História e Características das Micotoxinas

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O surgimento 
 A história das micotoxinas começa em 1960, quando um surto de mortes inexplicáveis de aves no reino unido(especialmente perus) foi investigado. O surto ficou mundialmente conhecido como turkey x disease. Chegou a conclusão que o problema estava na ração, a qual havia sido produzida com amendoim importado da África e do Brasil. Esse amendoim estava contaminado com uma substância fluorescente produzida pelo fungo Aspergillus flavus. Da expressão inglesa A. flavus toxin derivou a palavra aflatoxina. Hoje, é de conhecimento geral que existe uma aflatoxina, mas no mínimo 17 compostos tóxicos, dentre os quais os mais importantes são as aflatoxinas B1,G1,B2e G2, sendo que a aflatoxina B1(AFB1) é considerada o agente natural mais carcinogênico que se conhece. Por conta disso e pela prevalênciadeste fungo( e de outras espécies produtoras), é a mais importante micotoxina no Brasil.
 O conhecimento de que os fungos são microrganismos contaminante de alimentos e de que seus produtos metabólicos são responsáveis por intoxicações alimentares no homem e nos animais domésticos data da Idade Média. Os primeiros quadros patológicos, ocorridos na França entre os séculos XI e XVI, foram constatados em populações que se alimentavam com pães elaborados a partir de farinha de centeio, contaminada com fungos. A doença caracterizada posteriormente como ergotismo produzia convulsões, gangrena seca das extremidades, e surgia de forma epidêmica em conseqüência da ingestão de micotoxinas presentes nos escleródios (esporão do centeio) do fungo Ascomiceto Claviceps purpúrea (Pier, 1973). A micotoxicose foi inicialmente chamada de Fogo de Santo Antônio porque os romeiros, portadores da doença, quando se afastavam da fonte de infecção, em romaria ao túmulo de Santo Antônio de Pádua, na Itália, retornavam recuperados e às vezes até curados, fato esse considerado pelo povo na época como milagre (Forgacs e Carll, 1962). Os animais domésticos também eram afetados pelos ergoalcalóides quando consumiam feno, centeio ou outros cereais contaminados pelo Claviceps purpúrea. O ergostismo nesses animais se manifestava sob a forma gangrenosa e nervosa, dependendo das características do ergoalcalóide consumido.
 As intoxicações pela ingestão de alimentos contaminados com toxinas produzidas por fungos foi uma constante ao longo do século passado. Durante a II Guerra Mundial duas epidemias importantes ocorreram na Rússia, em conseqüência do consumo de cereais contaminados por fungos. Em 1960 na Inglaterra, ocorreu a morte de 100.000 perus alimentados com rações que continham em sua formulação torta de amendoim importadas do Brasil, chamada de doença X dos perus. Segundo Morgavi e Riley (2007), a partir desse evento foram iniciados os estudos e a descoberta da aflatoxina.
 Dentre as características dos fungos filamentosos, a biossíntese de produtos naturais os tornam de grande interesse para a comunidade científica. Seus metabólitos possuem contrastes marcantes, com funções diversas: as vezes útil no uso farmacêutico (penicilina) e por outro lado apresentando potentes propriedades tóxicas e carcinogênicas (aflatoxinas).
Condições para desenvolvimento
 A exigência mais óbvia para desenvolvimento fúngico é a necessidade de fontes de nitrogênio e energia. Um segundo requerimento é a temperatura ambiente. Embora os fungos possam respirar em diversidade de temperaturas, existem limites estabelecidos para seu crescimento e produção de toxinas.
 Os fungos filamentosos são organismos obrigatoriamente aeróbios, mesmo assim seu crescimento e proliferação podem ser controlados pela aeração durante o armazenamento de grãos, embora essa estratégia não seja opção no caso de preservação da silagem. Apesar da necessidade de ambiente aeróbio, algumas espécies de fungos são capazes de sobreviver em concentrações baixas de oxigênio, inferiores a 4%.
Amplitude e temperatura ótima de crescimento para fungos filamentosos comumente associados com alimentos destinados a alimentação animal.
 Fundamentalmente importante no crescimento de fungos é a água livre ou disponível no alimento, também denominada de atividade de água (Aw). A atividade de água é definida pela relação entre a pressão de vapor de determinado alimento e a pressão de vapor da água pura à mesma temperatura, com valores variando entre 0 e 1 (Coultate, 1996). À medida que se aumenta os valores para atividade de água, a velocidade de reações e crescimento microbiano é beneficiado. Os fungos são os microrganismos mais resistentes à diminuição da atividade de água, sendo os principais responsáveis pela deterioração de alimentos. Alguns bolores, como é o exemplo de Monascus sp., podem crescer em condições de baixa atividade de água (0,62). Em ração total, a atividade de água pode variar entre valores de 0,50 a 0,94, sendo dependente da quantidade de silagem e do teor de matéria seca desse volumoso.
Principais micotoxinas com seus respectivos fungos produtores, substratos e efeitos no homem e nos animais.
	Principais substratos
	Principais fungos produtores
	 Principal toxina
	 Efeitos
	Amendoim, milho.
	Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus
	Aflatoxina B1
	Hepatotóxica, nefrotóxica, carcinogênica.
	Trigo, aveia, cevada, milho e arroz.
	Penicillium citrinum
	Citrinina
	Nefrotóxica para suínos
	Centeio e grãos em geral.
	Claviceps purpurea
	Ergotamina
	Gangrena de extremidades ou convulsões
	Milho
	Fusarium verticillioides
	Fumonisinas
	Câncer de esôfago
	Cevada, café, vinho.
	Aspergillus ochraceus e 
Aspergillus carbonarius
	Ocratoxina
	Hepatotóxica, nefrotóxica, carcinogênica.
	Frutas e sucos de frutas
	Penicillium expansum e Penicillium griseofulvum
	Patulina
	Toxicidade vagamente estabelecida
	Milho, cevada, aveia, trigo, centeio.
	Fusarium sp
Myrothecium sp
Stachybotrys sp
Trichothecium sp
	Tricotecenos:
T2, neosolaniol, fusanona x, nivalenol, deoxivalenol.
	Hemorragias, vômitos, dermatites.
	Cereais
	Fusarium graminearum
	Zearalenona
	Baixa toxicidade; síndrome de masculinização e feminização em suínos
 Um grande número de fungos produz substâncias conhecidas como micotoxinas. Algumas dessas substâncias possuem capacidade mutagênica e carcinogênica, enquanto outras apresentam toxidade específica a um órgão ou são toxicas por outros mecanismos. Mesmo que a verdadeira toxicidade de muitas micotoxinas ainda não tenha sido demonstrada para humanos, o efeito desses compostos em animais de laboratório e em ensaios in vitro deixa poucas duvidas a respeito de sua toxicidade potencial.no mínimo 14 micotoxinas são carcinogênicas, sendo as aflatoxinas as mais potentes. Como regra, aceita-se que 93% dos compostos mutagênicos são carcinogênicos. Com as micotoxinas, ensaios microbianos revelaram um nível de 85% de correlação entre carcinogenicidade e mutagenicidade.
 As micotoxinas são produzidas como metabólitos secundários. Os metabólitos primários dos fungos, como os de ouros organismos, são aqueles essenciais ao crescimento. Já os secundários são formados durante o final da fase exponencial de crescimento e não possuem significância aparente para o crescimento ou metabolismo do organismo do produtor.
AFLATOXINA é a denominação dada a um grupo de substâncias (atualmente são conhecidas 20, muito semelhantes, e que são tóxicas para o homem e para os animais. Elas são produzidas, principalmente, por dois fungos (bolores) denominados Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus, que se desenvolvem sobre muitos produtos agrícolas e alimentos quando as condições de umidade do produto, umidade relativado ar e temperatura ambiente são favoráveis.Os quatro principais metabólitos são identificados como B1 e B2 (por apresentarem fluorescência violeta, quando observadas sob luz ultravioleta em 365 nm) e G1 e G2. Duas outras substâncias denominadas M1 e M2 foram detectadas no leite, urina e fezes de mamíferos, resultantes do metabolismo das B1 e B2.Além das aqueles fungos produzem outras toxinas como os ácidos ciclopiazônico, oxálico, cójico, aspergílico e beta-nitropropiônico e, também, esterigmatocistina, aspertoxina e uma substância tremorgênica. A ocorrência das aflatoxinas é maior no amendoim porque este é o produto preferido pelo fungo e muitas vezes há demora e chuvas no período de secagem após o arranquío. Entretanto, sua maior incidência se dá quando o amendoim é batido, ensacado e armazenado com umidade elevada e quando reumedece depois de estar seco. Além do amendoim a aflatoxina pode ser encontrada em muitos outros produtos, tais como, milho, centeio, cevada e outros cereais, sementes oleaginosas, nozes como pecã, castanha-do-brasil etc.
Citrinina A micotoxina Citrinina é formada pelos fungos de espécies Apergillus, Penicillium e Monascus. Tais fungos são capazes de produzir Citrinina e/ou Ochratoxina A, portanto, as duas micotoxinas aparecem juntas com frequência. A citrinina foi descrita pela primeira vez em 1953 por autores japoneses. Eles detectaram essa micotoxina em arroz de coloração amarela, que estava contaminado por Penicillium citrinum.
A citrinina ocorre em cereais como trigo, cevada, centeio, aveia, milho e arroz, e apresenta os mesmos efeitos nefrotóxicos da ochratoxina A.
O nível de umidade dos cereais é muito importante para o desenvolvimento e para o crescimento dos fungos produtores de citrinina, sendo necessários níveis mínimos de 16,5% a 19,5%.
Ocratoxina A ocratoxina A é uma micotoxina produzida por vários fungos (das espécies Penicillium e Aspergillus). Ocorre naturalmente em diversos produtos vegetais, como os cereais, o café em grão, o cacau, especiarias e os frutos secos, em todo o mundo. Foi detectada em produtos à base de cereais, café, vinho, cerveja e sumo de uva, mas também em produtos de origem animal, como nos rins de porco. Os estudos da frequência de ocorrência e do teor de ocratoxina A em amostras de géneros alimentícios e de sangue humano revelam a contaminação frequente dos primeiros. A ocratoxina A é uma micotoxina com propriedades cancerígenas, nefrotóxicas, teratogénicas, imunotóxicas e, possivelmente, neurotóxicas. Tem sido relacionada com nefropatias humanas. Pensa-se que o tempo de meia-vida da ocratoxina A nos seres humanos seja longo.
Patulina é uma micotoxina produzida por uma variedade de fungos, em particular, dos gêneros Aspergillus e Penicillium. É comumente encontrada em maçãs estragadas, e a quantidade de patulina em produtos derivados da maçã é considerada uma medida da qualidade das maçãs utilizadas na produção. Embora não seja uma toxina particularmente potente, alguns estudos mostraram que ela possui propriedades genotóxicas, de modo que algumas teorias defendem que ela possa ser carcinogênica, embora os estudos em animais sejam inconclusivos até o momento. A patulina também é um antibiótico. Vários países instituíram restrições à patulina em produtos derivados de maçãs.
O P. expansum é um fungo psicotrófico e já foi encontrado em maçãs (VERO et al., 2002), cerejas (LARSEN et al., 1998), pêssego (KARABULUT & BAYKAL, 2002), nectarinas (KARABULUT et al., 2002) e pêras (MORTIMER et al., 1985). Esse fungo é o principal produtor de patulina (GÖKMEN & ACAR, 1998), sendo reportado como responsável por 70 a 80% da deterioração de frutas armazenadas e em especial de maçãs (LEGGOTT & SHEPHARD, 2001). Como conseqüência, maçãs e produtos derivados de maçã são a principal fonte de patulina na dieta humana. O armazenamento das frutas a baixas temperaturas não é suficiente para prevenir a formação de micotoxinas, pois o P. expansum é capaz de crescer e produzir patulina em temperaturas menores que 5°C (NORTHOLT & BULLERMAN, 1982).
O ácido penicílico tem propriedades biológicas similares às da patulina. É produzido por um grande número de fungos, incluindo os do gênero Penicillium (P. puberulum, por exemplo), assim como membros do grupo do A. ochraceus. Um dos maiores produtores dessa toxina é o P. cyclopium. Essa micotoxina tem sido encontrada em milho, feijão e outros produtos agrícolas, além de ter sido produzida experimentalmente em queijo suíço. É uma micotoxina comprovadamente carcinogênica. Já a esterigmatocistina é estruturalmente e biologicamente relacionada às aflatoxinas e, como estas, possui atividade hepatocarcinogênica em animais. No mínimo, oito derivados são conhecidos. Entre os organismos que produzem esterigmatocistina, estão Aspargillus versicolor, A. nidulans, e A. rugulous. Sob luz ultravioleta, essa toxina fluoresce vermelho tijolo escuro. Apesar de não ser freqüentemente encontrada em produtos naturais, a esterigmatocistina tem sido observada em trigo, aveia, queijo holandês e grãos de café. Embora esteja relacion a d a à s aflatoxinas, a esterigmatocistina não é tão potente.
FUMONISINAS fumonisinas são produzidas por fungos do gênero Fusarium em milho e em outros grãos. Algumas doenças humanas e animais estão a s s o c i a d a s a o c o n s u m o d e s t e s alimentos contaminados com altos níveis desses fungos. A s e s p é c i e s p r o d u t o r a s d e fumonisinas incluem F.anthophilu dlamini, F. napiforme, F. nygami, F. moniforme e F.proliferatum. As últimas espé-cies citadas são p r o d u t o r a s d e grandes quan-tidades de fumo-nisinas. A F. m o n i l i f o r m e (anteriomente F. v e r t i c i l l i o i d e s ; G i b b e r e l l a fujikurol) foi a primeira espécie associada com essas micotoxinas e é a mais estudada das três. A prevalência de F. moniliforma é significativamente maior em milho produzido em áreas onde ocorrem altas taxas de câncer de esôfago em humanos.E x i s t e m , n o m í n i m o , s e t e fumonisinas, sendo quatro do tipo B e, pelo menos, três do tipo A: FB1, FB2, FB3, FB4, FA1, FA2 e FA3. As principais são a FB1 e FB3, sendo as outras consideradas secundárias. Das três toxinas principais, a FB1 (também designada macrofusina) é produzida em maiores quantidades por linhagens produtoras de fumonisinas. Por exemplo, entre nove linhagen de F.moniliforme, a produção de FB1 em milho autoclavado foi de 960 a 2.350μg/g, enquanto a de FB2 foi de 120 a 320μg/g. A fusarina C é produzida por F.moniliforme, mas aparentemente não está envolvida em atividade hepatocarcinogênica. Essa micotoxina é mutagênica, mas somente após a ativação do fígado. Com relação à temperatura e ao pH ótimos para crescimento, a máxima produção de FB1 por uma linhagem de F.moniliformeem cultura de milho foi obtida em 13 semanas, a 20°C e com uma p r o d u ç ã o d e 1 7 , 9 g / k g e m p e s o seco. Além disso, a maior taxa de crescimento fúngico ocorreu a 25°C, sendo a fase estacionária alcançada no período de 4 a 6 semanas, na mesma temperatura. De modo geral, o tempo e a temperatura ótimos para produção de FB1 foram de comsete semanas a 25°C. Com relação ao crescimento de F. moniliforme, outros estudos têm demonstrado bons resultados em temperaturas de 25°C e 30°C, em uma faixa de pH de 3 a 9,5. Conservantes, como o ácido benzóico, BHA e carvacrol, têm sido inibidores ou retardadores do crescimento micelial de inúmeras linhagens de Fusarium spp., sendo o ácido benzóico o mais efetivo, seguido pelo carvacrol e por BHA.A estrutura química da FB1 e da FB2 difere somente no carbono 10, onde a FB1 possui um grupo –OH em substituição ao –H presente n a e s t r u t u r a d a F B 2 . E s s a s micotoxinas diferem das demais descritas anteriormente de duas formas: não possuem grupamentos cíclicos ou anéis em suas estruturas e são solúveis em água. Por outro lado, são estáveis em calor, como m u i t a s o u t r a s micotoxinas.
SAMBUTOXINA micotoxina conhecida como sambutoxina foi p r i m e i r a m e n t e reportada em 1994. E s t á a s s o c i a d a com batatas secase apodrecidas e é principalmente produzida por linhagens de Fusarium sambucinum e F. o x y s p o r u m . De 13 espécies de Fu s a r i u m pesquisadas, cerca de 90% das linhagens pertencentes às duas espécies citadas produzem essa toxina. Pesquisas realizadas com amostras de batatas apodrecidas provenientes da Coréia, relataram que 9 de 21 amostras continham 15,8 a 78,1ng/g de sambutoxina, com uma média de 49,2ng/g. Utilizando substrato à base de trigo, níveis de 1,1 a 101,0μg/g de sambutoxina foram produzidas. A toxina foi encontrada em batatas provenientes de regiões do Irã que tinham alta incidência de câncer esofágico.S e g u n d o a s p e s q u i s a s , a sambutoxina causa hemorragia no estômago e intestino de ratos, e os animais passam a rejeitar a ração e perdem peso
ZEARALENONA Existem cinco zearalenonas de ocorrência natural, as quais são produzidas por Fusarium spp., principalmente F. graminear um (anteriormente F. roseum = Gibberella zeae) e F. Tricinctum. Associados ao milho, esses organismos invadem a planta no estágio de floração, especialmente durante períodos chuvosos. Se os níveis de umidade permanecem suficientemente altos após a colheita, o fungo cresce e produz toxina. Outros grãos, como trigo, aveia, cevada e gergelim, podem ser infectados, além do milho. A zearalenona fluoresce azul e s v e r d e a d a s o b l u z U V d e comprimento longo e esverdeada sob luz UV de comprimento curto. Essas micotoxinas possuem propriedades estrogênicas e promovem cio em camundongos e hiperestrogenismo em suínos. Não são mutagênicas e produzem uma resposta positiva com Bacillus subtilis.
Os fungos são elementos microbianos encontrados em todos os lugares, seja na agua, no ar ou no solo. Existem milhares, de espécies de fungos, e dentre estes milhares, algumas espécies atacam ou apenas sobrevivem em produtos agrícolas. Alguns destes fungos possuem a capacidade de produzir toxinas, chamadas de micotoxinas.