kg de aflatoxinas totales.
5.3.2 En el caso de observarse concentraciones desde 21 y hasta 300
µg/kg, el cereal únicamente podrá utilizarse para consumo animal, de
acuerdo con el Apéndice Normativo A.
APENDICE NORMATIVO A
Especie/etapa de
producción
Límite máximo
µg/kg
Aves (excepto pollos de
engorda)
100
Cerdos en engorda:
Entre 25 y 45 kg 100
Mayores de 45 kg 200
Maduros destinados a
reproducción
100
Rumiantes:
Maduros destinados a
reproducción
100
De engorda en etapa de
finalización
300