MICOTOXINELE O problem veche, dar nou pentru sigurana alimentar

Prof. univ. dr. Mihai Berca

1. Definiie Micotoxinele sunt considerate substane naturale, dar sunt denumite i produse secundare de schimb, care apar n timpul dezvoltrii ciupercilor parazite la plante n cmp sau la materialul depozitat i utilizat apoi n hrana oamenilor i a animalelor. Ele mai pot fi considerate i ca metabolii primari, substane toxice att pentru oameni, ct i pentru animale. Funciile formrii micotoxinelor n procesul de schimb al substanelor la ciuperci nu sunt, pn n prezent, cunoscute. Cercetrile n acest domeniu de-abia au nceput. Cereale infestate cu ciuperci

otravitoare (microfungi)

2. Unde se formeaz micotoxinele

Exist n momentul de fa circa 300-400 micotoxine (intervalul este dat de diferii autori, aparinnd la 24 de grupe chimice de toxine care pot aprea n condiii din cele mai diferite n produciile agricole i n diferitele alimente obinute din acestea.

n cazul cerealelor i porumbului sunt cunoscute urmtoarele toxine foarte periculoase: Fumonisin b1 (FB1) produs de Fusarium Verticiloides i Fusarium proliferatum

(prezente mai ales la porumb, dar i de speciile Fusarium napiforme, Fusarium anthophilum, Fusarium diamini i Fusarium nygami, prezente mai ales n Canada, SUA, Africa de Sud, Nepal, Australia, Tailanda, Filipine, Indonezia, Mexic, Frana, Italia, Polonia i Spania.

Deoxynivalenol (figura 1), produs ndeosebi de Fusarium graminearum i care este foarte prezent n spaiul romnesc, ndeosebi la gru i triticale i foarte rar pe secar i orz. Foarte frecvente i periculos de abundente sunt aceste micotoxine n grul dur (Triticum durum).

Aspergillus Penicillium Fusarium Alternaria Claviceps

Aciunea biochimic a acestor toxine const n inhibarea sintezei proteice la nivelul ribozomilor din celule, ori n ribozomi se sintetizeaz cea mai mare parte a ADN-ului i ARN-ului celular i, n consecin, se inhib diviziunea celular, mai ales la copii.

1

Dac intoxicarea este de lung durat, este deranjat formarea organelor interne, inclusiv a sistemului nervos. DL50 oral oscileaz ntre 46 i 78 mg/kg i ca toxicitate sunt asemntoare pesticidelor din grupa a II-a de toxicitate. La porci, DL50 = 9-10 mg/kg. Acest animal este foarte sensibil. Nu avem date amnunite despre efectul lui la oameni.

2

tim c

amndou toxinele prezentate sunt foarte periculoase pentru sistemul imumologic i c n mod special D.O.N.-ul provoac i tumori renale.

Fig. 1 - Formula structural a D.O.N. Nu s-a constatat la nici o toxin efect mutagen la Salmonella thyphiumurium.

n procesul de reproducie sunt de asemenea periculoase 1-2 mg/kg, reducnd greutatea la natere a descendenilor. La doze mai mari riscul este foarte mare. Pentru D.O.N., efectul NOEL (NO Effect Level), adic limita pn la care D.O.N. poate fi suportat fr efecte negative, este prezentat n tabelul 1. Tabelul 1 NOEL n mg/kg viu/zi

Studii NOEL mg/kg/gt viu/zi

Literatur

oarece, cronic 2 ani 0,11 Iverson i colab., 1986 oarece, imunotoxicitate 0,25 Tryphonas i colab., 1982 oarece, teratogenicitate 0,5 Khera i colab., 1982 oarece toxic, reproducere 0,375 Khera i colab., 1984 Porc subcronic (90-98 zile) 0,04-0,06 Buysfo i colab., 1992,

1993 Patulin este o micotoxin produs de ciupercile micro, care de aceast dat atac mai ales n depozit cerealele, dar i alte produse, ndeosebi fructe, iar printre fructe are preferin pentru mere. Fa de aceast ciuperc, Comitetul tiinific al Alimentaiei, n edina din 08.03.2000 stabilete limita NOEL la 0,1 mg/kg i indicele PTWI (provisional tolerable weekly intake) la 7 mg/kg.

n fine, ultimul indice PTMDI (provisional maximum tolerable daily intake) a fost stabilit de comitet la 0,4 mg/kg.

Principalele specii de ciuperci care produc Patulin sunt cele care generic aparin genurilor Penicillium, Aspergillus i Byssochlamys. Toxina este mai puternic dect primele dou i deci mai periculoas.

Ochratoxin A OTA este a doua toxin produs de fungi severali, precum Aspergillus i Penicillium i care, ntmpltor, se afl n natur n diferite sue de cereale, boabe de cafea, fasole i fructe uscate peste tot n lume.

Este o toxin nefrotoxic cu proprieti carcinogenice, teratogenice, imunotoxice i neurotoxice. n zona balcanic, inclusiv n Romnia, a creat, a dezvoltat la oameni diverse tumori de-a lungul traiectului urinar. Din Africa de Nord a venit informaia c, ntre nefritele cronice intestinale i expunerea la ochratoxin, exist o corelaie foarte pozitiv.

Fig. 2 - Cantitatea medie de OTA ingerat de populaia german n nanograme/zi Inducerea cancerului la oameni de ctre Ochratoxin A a fost confirmat i de

Agenia Internaional de Cercetri asupra Cancerului (IARC). Inducerea cancerului renal a fost obinut la oareci, la doze mici de numai 70 g/kg/corp viu. OTA este foarte prezent n mai toate alimentele analizate pe piaa Uniunii Europene. Ele nu numai c au fost prezente, dar au fost i foarte disponibile din punct de vedere biologic. n alimentele obinute din plante, din 7000 de mostre, OTA a fost gsit n 57,2 din cazuri n concentraie peste limita admis. Cea mai mare frecven a toxinei s-a ntlnit n pine, bere, cafea, alune i fructe uscate, macaroane i prjituri. N-a lipsit ns nici din fructe, sucuri i vin.

3

n figura 2 se prezint cantitatea medie de OTA ingerat de populaia german n nanograme/zi, calculat pentru o medie de 19 alimente. Se consider c pentru populaia adult limitele ingerate sunt nc tolerabile, dar nu ntotdeauna. Pentru copii ns, se consider c masa ingerat de OTA este mult prea

mare, dei literatura nu indic limite pentru ei, acestea fiind de-abia acum n elaborare. Oricum, 574 copii au fost gsii numai n Germania puternic afectai de aceast micotoxin.

Alte specii de ciuperci produc alte grupe de toxine. O sintez a acestora este prezentat n figura 3. Figura 3 O schem a formrii micotoxinelor

Recapitulm mai jos principalele ordine de ciuperci i toxinele care le provoac: Aspergillus - Aflatoxin B1, G1, M1, Ochratoxin A (mai ales n zonele calde),

sterigmatocistin acid ciclopiazonic. Penicillium - Ochratoxin, Citrinin, Patulin, acid ciclopiazonic, Penitrem A. Fusarium - Tricocene (Deoxynivalenol, Nivalenol, T-2 Toxin, NT-2 Toxin,

Diacetoxiscripenol), Zearalenon, Fumonisin, Moniliformin. Alternaria. Acid tenuazonic, Alternariol, Alternariol-metil-eter. Claviceps - Ergotalcaloid.

4

Aciunea micotoxinelor depinde mult de felul acestora iar toxicitatea poate s fie acut sau cronic. Prezentm cteva din aceste efecte. Micotoxine Modul de a fi toxic Aflatoxine: Hepatotoxicitate prin cuplare DNS Ergotalcaloide Afinitate cu Alfa-adreno-receptori Ochratoxin, Citrinin Nefrotoxicitate prin formarea unor

radicali-oxigen Penitreme, Patulin Citroviridin Neurotoxicitate Rubratoxin Hepatotoxicitate, Hemoragii Sporidesmin Colangitis, Icterus, Fotosensibilitate Stahibotryotoxine ulcer, leucopenie (prin inhibarea sintezei

proteice) Tricotecene citotoxicitate, ulcer, imunodepresie,

coagulopatie. Zearalenone Activitate asemntoare estrogenului Alte probleme cauzate de micotoxine Cercetri efectuate asupra reproduciei animalelor au artat c ele pot contribui att la animale, ct i la oameni probabil la reducerea drastic a fertilitii i, uneori, mpreun cu ali factori, la mumifierea feilor i moartea lor nainte de natere (figura 5).

5

Figura 5 Micotoxinele creaz probleme de fertilitate i moarte a feilor prin mumifiere, alturi de ali factori.

Alte efecte toxice ntlnite: diaree, infecii bacteriene sau favorizarea paraziilor intestinali, cretere redus, pneumonii pulmonare, tumori renale sau pe traiectul urinar i altele. Aa cum am mai artat, foarte sensibili sunt porcii. De ce aceast tem a luat o amploare aa de mare Nu putem s aducem n aceast lucrare mai multe informaii despre caracterul foarte periculos al micotoxinelor. Ele sunt foarte numeroase i pot aciona singure sau prin acumulare. Un studiu american arat c micotoxinele sunt de 10.000 ori mai

periculoase dect reziduurile de pesticide. Exist mai multe explicaii la aceast constatare: 1. Pesticidele sunt extrem de monitorizate, mii de laboratoare urmrindu-le efectele de

baz, efectele reziduale i bineneles efectele metaboliilor lor. 2. Pesticidele sunt bine selecionate nainte de a fi lansate n producie; sunt urmrite pe

parcurs i scoase dac devin periculoase. 3. Ele sunt foarte puine numeric, n comparaie cu toxinele existente n natur. n afara

micotoxinelor, exist i alte toxine naturale extrem de periculoase, altele foarte numeroase fiind nc necunoscute. Ele nu sunt monitorizate dect accidental, ceea ce le face uor de scpat n lanurile alimentare.

4. Micotoxinele au gsit n noile plante selecionate, productive, un mediu extrem de favorabil de dezvoltare, acestea devenind cu att mai puin rezistente la ciupercile micro, cu ct sunt mai productive.

Amanita muscaria

D O N Substane asemntoare dar predominant neurotoxice

Fumonisin b1

Fusarium graminearum

Fig. 4 - Ciupercile micro (dreapta) sunt la fel de periculoase sau mai periculoase dect

cele mai toxice, macro (stnga rou) Din materialul genetic al celor mai productive soiuri au disprut genele care

imprimau rezistena la atacul ciupercilor. Noile descoperiri biotehnologice vor repara, ns, n urmtorii 10-15 ani, definitiv, aceast deficien. Toxinele ciupercilor care atac plantele de cultur sunt asemntoare cu cele ale ciupercilor macro, care ne otrvesc grav dac intr n lanul alimentar (figura 4).

6

7

Alte motivaii a) Europa a lansat intense programe de asigurare a calitii alimentelor. Tema a devenit

sensibil mai ales d