¿Qué sustancias producidas por las aflatoxinas pueden causar cáncer en el cuerpo humano?
1. Descubrimiento: En la década de 1960, en el Reino Unido, se descubrió que la muerte súbita de 100.000 pavos estaba relacionada con la harina de maní importada de Brasil. Otros estudios demostraron que la harina de maní estaba contaminada con sustancias tóxicas producidas por un hongo, y estos estudios eventualmente llevaron al descubrimiento de la aflatoxina, un metabolito tóxico producido por Aspergillus flavus (aflatoxina). Las aflatoxinas son metabolitos de Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus. Aspergillus terreus también produce aflatoxinas, pero en menores cantidades. Las principales aflatoxinas producidas son b1, b2, g1, g2 y otros dos metabolitos m1 y m2, de los cuales m1 y m2 se aíslan de la leche. Las estructuras moleculares de b1, b2, g1, g2, m1 y m2 están muy cerca.
2. Estructura química: Las aflatoxinas son un grupo de compuestos con estructuras químicas similares. Actualmente se han aislado e identificado 12 especies, entre ellas b1, b2, g1, g2, m1, m2 y p1. q, h1, gm, b2a y alcohol venenoso. La estructura básica de la aflatoxina es un anillo de difurano y cumarina, y b1 es un derivado de la dihidrofuranoxanona. La estructura básica de la aflatoxina es un anillo de difurano y cumarina, y b1 es un derivado de la dihidrofuranoxanona, que contiene un anillo de difurano y una oxanona (cumarina). m1 es un metabolito producido por la hidroxilación de la aflatoxina b1 en el cuerpo. Las principales formas moleculares de las aflatoxinas incluyen b1, b2, g1, g2, m1, m2, etc. Entre ellos, m1 y m2 existen principalmente en el cuerpo humano. Entre ellos, m1 y m2 se encuentran principalmente en la leche y b1 es el más tóxico y cancerígeno.
"Fórmula química estructural de las aflatoxinas b1, b2, g1, g2, m1, m2"
Aflatoxina b1
Aflatoxina b2
Aflatoxina g1
Aflatoxina g2
Aflatoxina m1
Aflatoxina m2
3. Propiedades físicas y químicas: Bajo luz ultravioleta, las aflatoxinas b1 y b2 emiten fluorescencia azul y las aflatoxinas g1 y g2 emiten fluorescencia verde. El peso molecular relativo de las aflatoxinas es 312-346. Es insoluble en disolventes orgánicos como aceite, metanol, acetona y cloroformo, pero insoluble en éter de petróleo, n-hexano y éter. Generalmente es estable en soluciones neutras, pero se descompone ligeramente en soluciones ácidas fuertes y se descompone rápidamente en soluciones ácidas fuertes con pH 9-10. Su producto puro es un cristal incoloro y es resistente a altas temperaturas. La temperatura de descomposición de la aflatoxina b1 es de 268°C. La luz ultravioleta tiene cierto efecto destructivo sobre las aflatoxinas de baja concentración.
2. Distribución
La aflatoxina existe en el suelo, los animales y las plantas, y en diversos frutos secos, especialmente en los cacahuetes y las nueces. Las aflatoxinas también se encuentran comúnmente en la soja, el arroz, el maíz, la pasta, las especias, la leche, los productos lácteos, los aceites de cocina y otros productos. Generalmente en las zonas tropicales y subtropicales, la tasa de detección de aflatoxinas en los alimentos es relativamente alta. En mi país, las cepas productoras de toxinas que producen aflatoxinas son principalmente Aspergillus flavus. En 1980, se aislaron aflatoxinas de los alimentos en 17 provincias. cepas de moho, con el mayor número de aflatoxinas productoras de aflatoxinas en Guangxi, con una tasa de detección del 58%. La situación de distribución general es: China central, sur y norte de China tienen muchas cepas productoras de toxinas y grandes cantidades de toxinas, mientras que hay menos cepas en el noreste y noroeste.
3. Intoxicación por aflatoxinas y su daño a humanos y animales
El daño de las aflatoxinas a la salud de humanos y animales está relacionado con la inhibición de la síntesis de proteínas por parte de las aflatoxinas. La estructura del anillo de bisfurano en las moléculas de aflatoxina es una estructura importante que produce toxicidad. Los estudios han demostrado que el efecto citotóxico de las aflatoxinas es interferir con la síntesis de información de ARN y ADN, interfiriendo así con la síntesis de proteínas celulares, causando daño sistémico a los animales (nibbelink, 1988).
Huang Guangqi et al. (1993) señalaron que la aflatoxina b1 puede combinarse con el ARNt para formar aductos. Los aductos de aflatoxina-ARNt pueden inhibir la actividad de unión del ARNt y ciertos aminoácidos, que son aminoácidos esenciales en la biosíntesis de proteínas, como la lisina. La combinación de aminoácidos, leucina, arginina, glicina, etc. con ARNt tiene diversos grados de efectos inhibidores, interfiriendo así con la biosíntesis de proteínas y afectando a las proteínas celulares a nivel de traducción. La unión del ARNt a lisina, leucina, arginina y glicina afecta la biosíntesis de proteínas y el metabolismo celular.
1. La relación entre las aflatoxinas y las enfermedades animales
La intoxicación por aflatoxinas (aflatoxicosis) daña principalmente el hígado de los animales. El individuo lesionado depende del tipo, edad y sexo del animal. y estado nutricional. Los estudios han demostrado que las aflatoxinas pueden provocar una disminución de la función hepática y reducir la producción de leche y huevos. También reduce la inmunidad del animal, haciéndolo susceptible a infecciones por microorganismos dañinos. Además, el consumo prolongado de piensos que contienen bajas concentraciones de aflatoxinas puede provocar toxicidad intraembrionaria. Los animales jóvenes suelen ser más sensibles a las aflatoxinas. Las manifestaciones clínicas de las aflatoxinas incluyen trastornos digestivos, reducción de la fecundidad, reducción de la utilización del alimento y anemia. Reducción de la utilización del alimento y anemia. Las aflatoxinas no sólo reducen la producción de leche en las vacas lecheras sino que también hacen que la leche contenga aflatoxinas transformadas m1 y m2. Según estadísticas de economistas agrícolas estadounidenses, la industria ganadera estadounidense sufre al menos un 10% de pérdidas económicas cada año debido al consumo de piensos contaminados con aflatoxinas. En nuestro país, las pérdidas resultantes para la industria ganadera pueden ser aún mayores.
2. Las aflatoxinas y la salud humana
La salud humana se ve perjudicada por las aflatoxinas, principalmente debido al consumo de alimentos contaminados con aflatoxinas. Dado que los hongos están ampliamente presentes en los alimentos o en sus ingredientes, prevenir esta contaminación es muy difícil. Las autoridades sanitarias nacionales prohíben el uso de alimentos muy contaminados para el procesamiento de alimentos y establecen normas para controlar su cumplimiento. Sin embargo, no se dispone de controles para los cereales y los alimentos con bajo contenido de aflatoxinas. En los países en desarrollo, el consumo de alimentos contaminados con aflatoxinas se asocia positivamente con la incidencia del cáncer. El trabajo de la Agencia de Investigación de Enfermedades de Asia y África muestra una correlación positiva entre las aflatoxinas en los alimentos y el carcinoma hepatocelular (LCC). Se cree que el consumo prolongado de alimentos bajos en aflatoxinas es una causa importante de cáncer de hígado, estómago e intestino. En 1988, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer clasificó la aflatoxina b1 como carcinógeno humano. Además, las aflatoxinas y otros agentes patógenos, como los virus de la hepatitis, tienen efectos aditivos en la inducción de enfermedades en humanos.
La DL50 de la aflatoxina bl es de 0,36 mg/kg de peso corporal, que es un veneno muy tóxico (la DL50 para animales es de 10 mg/kg, que es 10 veces más tóxica que el cianuro potásico. 68 veces más). más potente que el arsénico). Provoca principalmente intoxicación humana al dañar el hígado, provocando hepatitis, cirrosis y necrosis hepática. Las manifestaciones clínicas incluyen malestar gástrico, pérdida de apetito, náuseas, vómitos, distensión abdominal y sensibilidad en la zona del hígado. Los casos graves pueden provocar edema, coma o incluso convulsiones y muerte. Las aflatoxinas son los carcinógenos más potentes descubiertos hasta ahora. Su carcinogenicidad es 900 veces mayor que la del amarillo mantequilla, 75 veces mayor que la de la dimetilnitrosamina para inducir cáncer de hígado y 4000 veces mayor que la del 3,4 benzo(a)pireno. Induce principalmente cáncer de hígado en animales, pero también puede inducir cáncer de estómago, riñón, recto, mama, ovario, intestino delgado y otras partes del cuerpo.
4. Inspección y cuarentena:
(1) Requisitos de inspección y cuarentena de algunos países:
●En 1995, la Organización Mundial de la Salud estipuló el máximo permitido Nivel de aflatoxina en los alimentos. La concentración es de 15ug/kg.
●Las regulaciones del gobierno chino sobre las cantidades máximas permitidas de aflatoxinas en diversos alimentos se muestran en la Tabla 2.
Nivel máximo permitido de aflatoxinas en los alimentos
Nombre del alimento
Nivel máximo permitido/(microgramos/kg)
Maíz, maní, aceite de maní, nueces y frutos secos (nueces, almendras)
Productos de granos de maíz y maní (convertidos en función de las materias primas)
Arroz, otros aceites comestibles (aceite de sésamo, aceite de colza, aceite de soja, aceite de girasol , aceite de sésamo, aceite de camelia, aceite de sésamo) Aceite de camelia, aceite de sésamo, aceite de germen de maíz, aceite de salvado de arroz, aceite de semilla de algodón)
Otros cereales (trigo, harina, patatas secas), alimentos fermentados (salsa de soja) , vinagre, tempeh, lácteos cuajados) ), productos amiláceos (bollería, galletas, pan, lonchas)
Mantequilla, leche y sus derivados (leche esterilizada, leche fresca, leche entera en polvo, leche evaporada, azucarada leche condensada, nata). Tejido fresco de cerdo (hígado, riñón, sangre, carne magra)
20 (aflatoxina b1)
20 (aflatoxina b1)
10 (Aflatoxina b1)
5 (Aflatoxina b1)
0,5 (Aflatoxina m1)
● El gobierno federal de EE. UU. ha formulado leyes pertinentes para la regulación del contenido de aflatoxinas en alimentos y piensos lácteos para consumo humano. La ley federal de EE. UU. estipula que el contenido de aflatoxinas (cantidad total de b1+b2+g1+g2) en los alimentos para consumo humano y en los piensos para ganado lechero no debe exceder los 15 ug/kg, y que en la leche para consumo humano no debe exceder los 0,5 ug/kg. . No más de 300ug/kg en otros piensos.
● Los países de la UE tienen regulaciones más estrictas que exigen que la aflatoxina b1 en los productos de consumo humano no supere los 0,05 ug/kg.
(2) Métodos de inspección y cuarentena:
1. Cromatografía en capa fina
La cromatografía en capa fina (TLC) es la tecnología de separación de aflatoxinas más utilizada en la investigación . Desde 1990 figura como método estándar de la AOAC (Asociación de Químicos Agrícolas Oficiales) para el análisis cualitativo y cuantitativo de aflatoxinas.
2. Cromatografía Líquida
La cromatografía líquida (LC) y la cromatografía en capa fina (TLC) son similares en muchos aspectos y se complementan entre sí. Por lo general, la TLC se utiliza para establecer las condiciones en la etapa inicial y luego la LC se utiliza para la determinación cuantitativa de aflatoxinas después de seleccionar las condiciones de separación apropiadas.
3. Método inmunoquímico
El método de inmunoensayo de aflatoxinas diseñado utilizando anticuerpos monoclonales o anticuerpos policlonales altamente específicos es también el método de detección de aflatoxinas más utilizado. Estos métodos suelen incluir radioinmunoensayos (ria), ensayos inmunoabsorbentes ligados a enzimas (elisa) y ensayos inmunocromatográficos en columna (ica). Ambos métodos permiten la determinación cuantitativa de aflatoxinas.
(1) Espectrofotometría de fluorescencia en columna de inmunoafinidad y espectrofotometría de fluorescencia en columna de inmunoafinidad
Aunque tanto el método de columna de inmunoafinidad como el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas son rápidos, es simple, pero el método enzimático El ensayo inmunoabsorbente vinculado solo puede detectar una única toxina (como la aflatoxina b1), y es propenso a resultados falsos positivos y difícil de controlar. El método de columna de inmunoafinidad (incluida la fotometría de fluorescencia y el método hplc) puede cumplir con los requisitos de una cuantificación precisa, rápida y sencilla.
El uso de columnas de inmunoafinidad puede evitar las deficiencias de los métodos tradicionales de tlc y hplc. La combinación de columnas de inmunoafinidad con los métodos de tlc y hplc puede mejorar en gran medida la eficiencia, la sensibilidad y la precisión.
El método de columna-fluorofotómetro de inmunoafinidad de aflatoxinas es un método de análisis rápido que utiliza una columna de inmunoafinidad monoclonal como medio de separación y un fluorómetro y una lámpara ultravioleta como herramientas de detección. Supera las deficiencias de los métodos TLC y HPLC que utilizan micotoxinas altamente tóxicas como estándares de calibración durante el proceso operativo y utilizan una variedad de solventes orgánicos tóxicos y de olor desagradable durante el pretratamiento de la muestra, que pueden envenenar a los operadores y contaminar el medio ambiente. Al mismo tiempo, el método del fotómetro de fluorescencia de columna de inmunoafinidad de aflatoxinas es rápido, ya que toma solo de 10 a 15 minutos para una muestra, horas o incluso días más rápido que el método tradicional, el instrumento es liviano y fácil de transportar; Grado de automatización, es fácil de operar y puede leer directamente. Los resultados de las pruebas se pueden obtener y utilizar en experimentos a pequeña escala o en el sitio.
La cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) en columna de inmunoafinidad de aflatoxinas es un método más seguro, fiable, sensible y preciso que el método HPLC tradicional.
Utiliza tecnología inmune de anticuerpos monoclonales, que puede separar eficazmente aflatoxinas u otras micotoxinas con una alta eficiencia de separación y una alta tasa de recuperación.
Principio de análisis: La aflatoxina de la muestra se extrae con una cierta proporción de metanol/agua, se filtra y se diluye, y luego se purifica con una columna de inmunoafinidad. La aflatoxina de la columna se eluye con metanol y se. Se eluyó con La solución se derivatizó con bromo para mejorar la sensibilidad del ensayo y luego se cuantificó usando un espectrofotómetro de fluorescencia. Parte del eluato de metanol-aflatoxina también se puede inyectar en el hplc para realizar análisis cuantitativos de las aflatoxinas b1, b2, g1 y b2 respectivamente. La columna de inmunoafinidad inmoviliza una gran dosis de anticuerpo monoclonal de aflatoxina en un portador insoluble en agua y luego lo carga en la columna.
(2) Ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA):
La tecnología de anticuerpos marcados con peroxidasa de rábano picante fue desarrollada por Nakane Company en 1996. Debido a que este método es simple, sensible, específico y puede usarse como una variedad de antígenos o anticuerpos, este método se introdujo en la detección de micotoxinas a fines de la década de 1970. A continuación se describe el método de ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas competitivo para la detección. de aflatoxina b1.
Principio: el antígeno conocido se adsorbe en la superficie del soporte sólido, el extremo del antígeno adsorbido se lava y luego se agrega una cierta cantidad de anticuerpo a la solución de extracción de la muestra que se va a analizar. probado (que contiene el antígeno). Se mezcla una cierta cantidad de anticuerpo con el extracto de la muestra a analizar (que contiene antígeno) y, después de la incubación competitiva, se forma un complejo antígeno-anticuerpo en la superficie del soporte en fase sólida. Lave el exceso de componentes de anticuerpos, luego agregue el conjugado de anticuerpo secundario antiglobulina marcado con enzima, que se une al conjugado antígeno-anticuerpo adsorbido en la superficie del portador de fase sólida, y luego agregue el sustrato enzimático. Bajo la catálisis de la enzima, el sustrato se degrada para producir una sustancia coloreada. La cantidad de degradación del sustrato de la enzima se detecta mediante un lector de microplacas, infiriendo así el contenido de antígeno en la muestra que se está analizando.
(3) El método de detección de microcolumnas se puede utilizar para la determinación semicuantitativa de la cantidad total de aflatoxinas b1, b2, g1 y g2 en diversos alimentos.
Principio: después de que la aflatoxina en la solución de extracción de muestras es absorbida por la capa de adsorción de silicio y magnesio del tubo de microcolumna, muestra un anillo de fluorescencia azul-violeta bajo luz ultravioleta con una longitud de onda de 365 nm. Su intensidad de fluorescencia es consistente con una cierta densidad óptica proporcional al rango de aflatoxinas. Si la capa de adsorción de tipo silicio-magnesio no muestra fluorescencia azul-violeta, la muestra es negativa (la sensibilidad del método es de 5-10ug/kg). Dado que las aflatoxinas b1, b2, g1 y g2 no se pueden separar en la microcolumna, el resultado es el contenido total de aflatoxinas.
(4) Método de marcado con oro en un solo paso para detectar aflatoxinas
El método de marcado con oro en un solo paso para detectar aflatoxinas es un inmunoensayo en fase sólida diseñado con anticuerpos monoclonales. Esta prueba de aflatoxinas de un solo paso proporciona una detección cualitativa de aflatoxinas en una muestra en 5 a 10 minutos. Con la ayuda de estándares de aflatoxinas, este método puede estimar el contenido de aflatoxinas y es muy adecuado para pruebas de campo y selección preliminar de una gran cantidad de muestras.
5. Análisis de los métodos de detección
La cromatografía de película fina y la cromatografía líquida son métodos utilizados por la mayoría de las instituciones de pruebas nacionales debido a deficiencias como el largo ciclo de detección, los procedimientos complejos y la necesidad de. reactivos, están lejos de cumplir con los requisitos de las pruebas modernas. Con el desarrollo continuo de la ciencia y la tecnología modernas, especialmente la inmunología, la bioquímica y la biología molecular, la gente ha creado muchos métodos de detección de aflatoxinas rápidos, simples, específicos, sensibles, de bajo costo y aplicables. Estos métodos, representados por tiras reactivas estándar de oro, se han utilizado ampliamente en países avanzados. La introducción y digestión de estos métodos avanzados es una máxima prioridad en el campo de las pruebas en mi país. El método de la columna de inmunoafinidad tiene muchas ventajas, pero debido al alto costo de detección, no se ha popularizado. El método del papel de prueba con etiqueta dorada para la detección de aflatoxinas en un solo paso parece ser más adecuado para las condiciones nacionales de mi país y merece ser promocionado.