Micotossine emergenti: una minaccia che va oltre i regolamenti?

Le micotossine sono metaboliti secondari presenti in natura, prodotti da varie muffe. Questi composti sono tossici per l'uomo e gli animali. Le muffe tossiche contaminano un'ampia gamma di colture e producono micotossine come risultato dell'infezione dei tessuti vegetali nel campo. Purtroppo, la formazione di queste tossine può continuare anche dopo il raccolto e il livello di micotossine nei cereali continua ad aumentare durante la conservazione. I raccolti contaminati rappresentano un grande rischio per la salute dell'uomo e degli animali. I funghi di campo produttori di micotossine più importanti sono rappresentati dai funghi delle specie Fusarium e Aspergillus. Oltre a questi, ci sono oltre 300 funghi diversi che sono noti per produrre oltre 400 micotossine diverse. Negli ultimi anni, sempre più micotossine sono state considerate rilevanti in quanto contribuiscono al rischio per l'uomo e gli animali. Sono stati eseguiti studi di valutazione del rischio per diversi gruppi di micotossine importanti, tra cui gli alcaloidi della segale cornuta (vedere l'articolo sugli alcaloidi della segale cornuta), le tossine dell'Alternaria (vedere l'articolo sulle tossine dell'Alternaria) e le micotossine modificate o mascherate.

Modificare le micotossine come difesa della pianta

In genere, le micotossine sono prodotte esplicitamente dai funghi e la loro struttura madre è spesso modificata dal fungo stesso, che rilascia un cocktail di composti strutturalmente correlati. Durante l'infezione, queste sostanze sono poi spesso ulteriormente modificate dalla pianta ospite del fungo. La pianta vivente può modificare la struttura chimica delle tossine e produrre le cosiddette micotossine mascherate. La formazione di queste tossine mascherate è un'importante strategia di disintossicazione delle colture, in quanto sono meno tossiche per la pianta. Di solito, una molecola di glucosio o un solfato sono coinvolti nella coniugazione e nella detossificazione. Sebbene queste tossine mascherate non danneggino ulteriormente la pianta, la loro tossicità per l'uomo e gli animali potrebbe riemergere quando la molecola mascherata aggiunta viene scissa nel tratto gastrointestinale dei mammiferi durante la digestione (Figura 1). Nella selezione delle piante, l'aumento della presenza e della produzione di alcune micotossine mascherate potrebbe essere collegato a nuove razze resistenti. Il deossinivalenolo-3-glucoside, ad esempio, è stato riferito essere collegato alla resistenza alla Fusarium head blight. Ciò significa che è stato dimostrato che le piante resistenti al Fusarium mostrano un rapporto più alto tra deossinivalenolo-3-glucoside e deossinivalenolo, ma sono accompagnate da livelli più bassi di deossinivalenolo totale e della forma modificata, grazie alla maggiore resistenza al Fusarium.

Il termine "micotossina modificata" comprende sia la modifica di una molecola di tossina madre da parte del fungo stesso, sia il mascheramento della tossina che avviene solo nel tessuto vegetale. Un altro tipo di modificazione avviene nei mammiferi, quando l'aflatossina B1 viene consumata attraverso mangimi contaminati e convertita in aflatossina M1. Questa aflatossina M1 migra nel latte degli animali in allattamento e viene espulsa con esso. Inoltre, le modifiche delle tossine possono verificarsi anche durante la lavorazione degli alimenti, in particolare il riscaldamento e la fermentazione, aumentando la loro prevalenza. Queste micotossine modificate possono essere presenti in quantità rilevanti negli alimenti e nei mangimi. Il fenomeno delle micotossine modificate è particolarmente legato alle tossine di Fusarium (tricoteceni, zearalenone e fumonisine), ma sono state segnalate forme modificate anche per altre micotossine come aflatossine, ocratossina A o patulina.

Forme alterate e mascherate di deossinivalenolo - un esempio

Il deossinivalenolo è la micotossina con il maggior numero di studi condotti sulle diverse versioni di modifiche frequentemente osservate. Le forme modificate del deossinivalenolo possono essere suddivise in due gruppi principali: forme alterate e mascherate. Esistono due principali forme alterate di deossinivalenolo secrete dal fungo stesso: il 3-acetil-deossinivalenolo e il 15-acetil-deossinivalenolo, come si trova nei cereali contaminati da Fusarium. Le piante sono in grado di mascherare il deossinivalenolo in deossinivalenolo-3-glucoside e, come dimostrano studi recenti, questo può assumere due forme solfonate: deossinivalenolo-3-solfato e deossinivalenolo-15-solfato (Tabella 1).

Quanto sono dannose le micotossine modificate ed emergenti?

Le micotossine modificate possono essere più o meno tossiche rispetto ai loro composti madre. Ad esempio, possono essere più biodisponibili grazie alle modifiche. I dati tossicologici sulle micotossine modificate sono scarsi e i risultati e le conoscenze attuali sui rischi e gli effetti reali di questi composti sono insufficienti. Questa mancanza di conoscenze rende difficile condurre una corretta valutazione del rischio. Tuttavia, ci sono stati studi che hanno descritto la loro potenziale minaccia per la sicurezza alimentare. Inoltre, va sottolineato che le micotossine mascherate possono essere "smascherate" di nuovo nel tratto digestivo degli animali e degli esseri umani, rilasciando nuovamente il composto madre con i suoi effetti tossicologici. Una situazione simile esiste con le micotossine emergenti: i dati tossicologici sono scarsi, il che rende difficile stabilire regolamenti e limiti massimi tollerati per proteggere gli esseri umani e gli animali dai potenziali rischi per la salute.

Le normative coprono tutti i rischi delle micotossine?

Per garantire la sicurezza degli alimenti e dei mangimi, molti Paesi hanno stabilito limiti normativi per le micotossine nelle colture. Attualmente, nella maggior parte dei Paesi sviluppati, esistono normative sui livelli massimi o almeno sui livelli guida per le micotossine negli alimenti e nei mangimi. Queste normative coprono solo alcune delle micotossine conosciute, come le aflatossine B1, B2, G1, G2 e M1; le fumonisine B1, B2 e B3; l'ocratossina A, il deossinivalenolo, lo zearalenone, la tossina HT-2 e la tossina T-2. Poiché le micotossine modificate si comportano in modo diverso nelle loro reazioni chimiche rispetto alle micotossine madri, possono essere facilmente perse nelle analisi di routine. Gli attuali metodi di rilevamento delle micotossine regolamentate negli alimenti e nei mangimi non includono lo screening di routine per queste micotossine modificate, poiché non sono coperte dalla legislazione. Tali metodi standard possono evidenziare livelli di contaminazione inferiori ai limiti legislativi, mentre le contaminazioni da micotossine modificate non vengono rilevate. Questo rappresenta un risultato corretto, ma da un punto di vista tossicologico l'integrazione delle tossine modificate (ad esempio come parametro di somma) fornirebbe dati più solidi per la valutazione del rischio. Insieme, tutti questi fatti indicano i possibili pericoli posti dalle micotossine modificate per la salute umana. I regolamenti sui livelli massimi di micotossine modificate e di altre micotossine emergenti sono attualmente in discussione nell'Unione Europea.

Metodi analitici per la quantificazione delle micotossine

Le micotossine vengono comunemente analizzate con metodi cromatografici come la cromatografia liquida-spettrometria di massa (LC-MS) e con metodi immunochimici come il test di immunoassorbimento enzimatico (ELISA). I metodi immunochimici possono, a seconda della reattività incrociata dell'anticorpo, rispondere a più di un composto (ad esempio le micotossine native e le loro forme modificate), portando ad un unico risultato. Al contrario, i metodi di separazione basati sulla LC potrebbero sottostimare i livelli totali di tossine, in quanto questi metodi risolvono ogni composto come un singolo parametro e di solito sono sviluppati solo per le micotossine parentali.

Limiti dei metodi analitici

Esistono due modi per rilevare e quantificare le micotossine modificate: Un approccio "diretto" che misura l'intero composto modificato, e un approccio "indiretto" che misura il composto madre dopo trattamenti chimici o enzimatici che portano alla scissione delle micotossine modificate, principalmente per idrolisi. Tra i vantaggi del metodo indiretto vi sono il fatto che non sono necessari materiali di riferimento per le micotossine modificate per una corretta quantificazione e che tutte le forme modificate sono incluse nel risultato finale. Gli svantaggi principali sono che l'efficienza del processo di idrolisi non può essere verificata facilmente e che non è possibile accedere alle quantità delle diverse forme di una tossina. Pertanto, è importante sviluppare metodi diretti per ottenere ulteriori informazioni sulla presenza di micotossine modificate. Tutte le tecnologie cromatografiche per le micotossine madri sono potenzialmente adatte anche alle loro forme modificate, purché siano solubili e direttamente disponibili per l'analisi. Uno dei principali limiti della determinazione diretta e della quantificazione delle micotossine modificate è la limitata disponibilità di materiali di riferimento (sostanze pure o calibranti, oltre a standard interni marcati con isotopi). Un altro inconveniente è che la maggior parte dei metodi richiede una pulizia adeguata prima della procedura di analisi. I dispositivi di purificazione disponibili in commercio sono attualmente progettati per le micotossine native e potrebbero non essere necessariamente adatti alle forme modificate. Attualmente si sta lavorando per sviluppare nuovi standard di riferimento e dispositivi di pulizia innovativi per determinare direttamente le micotossine modificate.