Niveles de Ocratoxina A. en pacientes dializados de la ciudad de Posadas

Abstract

Las micotoxinas son compuestos químicos tóxicos de bajo peso molecular, producidas por cepas toxigénicas de hongos filamentosos como metabolitos secundarios después de un tiempo de crecimiento activo y en respuesta a estrés metabólico con diferentes propiedades químicas, biológicas y toxicológicas. Son contaminantes naturales de los alimentos, por lo que el hombre siempre ha estado expuesto a ellas en su alimentación. Casi todas las micotoxinas son químicamente estables y generalmente resisten el almacenamiento y la descontaminación de las materias primas, como así también el procesamiento de los alimentos, incluyendo la cocción a altas temperaturas, por lo cual es importante optimizar las condiciones de almacenamiento para evitar su producción ya que no se las puede eliminar por completo. La presencia de toxinas fúngicas en los alimentos a niveles superiores a los establecidos, representa un riesgo para la seguridad alimentaria, que puede llevar a intoxicaciones agudas, raras en la actualidad, sin embrago, es la toxicidad producida por exposiciones repetidas a bajas concentraciones las que producen los efectos crónicos más preocupantes. Las micotoxinas son compuestos policetónicos resultantes de la interrupción de la biosíntesis de ácidos grasos de los hongos filamentosos. Los ácidos grasos son metabolitos primarios, utilizados por los hongos como fuente de energía; las micotoxinas en cambio, son metabolitos secundarios que no son necesarios para el desarrollo de aquellos y suelen formarse al final de la fase exponencial o al principio de la estacionaria del crecimiento fúngico. Las micotoxinas tienen estructuras químicas muy variadas: desde compuestos simples de bajo peso molecular a muy complejos, pero por lo general tienen un peso molecular medio. Se conocen alrededor de 400 micotoxinas; las halladas más frecuentes como contaminantes de los alimentos son las aflatoxinas, ocratoxina A, zearalenona, patulina, las fumonisinas y los tricotecenos. Los principales géneros de hongos productores de micotoxinas son Aspergillus, Fusarium, Penicillium y Alternaria. Las ocratoxinas son un grupo de micotoxinas producidos por dos géneros de hongos: Aspergillus y Penicillium. Constituyen un grupo de compuestos derivados de la isocumarina unida a la L--fenilalanina por enlace amida, generalmente vía grupo 7-carboxilo. Existen diferentes tipos de ocratoxinas: ocratoxina A, ocratoxina B, ocratoxina C, 4-hidroxiocratoxina A, 10-hidroxi-ocratoxina A, ocratoxina A hidroquinona, anillo abierto de ocratoxina A y sus derivados no tóxicos, ocratoxina  y ocratoxina . La ocratoxina A (OTA) es la más encontrada como contaminante en los alimentos y la más importante en cuanto a la salud humana. Las especies de hongos productoras de OTA pertenecen a los géneros Aspergillus y Penicillium. Dentro Aspergillus, se los puede dividir en dos grupos morfológicos, los de la sección Circumdati, de los cuales A. ochraceus es la especie productora más importante y los de la sección Nigri, donde se destaca A. carbonarius. En zonas cálidas tropicales y subtropicales, la contaminación de los productos con OTA, además de la debida a A. ochraceus, se suma la debida a A. niger, en nueces, porotos, especias, granos de café verde, frutas secas, maní seco, carne procesada, pescado ahumado y salado, en semillas de oleaginosas, piensos combinados, pasas y café. Se ha aislado Aspergillus niger var aculeatus productor de ocratoxina A en yerba mate compuesta. En regiones frías y templadas, los hongos productores de OTA son Penicillium verrucosum y P. nordicum, estos producen ocratoxina A, a temperaturas de entre 4ºC y 31ºC. Penicillium verrucosum contamina principalmente cereales, mientras que P. nordicum, lo hace en carnes y subproductos y quesos. La OTA se absorbe rápidamente en el tracto gastrointestinal y se elimina con lentitud. Su biodisponibilidad en mamíferos es mayor al 50%. OTA presenta una alta afinidad por las proteínas plasmáticas, se une en un 99%, principalmente a albúmina, siendo la fracción de toxina libre en plasma menor al 0,2 % en todas las especies estudiadas, incluido el hombre La excreción fecal y la urinaria de ocratoxina A son importantes, también se excreta vía biliar y leche materna. Su metabolismo genera derivados hidroxilados y conjugados con glutatión. El principal metabolito es la ocratoxina α que resulta de la hidrólisis del enlace amídico. La principal vía de eliminación es la renal, pero debido a la alta unión a la albúmina plasmática la filtración glomerular es despreciable y se excreta luego, en los túbulos renales. La reabsorción tubular es la responsable de la acumulación de la toxina en estas células. La excreción por leche materna es pequeña, pero adquiere importancia ya que es la única fuente de alimentación del lactante en los primeros meses de vida y continúa siendo importante durante toda la lactancia La contribución de cada ruta en la excreción, depende de la vía de administración, la dosis administrada y la unión a proteínas. Los mecanismos propuestos para explicar la toxicidad de OTA y sus metabolitos son las interacciones específicas en el metabolismo de fenilalanina y emparejamiento con fosfoenolpiruvato carboxiquinasa citosólica, que produce disrupción de la biosíntesis proteica y glucogénesis, como así también interacciones no específicas por la generación de especies reactivas de oxígeno, que produce estrés oxidativo, inhibición de la cadena respiratoria, formación de aductos de ADN, efectos en la apoptosis y transducción de señal y efecto de combinación con otras micotoxinas, sinérgicas o antagónicas. La ocratoxina A tiene un potente efecto nefrotóxico y es, además, hepatotóxica, inmunotóxica, mielotóxica, carcinogénica y teratogénica, afecta también al corazón e interfiere con los factores de la coagulación. La toxicidad varía ampliamente según la vía de administración, la especie animal y el sexo. Los niveles de ocratoxina A en los alimentos son bien conocidos y controlados, pero poco se sabe sobre los niveles en la población, sobre todo pensando que los expertos consideran a las micotoxinas como una de los factores de riesgo crónico alimentarios más importantes. En el desarrollo de este estudio, tomamos una población acotada y específica con una patología en particular: la insuficiencia renal en tratamiento de diálisis, siendo que ocratoxina A tiene como blanco a la unidad funcional del riñón. Por otro lado, respecto a la determinación de OTA, la técnica de referencia requiere de un equipo de cromatografía líquida de alto desempeño (HPLC, por sus siglas en inglés) con detector de fluorescencia, que demanda personal especializado y lejos del alcance de laboratorio de mediana complejidad. La técnica de ELISA adaptada, en cambio, ofrece un método sencillo y rápido al alcance de estos laboratorios como una aproximación para el testeo de OTA. Los objetivos de este estudio fueron, realizar una evaluación de niveles de ocratoxina A en sangre de pacientes dializados de la Ciudad de Posadas, Provincia de Misiones, Argentina, por la técnica de ELISA y conocer los hábitos alimenticios de la población en estudio. Se realizó un estudio experimental prospectivo de corte transversal. La población en estudio consistió en pacientes dializados de dos servicios de diálisis de la ciudad de Posadas de entre 17 y 84 años de edad. La colección de las muestras de sangre de ambos centros se realizó intra diálisis y fueron analizadas usando el kit comercial de ELISA RIDASCREEN®, competitivo. Cada muestra fue sometida a un proceso de extracción líquido-líquido, descripta para suero porcino, adaptada a suero humano. Se procesaron 39 muestras de pacientes de los dos centros de diálisis de la ciudad de Posadas, de ambos sexos: 10 femeninos y 29 masculinos, con edades de entre 17 y 84 años. Todas las muestras de suero analizadas presentaron niveles detectables de OTA, en un intervalo de 0,184 -2,959 ng mL-1 con una mediana de 1,250 ng mL-1 . No se observaron diferencias estadísticas significativas entre los niveles de ocratoxina A y el sexo ni la edad. En tanto que, el 94,9% de los participantes consignaron que consumía semanalmente productos con harina y almidón, arroz y yerba mate, ya sea como mate, mate cocido o tereré, mientras que la totalidad declaró consumir semanalmente fideos, maíz o choclo. No se observaron diferencias estadísticas significativas entre el tipo de alimento consumido y los niveles de ocratoxina A en sangre. Se logró evaluar los niveles de ocratoxina A en pacientes dializados de la ciudad de Posadas. Se pudo conocer los hábitos alimenticios de los pacientes a través de una pequeña encuesta considerando los alimentos más frecuentemente asociados a OTA.

Mycotoxins are low molecular weight toxic chemical compounds, produced by toxigenic strains of filamentous fungi as secondary metabolites after a time of active growth and in response to metabolic stress with different chemical, biological and toxicological properties. They are natural food contaminants, so mankind has always been exposed to them in their diet. Almost all mycotoxins are chemically stable and generally resist storage and decontamination of raw materials, as well as food processing, including high-temperature cooking, so it is important to optimize storage conditions to avoid their production since they cannot be completely eliminated. The presence of fungal toxins in foods at levels higher than those established represents a risk to food safety, which can lead to acute poisoning, which is currently rare, however, it is the toxicity produced by repeated exposures to low concentrations that produce the most worrying chronic effects. Mycotoxins are polyketone compounds resulting from the interruption of fatty acid biosynthesis in filamentous fungi. Fatty acids are primary metabolites, used by fungi as a source of energy; mycotoxins, on the other hand, are secondary metabolites that are not necessary for their development and are usually formed at the end of the exponential phase or at the beginning of the stationary phase of fungal growth. Mycotoxins have very varied chemical structures: from simple low molecular weight compounds to very complex ones, but they generally have a medium molecular weight. About 400 mycotoxins are known; The most frequent found as food contaminants are aflatoxins, ochratoxin A, zearalenone, patulin, fumonisins and trichothecenes. The main genera of mycotoxin-producing fungi are Aspergillus, Fusarium, Penicillium and Alternaria. Ochratoxins are a group of mycotoxins produced by two genera of fungi: Aspergillus and Penicillium. They constitute a group of compounds derived from isocoumarin linked to L-- phenylalanine by an amide bond, generally via a 7-carboxyl group. There are different types of ochratoxins: ochratoxin A, ochratoxin B, ochratoxin C, 4-hydroxy-ochratoxin A, 10- hydroxy-ochratoxin A, ochratoxin A hydroquinone, ring-opened ochratoxin A and its nontoxic derivatives, ochratoxin  and ochratoxin . Ochratoxin A (OTA) is the most commonly found contaminant in food and the most important in terms of human health. OTA-producing fungal species belong to the genera Aspergillus and Penicillium. Within Aspergillus, they can be divided into two morphological groups, those of the Circumdati section, of which A. ochraceus is the most important producing species, and those of the Nigri section, where A. carbonarius stands out. In warm tropical and subtropical areas, contamination of products with OTA, in addition to that due to A. ochraceus, is added to that due to A. niger, in nuts, beans, spices, green coffee beans, dried fruits, dried peanuts, processed meat, smoked and salted fish, oilseeds, combined feed, raisins and coffee. Aspergillus niger var aculeatus ochratoxin A producer, has been isolated from composite yerba mate. In cold and temperate regions, the OTA-producing fungi are Penicillium verrucosum and P. nordicum, these produce ochratoxin A, at temperatures between 4ºC and 31ºC. Penicillium verrucosum mainly contaminates cereals, while P. nordicum contaminates meats and byproducts and cheeses. OTA is rapidly absorbed from the gastrointestinal tract and slowly eliminated. Its bioavailability in mammals is greater than 50%. OTA has a high affinity for plasma proteins, it binds 99%, mainly to albumin, with the fraction of free toxin in plasma being less than 0.2% in all species studied, including man. Faecal and urinary excretion of ochratoxin A are important; it is also excreted via bile and breast milk. Its metabolism generates hydroxylated derivatives and conjugates with glutathione. The main metabolite is ochratoxin-α, which results from the hydrolysis of the amide bond. The main route of elimination is the kidney, but due to the high binding to plasma albumin, glomerular filtration is negligible and it is then excreted in the renal tubules. Tubular reabsorption is responsible for the accumulation of the toxin in these cells. Excretion through breast milk is small, but becomes important since it is the only source of nutrition for the infant in the first months of life and continues to be important throughout lactation. The contribution of each route in excretion depends on the route of administration, the dose administered and protein binding. The mechanisms proposed to explain the toxicity of OTA and its metabolites are specific interactions in the metabolism of phenylalanine and coupling with cytosolic phosphoenolpyruvate carboxykinase, which produces disruption of protein biosynthesis and glycogenesis, as well as non-specific interactions due to the generation of reactive species of oxygen, which produces oxidative stress, inhibition of the respiratory chain, DNA adducts formation, effects on apoptosis and signal transduction and combination effect with other mycotoxins, synergistic or antagonistic. Ochratoxin A has a powerful nephrotoxic effect and is also hepatotoxic, immunotoxic, myelotoxic, carcinogenic and teratogenic, it also affects the heart and interferes with coagulation factors. Toxicity varies widely depending on the route of administration, animal species and sex. The levels of ochratoxin A in foods are well known and controlled, but few is known about the levels in the population, especially since experts consider mycotoxins as one of the most important chronic dietary risk factors. In the development of this study, we took a limited and specific population with a particular pathology: renal failure undergoing dialysis treatment, being that the kidney functional unit the ochratoxin A target. On the other hand, regarding the determination of OTA, the reference technique requires high-performance liquid chromatography (HPLC) equipment with a fluorescence detector, which requires specialized personnel and it is not available to medium complexity laboratories. The adapted ELISA technique, on the other hand, offers a simple and rapid method available to these laboratories as an approach for OTA testing. The objectives of this study were to carry out an evaluation of ochratoxin A levels in the blood of dialyzed patients from Posadas City, Province of Misiones, Argentina, using the ELISA technique and to know the eating habits of the study population. A prospective cross-sectional experimental study was carried out. The study population consisted of dialysis patients from two dialysis services in Posadas city between 17 and 84 years of age. Blood samples were collected from both centres during intradialysis and analyzed using the competitive RIDASCREEN® commercial ELISA kit. Each sample was subjected to a liquid-liquid extraction process, described for porcine serum, adapted to human serum. 39 patient samples from the two dialysis centres in Posadas city were processed, of both sexes: 10 female and 29 male, aged between 17 and 84 years. All serum samples analyzed presented detectable levels of OTA, in a range of 0.184 - 2.959 ng mL-1 with a median of 1,250 ng mL-1 . No significant statistical differences were observed between ochratoxin A levels and sex or age Meanwhile, 94.9% of the participants stated that they consumed products with flour and starch, rice and yerba mate, either as “mate”, “mate cocido” or “tereré”, weekly, while all declared that they consumed noodles, corn weekly. No significant statistical differences were observed between the type of food consumed and blood ochratoxin A levels. It was possible to evaluate the levels of ochratoxin A in dialyzed patients from the city of Posadas. The eating habits of the patients were known through a small survey considering those most frequently associated with OTA.