AFLATOXINS : Ocorrência e Riscos à Saúde

Aflatoxinas são metabólitos tóxicos produzidos por certos fungos em/sobre alimentos e rações. São provavelmente as micotoxinas mais conhecidas e mais intensamente pesquisadas no mundo. As aflatoxinas têm sido associadas a várias doenças, tais como aflatoxicose, em animais domésticos, animais domésticos e humanos em todo o mundo. A ocorrência de aflatoxinas é influenciada por certos fatores ambientais; portanto, a extensão da contaminação varia com a localização geográfica, práticas agrícolas e agronômicas e a suscetibilidade das mercadorias à invasão fúngica durante os períodos de pré-colheita, armazenamento e/ou processamento. As aflatoxinas receberam maior atenção do que quaisquer outras micotoxinas devido ao seu efeito potentcarcinogênico demonstrado em animais de laboratório suscetíveis e seus efeitos toxicológicos agudos em humanos. Como se percebe que a segurança absoluta nunca é alcançada, muitos países tentaram limitar a exposição às aflatoxinas impondo limites reguladores aos produtos destinados à alimentação humana e animal.

Introdução

Nos anos 60, mais de 100.000 perus jovens em granjas avícolas na Inglaterra morreram, no decorrer de alguns meses, de uma doença aparentemente nova, que foi chamada de “Doença da Turquia X” . Logo se descobriu que a dificuldade não se limitava aos perus. Os patinhos e os faisões jovens também foram afetados e houve uma forte mortalidade.

Um levantamento cuidadoso dos primeiros surtos mostrou que todos eles estavam associados a rações, a saber, farinha de amendoim brasileira . Uma investigação intensiva da farinha de amendoim suspeita foi realizada e rapidamente se descobriu que esta farinha de amendoim era altamente tóxica para aves e patinhos com sintomas típicos da doença X da Turquia.

Especiações feitas durante 1960 sobre a natureza da toxina sugeriram que ela poderia ser de origem fúngica. Na verdade, o fungo produtor de toxinas foi identificado como Aspergillus flavus (1961) e a toxina recebeu o nome de Aflatoxina em virtude de sua origem (A.flavis–>Afla).

Esta descoberta levou a uma crescente consciência do perigo potencial destas substâncias como contaminantes dos alimentos e rações, causando doenças e até mesmo a morte em humanos e outros mamíferos. Estudos que são resumidos nas seções seguintes revelaram que aflatoxinas são produzidas principalmente por algumas cepas de A. Flavus e pela maioria, se não todas, cepas de A. parasiticus , mais espécies relacionadas, A. nomius e A.niger. Além disso, estes estudos também revelaram que existem quatro principais aflatoxinas: B1, B2, G1, G2 mais dois produtos metabólicos adicionais, M1 e M2, que são significativos como contaminantes diretos de alimentos e rações. As aflatoxinasM1 e M2 foram inicialmente isoladas do leite de animais lactantes alimentados com preparações de aflatoxinas; daí a designação M. Enquanto a designação B dasaflatoxinas B1 e B2 resultou da exposição da fluorescência azul sob luz UV, enquanto a designação G se refere à fluorescência amarelo-esverdeada das estruturas relevantes sob luz UV. Estas toxinas têm estruturas muito semelhantes e formam um grupo único de compostos altamente oxigenados e naturalmente ocultos e heterocíclicos. As suas fórmulas moleculares estabelecidas a partir de análises elementares e determinações espectométricas de massa são:

• B1 : C17 H12 O6
• B2 : C17 H14 O6
• G1 : C17 H12 O7
• G2 : C17 H14 O7

Aflatoxinas B2 e G2 foram estabelecidas como os derivados dihidroxi de B1 e G1, respectivamente. Enquanto que a aflatoxina M1 é a 4-hidroxi aflatoxina B1 e a aflatoxina M2 é a 4-di-hidroxi aflatoxina B2.

Ocorrência

Em produtos agrícolas crus :

Aflatoxinas ocorrem frequentemente em culturas no prado do campo para colheita. A contaminação pós-colheita pode ocorrer se a secagem da cultura for adiada e durante o armazenamento da cultura se for permitido que a água exceda os valores críticos para o crescimento do bolor. Infestações por insetos ou roedores facilitam a infestação de alguns produtos armazenados.

As aflatoxinas são detectadas ocasionalmente no leite, queijo, milho, amendoim, sementes de algodão, nozes, amêndoas, figos, especiarias, e uma variedade de outros alimentos e rações. O leite, ovos e produtos cárneos são por vezes contaminados devido ao consumo animal de rações contaminadas por aflatoxinas . Entretanto, os produtos com maior risco de contaminação por aflatoxinas são milho, amendoim e sementes de algodão.

Em Alimentos Processados :

O milho é provavelmente o produto de maior preocupação mundial, porque é cultivado em climas que provavelmente têm contaminação perene com aflatoxinas e o milho é o alimento básico de muitos países. Contudo, os procedimentos utilizados no processamento do milho ajudam a reduzir a contaminação do produto alimentar resultante. Isto porque as aflatoxinas, apesar de serem estáveis a moderadamente estáveis na maioria dos processos alimentares, são instáveis em processos como os utilizados na fabricação de tortilhas que empregam condições alcalinas ou etapas oxidantes. O milho contaminado com aflatoxina e a farinha de sementes de algodão em rações lácteas resultaram em leite e produtos lácteos contaminados com aflatoxina M1, incluindo leite seco sem gordura, queijo e iogurte.

Factores que favorecem a produção de aflatoxina

Crescimento fúngico e contaminação por aflatoxina são a consequência de interacções entre o fungo, o hospedeiro e o ambiente. A combinação apropriada destes fatores determina a infestação e colonização do substrato, e o tipo e quantidade de aflatoxina produzida. No entanto, um substrato adequado é necessário para o crescimento fúngico e subsequente produção de toxinas, embora o(s) factor(es) preciso(s) que inicia(m) a formação de toxinas não seja bem compreendido(s). O stress hídrico, o stress a altas temperaturas e os danos causados por insectos da planta hospedeira são factores determinantes na infestação de bolores e na produção de toxinas. Da mesma forma, estágios específicos de crescimento de culturas, baixa fertilidade, alta densidade de culturas e competição de ervas daninhas têm sido associados com o aumento do crescimento de bolores e produção de toxinas. A formação de aflatoxinas também é afetada pelo crescimento associado de outros bolores ou micróbios . Por exemplo, a contaminação pré-carvestaflatoxina do amendoim e do milho é favorecida por altas temperaturas, condições de seca prolongada e alta atividade de insetos; enquanto a produção pós-colheita de aflatoxinas no milho e no amendoim é favorecida por temperaturas quentes e alta umidade.

Aflatoxicose e Saúde Animal

Aflatoxicose é principalmente uma doença hepática. A susceptibilidade dos animais individuais às aflatoxinas varia consideravelmente, dependendo da espécie, idade, sexo e nutrição. Na verdade, as aflatoxinas causam danos na entrega, diminuição da produção de leite e ovos, infecções recorrentes resultantes da supressão da imunidade (por exemplo, salmonelose), além de embriotoxicidade em animais que consomem baixas concentrações na dieta. Embora os youngof de uma espécie sejam mais susceptíveis, todas as idades são afectadas, mas em graus diferentes para espécies diferentes. Os sinais clínicos de aflatoxicose nos animais incluem disfunção gastrointestinal, redução da reprodutividade, redução da utilização e eficiência alimentar, anemia e icterícia. Animais em lactação podem ser afetados como resultado da conversão da aflatoxina B1 para o metaboliteaflatoxina M1 excretado no leite de bovinos leiteiros.

A indução de câncer por aflatoxinas tem sido extensivamente estudada. A aflatoxina B1, aflatoxina M1 e aflatoxina G1 têm demonstrado causar vários tipos de câncer em diferentes espécies animais. Entretanto, apenas a aflatoxina B1 é considerada pela Agência Internacional de Pesquisa do Câncer (IARC) como tendo produzido evidência suficiente de carcinogenicidade em animais experimentais para ser identificada como cancerígena.

Aflatoxinas e Saúde Humana

Humans são expostos a aflatoxinas através do consumo de alimentos contaminados com produtos de crescimento fúngico. Tal exposição é difícil de evitar porque o crescimento fúngico nos alimentos não é fácil de evitar. Mesmo que o fornecimento de alimentos altamente contaminados não seja permitido no mercado dos países desenvolvidos, ainda há preocupação com os possíveis efeitos adversos resultantes da exposição prolongada a baixos níveis de aflatoxinas no fornecimento de alimentos.
Avidência de aflatoxicose aguda em humanos tem sido relatada em muitas partes do mundo, nomeadamente nos países do Terceiro Mundo, como Taiwan, Ouganda, Índia, e muitos outros. A síndrome é caracterizada por vômitos, dor abdominal, edema pulmonar, convulsões, coma e morte com edema cerebral e envolvimento de gordura no fígado, rins e coração.

Condições que aumentam a probabilidade de aflatoxicose aguda em humanos, incluindo disponibilidade limitada de alimentos, condições ambientais que favorecem o desenvolvimento fúngico em culturas e commodities, e falta de sistemas regulatórios de monitoramento e controle de aflatoxinas.

Porque as aflatoxinas, especialmente a aflatoxina B1, são potentes carcinógenos em animais inseparáveis, há interesse nos efeitos dos níveis de exposição de longo prazo dessas importantes micotoxinas em humanos. Em 1988, a IARC colocou a aflatoxina B1 na lista de carcinogênicos humanos. Isto é apoiado por uma série de estudos epidemiológicos realizados na Ásia e na África que têm demonstrado uma associação positiva entre as aflatoxinas alimentares e o Câncer de Células Hepáticas (LCC) . Além disso, a expressão de aflatoxinas-relacionadas a doenças em humanos pode ser influenciada por fatores como idade, sexo, estado nutricional e/ou exposição simultânea a outros agentes causadores, como viralhepatite (HBV) ou infestação por parasitas.

Métodos Recentes de Análise de Aflatoxinas em Alimentos e Alimentos para Animais

Amostragem e Preparação de Amostra :

Amostragem e preparação de amostra permanecem uma fonte considerável de erro na identificação analítica de aflatoxinas. Assim, abordagens sistemáticas de amostragem, preparo de amostras e análise são absolutamente necessárias para determinar aflatoxinas a nível de partes por bilhão. Nesse sentido, planos específicos têm sido desenvolvidos e testados rigorosamente para algumas mercadorias, tais como milho, amendoim e nozes; planos de amostragem para algumas outras mercadorias têm sido modelados a partir delas. Uma característica comum de todos os planos de amostragem é que toda a amostra primária deve ser moída e misturada para que a porção de teste analítico tenha a mesma concentração de toxina que a amostra original.

Exploração por fase sólida :

Todos os procedimentos analíticos incluem três etapas: extração, purificação e determinação. A mais significativa melhoria recente na etapa de purificação é a utilização da extração em fase sólida.
Extratos de teste são limpos antes da análise instrumental (cromatografia em camada fina ou líquida) para remover materiais coextratados que freqüentemente interferem na determinação dos analitos alvo.

Cromatografia de camada fina :

Cromatografia de camada fina (TLC), também conhecida como cromatografia de cama plana ou cromatografia planar é uma das técnicas de separação mais utilizadas na análise de aflatoxinas. Desde 1990, tem sido considerado o método oficial da AOAC e o método de escolha para identificar e quantificar aflatoxinas em níveis tão baixos quanto 1 ng/g. O método TLC também é utilizado para verificar os resultados por técnicas mais recentes e mais rápidas.

Cromatografia líquida :

Cromatografia líquida (LC) é semelhante à TLC em muitos aspectos, incluindo a aplicação de analitos, fase estacionária e fase móvel. Cromatografia liguídea e TLC se complementam. Para um analista, utilizar TLC para trabalhos preliminares para otimizar as condições de separação de LC não é incomum.
Métodos de cromatografia líquida para a determinação de aflatoxinas em alimentosincluem LC de fase normal (NPLC), LC de fase reversa (RPLC) com pré ou pré-columnderivação (BCD), RPLC seguido de derivatização pós-coluna (PCD),e RPLC com detecção eletroquímica.

Métodos imunoquímicos :

Cromatografia de camada fina e métodos LC para determinação de alimentos aflatoxinas são trabalhosos e demorados. Muitas vezes, estas técnicas requerem conhecimento e experiência de técnicas cromatográficas para resolver problemas de sepatação e interferência. Através dos avanços na biotecnologia, testes baseados em anticorpos altamente específicos estão agora disponíveis comercialmente que podem identificar e medir aflatoxinas em alimentos em menos de 10 minutos. Esses testes são baseados nas afinidades dos anticorpos monoclonais ou policlonais foraflatoxinas. Os três tipos de métodos imunoquímicos são o radioimunoensaio (RIA), o imunoensaio enzimático (ELISA) e o imunoensaio por coluna-definidade (ICA).

Confirmação das Identidades das Aflatoxinas :

Embora os métodos analíticos possam consistir em diferentes etapas de extração, limpeza e quantificação, os resultados das análises por tais métodos devem ser semelhantes quando os métodos são aplicados adequadamente. Como a confiabilidade dos dados quantitativos não está em questão, o problema ainda por resolver é a confirmação da identidade das aflatoxinas. As técnicas de confirmação utilizadas envolvem derivatização química ou espectrometria de massa (EM).

Safety Issues in Handling Moldy Grains and Aflatoxins :

Safety is a key issue for scientists working in the aflatoxin area.Devem ser tomadas medidas para minimizar a exposição às toxinas, bem como aos microorganismos produtores, Aspergillus flavus e Aspergillusparasiticus. Deve ser estabelecido um programa de segurança que atenda aos requisitos do Padrão Laboratorial da Administração de Segurança e Saúde Ocupacional (1990) e às diretrizes dos Institutos Nacionais de Saúde (1981) que abrangem o uso de carcinógenos químicos.

Técnicas de Monitorização para Avaliação da Exposição Humana às aflatoxinas

Nos últimos anos, foram desenvolvidas novas tecnologias que monitorizam de forma mais precisa as exposições individuais às aflatoxinas. Foi dada particular atenção à análise dos adutos de DNA de aflatoxina e dos adutos de albumina como substitutos da genotoxicidade nas pessoas. Autrup et al.(1983) foram pioneiros no uso da espectroscopia de fluorescência síncrona para a medição de adutos de ADN de aflatoxina na urina. Amostras de urina coletadas após exposição a alfatoxinas foram encontradas contendo 2,3-di-hidroxi-2-(N7-guanil)-3-hidroxiaflatoxinaB1, trivialmente conhecida como AFB-Gual . Wild et al.(1986) usaram imunoensaios altamente sensíveis para quantificar aflatoxinas em fluidos do corpo humano. O ensaio de imunoensaio enzimático (ELISA) foi utilizado para quantificar aflatoxinaB1 na faixa de 0,01 ng /ml a 10 ng/ml, e foi validado em amostras de humanurina. Usando este método, a excreção de aflatoxina ADN no urinol foi positivamente correlacionada com a ingestão dietética, e o majoraflatoxina B1-DNA excretado na urina foi mostrado como sendo um sedimentador apropriado para monitorar a exposição dietética à aflatoxina.

Controle e Manejo de Aflatoxinas

A- Controle Regulatório :

As aflatoxinas são consideradas contaminantes inevitáveis de alimentos e rações, mesmo onde boas práticas de fabricação tenham sido seguidas. A FDA estabeleceu diretrizes específicas sobre níveis aceitáveis de aflatoxinas em alimentos humanos e rações animais, estabelecendo níveis de ação que permitem a remoção de lotes violentos do comércio. O nível de ação para alimentos humanos é de 20 ppb de aflatoxinas totais, com exceção do leite que tem um nível de ação de 0,5 ppb para a aflatoxina M1. O nível de ação para a maioria dos alimentos é também de 20 ppb. Entretanto, é muito difícil estimar com precisão a concentração de aflatoxinas em um grande nível de ação quantidade de material devido à variabilidade associada aos procedimentos de teste; portanto, a verdadeira concentração de aflatoxinas em um lote não pode ser determinada com 100% de certeza.

B- Estratégias de desintoxicação :

Porque a contaminação por aflatoxinas é inevitável, numerosas estratégias para sua desintoxicação foram propostas. Estas incluem métodos físicos de separação, inativação térmica, irradiação, extração de solventes, adsorção da solução, inativação microbiana e fermentação. Os métodos químicos de desintoxicação também são praticados como uma das principais estratégias para a desintoxicação eficaz:

Degradação Estrutural Após Tratamento Químico :
Um grupo diverso de químicos foi testado para a capacidade de degradar e inactivar aflatoxinas. Vários destes químicos podem reagir para destruir (ou degradar) aflatoxinas eficazmente, mas a maioria é impraticável ou potencialmente insegura devido à formação de resíduos tóxicos ou à perturbação do conteúdo de nutrientes e das propriedades organolépticas do produto. Duas abordagens químicas para a desintoxicação de aflatoxinas que receberam considerável atenção são a amônia e a reação com bissulfito de sódio.
Muitos estudos fornecem evidências de que o tratamento químico via amônia pode fornecer um método eficaz para desintoxicar o milho e outros produtos contaminados por aflatoxinas. O mecanismo desta ação parece envolver a hidrólise do anel de lactona e a conversão química do composto de origem aflatoxinaB1 em numerosos produtos que apresentam toxicidade muito reduzida.
Por outro lado, foi demonstrado que o bissulfito de sódio reage com aflatoxinas(B1, G1 e M1) sob várias condições de temperatura, concentração e tempo para formar produtos solúveis em água.

Modificação da toxicidade por produtos químicos dietéticos :
A toxicidade das micotoxinas pode ser fortemente influenciada por produtos químicos dietéticos que alteram as respostas normais dos sistemas de mamíferos a essas substâncias.Um conjunto variável de fatores químicos, incluindo componentes nutricionais (por exemplo, proteína e gordura dietética, vitaminas e oligoelementos), aditivos alimentares (por exemplo, antibióticos e conservantes), assim como outros fatores químicos podem interagir com os efeitos das aflatoxinas em animais.

Alteração da biodisponibilidade por quimiosistências de aflatoxinas :
Uma nova abordagem para a desintoxicação de aflatoxinas é a adição de materiais de sorbentes inorgânicos, conhecidos como quimiosistências, tais como o aluminossilicato de cálcio hidratado (HSCAS), à dieta dos animais. O HSCAS possui a capacidade de ligar firmemente e imobilizar aflatoxinas no trato gastrointestinal dos animais, resultando em uma grande redução na biodisponibilidade de aflatoxinas.

Impacto econômico das aflatoxinas

O impacto econômico das aflatoxinas derivadas diretamente das perdas de colheitas e gado, assim como indiretamente do custo de programas regulatórios destinados a reduzir os riscos para a saúde animal e humana. A Organização para Alimentação e Agricultura (FAO) estima que 25% das culturas alimentares do mundo são afectadas por micotoxinas, das quais as aflatoxinas são as mais motoras. As perdas de aflatoxinas para os produtores de gado e aves de produção de alimentos contaminados por aflatoxinas incluem a morte e os efeitos mais sutis da supressão do sistema imunológico, taxas de crescimento reduzidas e perdas na eficiência alimentar. Outros efeitos econômicos adversos das aflatoxinas incluem rendimentos mais baixos para as culturas de alimentos e fibras .

Além disso, a capacidade das aflatoxinas de causar câncer e doenças relacionadas em humanos dada sua ocorrência aparentemente inevitável em alimentos e rações torna a prevenção e a desintoxicação dessas micotoxinas uma das questões toxicológicas mais desafiadoras da atualidade.

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