Miceti di interesse alimentare e
tecniche di rilevamento
Caratteristiche generali
• sono eucarioti con nucleo diploide
• si riproducono per mezzo di spore o conidi
(riproduzione sessuata o asessuata)
• di solito sono immobili
• possono essere unicellulari o pluricellulari
• presentano una parete cellulare contenente chitina
• sono organismi eterotrofi,saprofiti, parassiti o
simbionti
Regno dei funghi: 5 phyla
Ascomycota
• Funghi unicellulari o filamentosi a micelio settato con riproduzione
asessuata tramite conidi originati da un’ampia varietàdi strutture
conidiogenee riproduzione sessuata tramite ascospore prodotte all’interno
di aschi
Basidiomycota
• Funghi unicellulari o filamentosi a micelio settato con riproduzione
asessuata tramite conidi e riproduzione sessuata tramite basidiospore
prodotte su basidi
Deuteromycota
• Funghi unicellulari o filamentosi a micelio settato con riproduzione
asessuata tramite conidi originati da un’ampia varietà di strutture
conidiogenee riproduzione sessuata solitamente mancante, quando
riconosciuta riconducibile ad ascomiceti o basidiomiceti
Mycophytophyta
Zygomycota
• Funghi filamentosi a micelio scarsamente o per nulla settato, con ife di
ampio diametro, riproduzione asessuata tramite sporangiosporeoriginate in
sporangi o sporangiolie riproduzione sessuata tramite zigospore
Cellula fungina lievitiforme
Cellula fungina miceliale
Parete cellulare fungina
BLASTOGONIA
COLONIA FUNGINA LIEVITOFORME
SVILUPPO
DELLA COLONIA FUNGINA MICELIALE
Produzione di pseudomicelio e
di micelio nei lieviti
IL DIMORFISMO FUNGINO
Blastomyces dermatitidis
Fase lievitiforme in vivo
Coccidioidesimmitis
C. Posadasii
Histoplasma capsulatum
Paracoccidioides
brasiliensis
Penicillium marneffei
Sporothrix schenckii
37°C
in vitro
25°C
Fase lievitiforme stessa conformazione degli
strati parietali gemmazione
Fase miceliale diversa conformazione
degli strati parietali crescita apicale
Candida albicans
Aspergillus fumigatus
ECOLOGIA
Cryptococcus neoformans
Sporothix schenckii
Meccanismi di patogenicità dei funghi
a) Adesività (superfici mucose e cutanee, es. Candida albicans)
Meccanismi non specifici
Forze idrofobiche
Cariche elettrostatiche
Meccanismi specifici
Interazione tra adesine e recettori
Possibili adesine
Recettori
Chitina
cellule epiteliali,
superfici mucose
Glucani
Sconosciuti
Mannani/Mannoproteine
cellule epiteliali
Lipidi
cellule epiteliali
Proteine
albumina, collagene, fibrina,
fibrinogeno, fibronectina,
laminina
Meccanismi di patogenicità dei funghi
b)Produzione di tossine (alcune intereferiscono con la risposta
immunitaria)
Candida albicans: glicoproteine, canditossina, tossine a basso peso
molecolare
Aspergillus spp. gliotossina, fumigatossina, restrictocina
Micotossine, Micetismo (ingestione funghi velenosi)
c) Produzione di enzimi idrolitici (mediano l’invasività)
Proteasi (Candida albicans),
Fosfolipasi, Lipasi
Serinproteasi(Aspergillus spp.)
Metalloproteasi, Aspartil proteasi Cheratinasi(dermatofiti)
Fenolo-ossidasi(Cryptococcus neoformans)
Meccanismi di patogenicità dei funghi
d) Strutture cellulari (antifagocitarie, immunomodulanti)
Mannani(Candida albicans)
α1-3 glucano(Blastomycesdermatitidis) (Histoplasmacapsulatum)
(Paracoccidioidesbrasiliensis)
Glucuronoxilomannani(Cryptococcusneoformans)(componenti
capsulari)
Recettori del complemento (inibiscono l’opsonizzazione)
e) Pleomorfismo, Dimorfismo forme miceliali invasive
Condizioni predisponenti all’insorgenza di micosi
Malattie concomitanti
•Infezioni microbiche
•Disfunzioni endocrine
•Alterazioni delle difese
immunitarie
Fattori dietetici
•Dieta ricca in carboidrati
•Carenze vitaminiche
Vatriazioni dello status fisiologico
•Gravidanza
•Prima infanzia
•Vechiaia
Fattori meccanici
•Traumi e ustioni
•Occlusione o
macerazione dei tessuti
Fattori iatrogeni
•Trattamento con farmaci che alterano la composizione della
popolazione microbica residente o le difese dell’ospite nei confronti
delle infezioni
•Interventi chirurgici, introduzione di protesi o cateteri in tessuti o nei
vasi
Difese dell’ospite nei confronti
dell’infezione fungina
• Barriere meccaniche
• Sostanze antimicrobiche non specifiche
• Fagocitosi e killing intracellulare
• Immunità umorale e cellulo-mediata
CLASSIFICAZIONE DELLE MICOSI
MICOSI SUPERFICIALI
Infezioni che interessano esclusivamente gli strati cornei
dellacute e gli annessi cutanei con nulla o scarsissima reazione
immunitaria da parte dell'ospite.
MICOSI (MUCO)CUTANEE
Infezioni interessanti i tessuti cheratinizzati della cute, gli annessi
cutanei e le mucose con danni tessutali e significativa reazione
immunitaria da parte dell'ospite.
MICOSI SOTTOCUTANEE
Infezioni che coinvolgono la cute e i tessuti sottocutanei dopo
innesto traumatico dell'agente eziologico. Possono rimanere
localizzate o diffondere per contiguità, o per via linfatica, con
rilevante reazione immunitaria da parte dell'ospite.
MICOSI PROFONDE
Infezioni, solitamente a livello polmonare, che possono
disseminare per via ematica con coinvolgimento degli organi
interni e della cute (micosi disseminate o sistemiche) con
massima reazione immunitaria da parte dell‘ospite.
Micetismo
Causato dall’ingestione di funghi
velenosi (es. Amanita phalloides,
veleno α-amanitina) inibizione RNApolimerasi→inibizione sintesi proteica
Micotossicosi
Le micotossine sono metaboliti
secondari di funghi che possono
esercitare, a piccole concentrazioni,
effetti tossici acuti o cronici quando
assunti per vie naturali da animali
vertebrati
• Lieviti di interesse alimentare:
– Hansemula, Pichia, Torulopsis
deterioramento alimenti (vino e prodotti
lattiero-caseari)
– Saccaromiceti sono utilizzati nella produzione
di alcuni alimenti
– Mai osservata la produzione di sostanze
tossiche
• Muffe di interesse alimentare:
– La struttura miceliare è un sistema efficiente
per utilizzare i nutrienti presenti negli alimenti
deteriormento
– Macromolecole (enzimi idrolitici, metaboliti
secondari) possono essere escreti nel
substrato
– Deuteromiceti (funghi imperfetti), annoverano
molte speci tossigene (Aspergillus Penicillum,
Fusarium)
Fattori che influenzano la crescita dei funghi
negli alimenti
• Oltre ai nutrienti esistono diversi parametri
chimico-fisici che condizionano lo sviluppo dei
funghi negli alimenti
• Un fattore è correlato allo stato “biologico”
dell’alimento
• Frutta fresca, verdure, cereali, frumento prima
del raccolto possiedono efficaci meccanismi di
difesa contro l’invasione microbica che perdono
al momento del raccolto
Aw, pH
• I funghi sono in grado di crescere a valori
di aw piuttosto bassi
• Valori inferiori a pH 5 facilitano la crescita
fungina
Temperatura
• Condiziona i processi di sporulazione,
germinazione delle spore, sviluppo del micelio
• La temperatura 15-30°C rappresenta il range di
sviluppo, ma alcune specie fungine riescono a
crescere anche a temperature più alte
• Le spore fungine possono sopravvivere alla
pastorizzazione
Temperatura
• Molti funghi si riproducono alle temperature di
refrigerazione (Fusarium, Cladosporium, Penicillum),
specialmente in condizioni di umidità (frigoriferi)
• A. flavus e A. niger crescono a temperature medio alte e
rappresentano la flora dominante di ambienti quali i
tunnel di essiccamento delle paste alimentari
• Esiste una correlazione fra produzione di micotossine
nelle granaglie e insilati, temperatura e aw
– L’optimum della temperatura è tra 20 e 30°C
– L’aumento della temperatura comporta un abbassamento dell’aw
ottimale per la produzione di aflatossine
Tensione di ossigeno
• Le muffe hanno assoluto bisogno di ossigeno
• Sono sensibili ad alti livelli di anidride carbonica
• Generalizzando:
– deterioramento degli alimenti dovuto a funghi
filamentosi (muffe) avviene in aerobiosi,
– i lieviti fermentativi sono in grado di riprodursi in
completa assenza di ossigeno
Consistenza dell’alimento
• I lieviti causano maggiori problemi nei cibi
liquidi, dove le singole cellule si
disperdono facilmente
• I funghi filamentosi sono favoriti da
substrati solidi su cui ancorarsi con pieno
accesso all’ossigeno
Substrato nutritivo e conservanti
• I funghi sono favoriti dalla presenza di
zuccheri
• Acidi deboli (benzoico, sorbico, solforoso
acetico, propionico) sono abbastanza
efficaci sui funghi, con alcune eccezioni
• Penicillum roqueforti ad esempio è
estremamente resistente
isolamento!
Tecniche per la determinazione della
contaminazione fungina negli ambienti di
produzione e negli alimenti
Determinazione della contaminazione da funghi
negli ambienti di produzione degli alimenti
• Rilevamento della flora micotica
–aerodispersa
–presente sulle superfici
Flora micotica AERODISPERSA
Campionamento mediante diverse
tecniche di:
– aria ambientale
– in uscita da impianti di
filtrazione/condizionamento/movimentaz
ione materiali a mezzo flusso aria
1. Campionamento dell’aria con
campionatore SAS (surface air system pbi
international)
• Il sistena SAS campiona il volume d’aria
selezionato sfruttando il principio dell’impatto
ortogonale su piastre contenenti terreni di
coltura agarizzati specifici per i miceti
(Sabouraud Dextrose Agar)
• I limiti della tecnica risiedono nelle possibili
perdite di particolato che non viene trattenuto
durante l’impatto
CARATTERISTICHE PRINCIPALI
• I campionatori SAS SUPER ISO 100 e SAS SUPER ISO
180 di produzione International pbi sono campionatori
per la determinazione della carica microbica presente
nell’aria
• Sono strumenti portatili funzionanti a batterie ricaricabili
ad elevata autonomia:
–
–
–
–
oltre 70.000 litri di aria campionabili con ogni ricarica
portata costante di 100 o 180 L/min
possiedono 8 volumi impostabili e memorizzabili
sono dotati di sistema di campionamento sequenziale per
estendere il campionamento da pochi minuti a diverse ore
– Utilizzano piastre a contatto da 55 mm di diametro.
– Possibilità di utilizzare piastre a contatto diametro 84 mm e
piastre Petri diametro 90 mm.
•
DUO SAS SUPER 360 ISOLATOR
campionatore per tutti gli ambienti a contaminazione controllata
che richiedono il campionamento di volumi elevati in brevi
intervalli di tempo
- formato da un singolo corpo dotato di 2 teste aspiranti separate
- in grado di aspirare 360 litri/min d’aria (180+180 litri/min)
- possono essere monitorati oltre 20 m³ d’aria/ora in differenti
cicli.
Il campionatore microbiologico d’aria “Duo-SAS-Super 360 Isolator”
è stato appositamente progettato per il monitoraggio di ambienti a
contaminazione controllata, dove è richiesto un elevato volume di
aria aspirata in brevi periodi di tempo e dove è necessario il
campionamento di differenti specie di microrganismi. Grazie
alla doppia testata separata dall'unità di controllo, è possibile
effettuare il monitoraggio simultaneo in due ambienti diversi.
2. Sistema di campionamento
dell’aria multiplo sequenziale
• Necessari quando il
campionamento deve avvenire
durante il periodo di produzione,
con un monitoraggio continuo
delle aree produttive o di
controllo ove sia necessario
avere più punti di monitoraggio
in sequenza
Campionatore MD8
• Il sistema MD8 campiona il volume di aria
selezionato sfruttando il principio della
filtrazione su membrane in fibra di vetro, in
nitrocellulosa (porosità 0,45 micron) e
membrane in gelatina (porosità 3 micron)
• Le membrane sono poi depositate in
piastra con terreni specifici
• Si contano anche in questo caso le UFC
Flora fungina sulle SUPERFICI
• Piastre a contatto (riempite fino al bordo)
• Sistemi tipo slide, sempre basati sul contatto fra
la superficie e un terreno nutritivo
• Prelievo con tampone da un’area stabilita
– Inoculazione in una soluzione isotonica che inattiva
eventuali residui di disinfettanti
– Mantenimento dell’integrità strutturale e quantitativa
dei microrganismi (fino a 12h)
– Semina in laboratorio per inclusione in agar
– Conta delle colonie
Determinazione della
contaminazione fungina
• La conta delle UFC viene effettuata ad
occhio nudo
• Per i campioni di aria il numero viene
espresso per m3 (UFCX1000: il volume di
aria campionato)
• Per le superfici per cm2, tenendo conto di
eventuali fattori di diluizione se si
utilizzano soluzioni di trasporto
Determinazione della contaminazione
fungina negli alimenti
• Le tecniche di rilevazione dei miceti sono molto
simili a quelle utilizzate per i batteri
• Tutti i campioni (cereali, arachidi, farine, spezie)
sono generalmente mantenuti a 0°C per 72 ore
prima dell’analisi per eliminare le larve di insetti
(contaminazione crociata)
• I campioni sono
– Osservati al microscopio
– Sottoposti a metodiche per la numerazione,
isolamento ed identificazione delle muffe
Osservazione al microscopio
• Fattore di ingrandimento 25X
– Osservazione di corpi fruttiferi o miceli
• Allestimento di un vetrino a fresco per prima
identificazione
– Se non si osservano corpi fruttiferi
• Semina in opportuni terreni di coltura
Determinazione quali-quantitativa
dei miceti
• Semina diretta del campione in terreno
povero
• Semina diretta del campione in terreni
nutritivi
• Semina di diluizioni del campione in terreni
nutritivi
Semina diretta in terreno povero
•
•
•
•
Terreno Agar-Acqua
Incubazione a 25°C per 5-45gg
Le piastre non sono capovolte
Osservazione periodica ed eventuali
subcolture
Semina diretta in terreni nutritivi
• E’ il sistema più idoneo per valutare la
contaminazione in alimenti come arachidi
e grano, che prima della semina devono
essere disinfettati in superficie per
eliminare le spore adese e mettere in
evidenza solo le ife penetrate e cresciute
nel prodotto
Preparazione del campione
• Il campione di alimento (10-50g) viene
immerso in una soluzione di ipoclorito di
sodio (0,4%)
• Dopo 2 minuti il campione viene lavato
con acqua sterile
• Si procede quindi alla semina
Allestimento delle piastre
• I grani vengono adagiati sulla superficie di
piastre di Petri contenenti il terreno di
coltura
• Le piastre opportunamente seminate
vengono incubate a 25°C per 5-7 gg
• Si effettua quindi la conta dei grani
contaminati
Sistema di diluizioni del campione
in terreni nutritivi
• Alimenti solidi, semisolidi, liquidi
• I campioni liquidi vengono seminati previa diluizione
• I campioni solidi e semisolidi (gen 10 g) vengono diluiti
1:10 con apposito diluente (acqua peptonata 0,1%, ma
anche soluzione salina o altro)
• In caso di prodotti secchi o bevande concentrate si deve
utilizzare un diluente che contiene il 20% di saccarosio,
perché le cellule potrebbero essere danneggiate
• Si procede quindi ad un’omogenizzazione
Allestimento delle piastre
• Le diluizioni vengono seminate su piastre
contenenti Sabouraud Dextrose Agar o Malt
Extract Agar o altri terreni specifici addizionati
con antibiotici (cloramfenicolo, gentamicina) a
pH neutro
• Incubazione a 25°C per 3-5 gg
• Il risultato è espresso in ufc/g o ml di campione
• E’ orientativo perché legato non solo alle spore
ma anche a frammenti di ife…
Isolamento dei ceppi fungini
• Usando un’ansa sterile si procede al prelievo di
piccoli frammenti di ife o poche spore
• Si trapiantano in terreno Potato-Dextrose a
becco di clarino
• Incubazione a 25°C per 5-7 gg
• Si procede quindi all’identificazione
Identificazione delle specie fungine
• Esame delle caratteristiche morfologiche
macroscopiche delle colonie e
microscopiche delle fruttificazioni
Osservazione della colonia
• Dal terreno Potato-Dextrose si procede al
trapianto su terreni nutritivi
• Dopo opportuna incubazione si osserva
macroscopicamente la colonia
–
–
–
–
–
–
–
–
Diametro
Aspetto
Margini
Quantità di sporulazione
Colore
Eventuale presenza di essudati
Odore
Retro
Osservazione delle spore e delle
fruttificazioni
• Allestimento di vetrini a fresco: un
frammento di micelio è posto in soluzione
di lattofenolo di Amann su vetrino
portaoggetti e disteso con l’ago
• Allestimento di microcolture: direttamente
su vetrino portaoggetti, dopo sviluppo
potrà essere osservata direttamente senza
alterazione delle strutture
Microcolture su vetrino
• Una porzione di terreno PDA (1-2 mm spessore) viene
posizionato su un vetrino con un’ansa sterile
• Su questo viene posizionato l’inoculo mediante un ago
sterile e coperto con un coprioggetto
• Il vetrino è posto opportunamente sollevato in una petri
sul fondo della quale è adagiato un foglio di carta
assorbente bagnato
• La capsula chiusa è incubata a 25°C per 4 gg
• Osservazione al microscopio
– Viene prelevato il copriogetto con la vegetazione che si è
sviluppata
– Montato su un altro vetrino e osservato
Saggi complementari
• Per alcuni miceti esistono anche saggi
complementari quali:
– Saggi d crescita su specifici terreni
– Patogenicità per animali da laboratorio
– Saggi biochimici
Metaboliti tossici
• I funghi sono in grado di sintetizzare
(verso la fine del ciclo di sviluppo) dei
prodotti metabolici tossici
• Questi non sono necessari alla crescita
fungina e sono prodotti del metabolismo
secondario
• Vengono indicati col termine di
MICOTOSSINE
Micotossine
In seguito alla loro ingestione si manifestano
manifestazioni cliniche acute e croniche,
con interesse di numerosi organi vitali e
modificazioni cellulari fino alla comparsa di
tumori
Muffe tossigene
• La maggior parte si ritrovano nei generi:
– Aspergillus
– Fusarium
– Penicillum
• Secondo alcuni studi, il 30-40% delle muffe
producono tossine in quantità più o meno
dannose, anche se il potere tossinogeno varia
da ceppo a ceppo
• Una stessa tossina può essere prodotta da
funghi diversi
• Alcune tossine sono specifiche di specifici funghi
Muffe tossigene
• Il genere Aspergillus è quello che include il
maggior numero di speci tossigene:
•
•
•
•
•
Asp. flavus
Asp. parasiticus
Asp. versicolor
Asp. ochraceus
Asp. clavatus
– Il fegato e il rene sono gli organi principalmente colpiti
• Importanti anche le intossicazioni legate alle
muffe del genere Fusarium, diffuse nel suolo e
in particolare sui cereali
Micotossicosi
• I sintomi dipendono da:
– il tipo di micotossina;
– la quantità e la durata dell’esposizione;
– L’età, stato di salute, sesso dell’individuo
esposto;
– E molti effetti sinergistici che coinvolgono
genetica, dieta, e interazioni con altre tossine
Micotossicosi
• La gravità della micotossicosi dipende da
numerosi fattori quali
–
–
–
–
Mancanza di vitamine
Carenza di calorie
Abuso di alcol
Presenza di malattie infettive
• Inoltre, le micotossicosi a loro volta
– Aumentano la vulnerabilità nei confronti di altre
malattie microbiologiche
– Aggravano gli effetti della malnutrizione
– Determinano fenomeni di interazione con altre tossine
Epidemiologia
• Il numero preciso di persone affette da
micosi e micotossicosi è sconosciuto
• Sebbene il numero complessivo sembra
inferiore a quello della popolazione affetta
da infezioni batteriche, virali e parassitarie,
le infezioni fungine sono comunque un
serio problema di livello mondiale
Micosi versus micotossicosi
• Le micosi sono causate da patogeni
opportunistici e sono soprattutto malattie dei
paesi industrializzati (in collegamento con
specifici trattamenti medici avanzati)
• Le micotossicosi sono invece più comuni nei
paesi in via di sviluppo
• Una delle caratteristiche in comune è che
nessuno dei due tipi di malattia è generalmente
trasmissibile da persona a persona
Micosi versus micotossicosi
• Le micosi sono frequentemente acquisite attraverso
l’inalazione delle spore dai reservoir ambientali o a
causa della crescita inusuale di una specie commensale
normalmente presente sulla pelle o nel tratto
grastrointestinale
– I funghi commensali diventano patogeni in presenza di farmaci
antibatterici, chemoterapici, o immunosuppressori, infezione da HIV,
presenza di cateteri, e altri fattori predisponenti
• La maggior parte delle micotossicosi deriva dal consumo
di cibi contaminati
– Il contatto attraverso la pelle con substrati infettati da muffe e l’
inalazione di tossine prodotte da spore sono altre fonti importanti
di esposizione
Terapia
• Ad eccezione di una terapia di supporto (ex idratazione)
non esistono trattamenti per l’esposizione a micotossine
• Pochi sistemi per il trattamento di micotossicosi in
ambito veterinario
• Alcune evidenze che certi ceppi di Lactobacillus legano
efficacemente micotossine introdotte con l’almentazione
• Oltipraz, un farmaco inizialmente messo a punto per il
trattamento della schistosomiasi, è stato testato in
populazioni esposte ad ambienti contaminati con
aflatossina
Definizioni, etimologia, e principi
generali
• Tutte le micotossine sono prodotti naturali a basso peso
molecolare prodotti durante il metabolismo secondario
dai funghi filamentosi
• Questi metaboliti costituiscono un insieme eterogeneo
raggruppato insieme solo per il fatto di causare malattia
e morte nell’uomo e altri vertebrati
• Non sorprendentemente, molte micotossine presentano
tossicità sovrapponibile in invertebrati, piante, e
microorganismi
Storia
• Il termine micotossina fu coniato nel 1962 durante una
crisi veterinaria vicino Londra, durante la quale morirono
circa 100000 tacchini.
• Quando questa misteriosa “turkey X disease” fu
collegata ad arichidi contaminate con un metabolita
secondario prodotto da Aspergillus flavus (aflatossina), il
mondo scientifico fu spinto ad esaminare la possibilità ce
altri metaboliti prodotti dalle muffe potessero essere letali
• In breve tempo la lista di micotossine fu estesa ad
includere tossine fungine (e.x, alcuni alcaloidi), alcuni
composti originariamente isolati come antibiotici (e.x.,
patulina), e numerosi nuovi metaboliti secondari (e.x.,
ochratossina A)
Storia
• Il periodo tra il 1960 e il 1975 è
considerata l’età d’ora della
micotossicologia
• Attulmente dalle 300 alle 400 sostanze
sono riconosciute come micotossine, con
circa dodici gruppi che rappresentano un
potenziale rischio per la salute umana e
animle
Altri composti tossici prodotti dai
funghi
• Non tutti i composti tossici prodotti dai funghi sono detti
micotossine
• Il bersaglio e la concentrazione del metabolita sono
entrambi importanti
– Prodotti fungini che sono tossici soprattutto per i batteri vengono
detti antibiotici
– Prodotti che sono tossici per le piante sono detti fitotossine
– Metaboliti a basso peso molecolare tossici solo ad alte
concentrazioni (come l’etanolo) non sono considerati
micotossine
Veleni prodotti dai funghi superiori
• Anche i funghi superiori producono metaboliti tossici che
non vengono inseriti tra le micotossine
• La distinzione tra micotossine e i veleni dei funghi
superiori, non è basata solo sulla dimensione del fungo
che produce la sostanza, ma anche sul fatto che mentre
l’esposizione alle micotissine è generalemente
accidentale, nel secondo caso l’avvelenamento avviene
a causa dell’alimentazione con funghi scorrettamente
identificati come commestibili
Classificazione delle micotossine
•
Molto complessa, per la diversa natura chimica, effetti, origini
biosintetiche…
•
I medici le classificano a seconda dell’organo che colpiscono:
epatotossine, nefrotossine, neurotossine, immunotossine…
•
Un’altra classificazione è quella generale in teratogeni, mutageni,
carcinogeni, e allergeni
•
Possono essere classificati a seconda
–
–
–
–
Della struttura chimica (lattoni, cumarine…);
Dell’origine biosintetica (derivati degli amminoacidi…);
Della malattia che causano
A partire dai fungi che le producono (tossine di Aspergillus, di
Penicillium….)
Micotossicosi
• Come le altre malattie tossicologiche possono
essere distinte in acute o croniche
• Le acute generlamente hanno un rapido inizio e
una risposta tossica facilmente riconoscibile
• Le croniche sono caratterizate da una bassa
dose di esposizione ma per un lungo periodo di
tempo, dando origine a cancro e altri effetti
irreversibili
Diagnosi
• Per dimostrare che una malattia è una micotossicosi, è
necessario mostrare una relazione dose-resposta fra la
mycotossina e la malattia
• Ne caso della popolazione umana i dati epidemiologici
sono essenziali
• Dati a supporto sono forniti dai sintomi riprodotti in
animali modello
• L’esposizione alla micotossine è ulteriormente
determinata da monitoraggio ambientale e biologico
– Nel monitoraggio ambientale le micotossine vengono messe in
evidenza nel cibo, aria, o altri campioni;
– Nel monitoraggio biologico, la presenza di residui, addotti,
metaboliti è misurata direttamente nei tessuti, fluidi, e escreati
Distribuzione a livello mondiale
• In generale, l’esposizione alle micotossine è più
probabile nelle regioni dove i metodi di
manipolazione del cibo sono scarsamente
controllati e di basso standard
• L’esposizione alle micotossine sono un
problema grave dove la malnutrizione è diffusa e
dove esistono poche leggi per proteggere la
popolazione esposta
• Tuttavia, anche nei paesi industrializzati,
specifiche sottopopolazioni possono essere
target di esposizione alle micotossine
Prevenzione
• I metodi di controllo dell’esposizione alle micotossine
sono principalmente PREVENTIVI
• Includono pratiche di buona agricoltura (sufficiente
tempo di essiccazione dei cereali dopo il raccolto)
• Numerosi sforzi sono diretti a prevenire la
contaminazione dei cereali prima del raccolto
• Questo include lo sviluppo di resistenza nella pianta
attraverso incroci and attraverso l’inserimento di geni
antifungini mediante ingegneria genetica, medante il
controllo di geni regolatori importanti per la sintesi delle
micotossine
• Nessuno di questi metodi ha ancora eradicato il
problema.
• Le micotossine sono contaminanti naturali di molti cibi e
la loro presenza è spesso inevitabile, ma può essere
regolamentata
PRINCIPALI MICOTOSSINE
Aflatossine
•
Le aflatossine vennere identificate in occasione della morte di
100000 tacchini (turkey X disease) che fu collegata con il consumo
di farina di arachidi contaminata da muffe
•
Le quattro principali aflatossine sono chiamate B1, B2, G1, and G2
in base al colore assunto agli UV (blue or green) e alla mobilità
relativa in cromatografia su strato sottile
•
L’aflatossina B1 è il carcinogen naturale più potente e normalmente
è la principal aflatossina prodotta dalle muffe tossigeniche
•
Numerose altre aflatossine (e.x., P1. Q1, B2a, and G2a) sono state
descritte, in particolare come prodotti della biotrasformazione dei
principali metaboliti nei mammiferi
Aflatossina B1
Aflatossine
• Le aflatossine sono derivati delle difuranocumarine
derivatives prodotte da Aspergillus flavus e Aspergillus
parasiticus
• In particolare, Aspergillus flavus è un contaminante
comune in agricoltura
• Le diverse specie di Aspergillus in grado di produrre
aflatossine mostrano una grande differenza a livello
QUALITATIVO e QUANTITATIVO nella produzione della
tossina stessa
Aflatossine
•
Molti substrati consentono le crescita delle muffe produttrici di
aflatossine
•
La contaminazione dei CEREALI, SEMI DA OLIO, NOCI,
TABACCO, è molto comune
•
In alcuni casi i cereali vengono contaminati prima del raccolto,
soprattutto in caso di siccità
•
Spesso il problema è la conservazione dei cereali in condizioni che
favoriscono la crescita delle muffe (contaminazione dopo il raccolto)
– UMIDITA’ del substrato e UMIDITA’ RELATIVA dell’ambiente
circostante
Aflatossine e animali da
allevamento
• La contaminazione da aflatossine del mangime è stata
spesso legata all’aumento di mortalità in animali da
allevamento
• Il problema per l’uomo sta nel fatto che prodotti derivati
dal latte possono diventare fonte di aflatossine
• Mucche allevate con mangini contaminati da aflatossine,
trasformano metabolicamente la aflatossina B1 in una
forma idrossilata detta M1, che si accumula nel latte
Tossicità e carcinogenicità
• Le aflatossine sono associate sia a tossicità sia
a potenziale carcinogeno nell’uomo e negli
animali
• La malattia acuta causata dal consume di
aflatossina è detta aflatossicosi
• L’aflatossicosi acuta, generalmente porta a
morte
• L’aflatossicosi cronica porta a cancro, immuno
soppressione, e altre condizioni patologiche a
lenta evoluzione
Modalità d’azione
• Alcuni enzimi (sistema del citocromo P450) convertono
l’aflatossina nella forma reattiva 8,9-epossido, che lega
sia il DNA che le proteine
– Legame in posizione N7 delle guanine
• Inoltre, addotti di aflatossina B1-DNA portano a
trasversioni GC TA
• La coniugazione dell’aflatossina attivata con glutaione
ridotto ad opera di una glutation S-transferasi nel citosol
porta all’escrezione dell’aflatossina
• Variazioni nel livello di glatation-transferasi e del sistema
del citocromo P450 hanno un impatto sulla suscettibilità
specie-specifica osservata nei confronti dell’aflatossina
Aflatossicosi acuta
• L’intossicazione acuta nell’omo non è stata
osservata molto frequentemente
• Nel 1974 un outbreak di epatite in India con 100
mortie è stata associata al consumo di mais
fortemente contaminato da aflatossina
– Dai dati ricavati dall’osservazione di questo caso è
stato calcolato che la dose letale sia
approssimativamente dai 10 ai 20 mg di aflatossina
Aflatossicosi acuta
• E’ stato anche ipotizzato che alcuni casi di grave
malnutrizione infantile possano essere ricondotti ad
aflatossicosi acuta
• Inoltre alcuni dati indicano che una forma di
encefalopatia e degenerazione del pannicolo adiposo
dei visceri (sindrome di Reye) in bambini e adolescenti
possa essere correlata ad aflatossicosi acuta
• L’aflatossina è comunque un potente veleno e è stata
adottata come arma di bioterrorismo
Effetto carcinogeno
• I dati sull’aflatossina come carcinogeno umano sono
molto più convincenti che i dati a disposizione riguardo i
suoi effetti nell’intossicazione acuta
• Studi epidemiologici hanno collegato il tumore al fegato
all’assunzione di aflatossine attraverso la dieta
• L’esposizione alle aflatossine è considerato un
importante fattore di rischio per lo svilupoo
dell’epatocarcinoma primario, in particolare in pazienti
positivi per HBV
Effetto carcinogeno
• Il monitoraggio della presenza di aflatossine viene
effettuato analizzando la presenza di metaboliti di tali
sostanze nel sangue, latte e nelle urine; inoltre possono
essere evidenziati addotti al DNA e alle proteine
• L’addotto B1-N7-guanina reppresenta il marker a livello
delle urine più utilizzato, ma è rilevabile solo in seguito
ad un’esposizione recente alle aflatossine
• Numerosi studi hanno rivelato che l’efficacia come
carcinogeno è correlata con il numero di addotti al DNA
generati in vivo
Effetto carcinogeno
• L’inattivazione di p53 sembra svolgere un ruolo
importante nello sviluppo dell’epatocarcinoma
primario
• Una serie di studi dimostrano che mutazioni in
p53 tumor a livello del codone 249 sono
associate con una trasersione da G-a-T
– L’addotto aflatossina B1-DNA può generare una
transversione GC TA
– La mutazione al codone 249 di p53 è il primo
esempio di marker "carcinogeno-specifico" che
rimane costante nei tessuti tumorali
La International Agency for Research on
Cancer ha classificato l’aflatossina B1 nei
carcinogeni di gruppo I
Problema grave per i paesi in via di sviluppo
(incidenza epatocarcinoma 10-20 volte più
alta)
