Co n t e n i d o Investigación 1
Los hongos en la industria farmacéutica Morales Estrada Diana, Sandoval Menes Nathaly
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Métodos de clasificación fúngica Paola Jaimes Chávez
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Hongos extremófilos Gustavo rojas Ortiz
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Toxicologia de hongos Diana Morales EstradaI, Paola Jaimes Chavez, Rocio N. Sandoval Menez, Gustavo Rojas Ortiz
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Enfermedades micóticas Diana Morales Estrada
Investigación Los hongos en la industria farmacéutica Morales Estrada Diana1, Sandoval Menes Nathaly 2 Facultad de farmacia de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos
Resumen El presente artículo aborda el tema de la importancia de los hongos en la industria farmacéutica. Específicamente se aborda el tema de la penicilina, sus orígenes, de donde se obtiene, su descubridor, así como sus efectos adversos, etcétera. Se describe también el aporte de las sustancias químicas de los hongos macroscópicos que se aprovechan para el beneficio de la salud humana. Abstract This article addresses the issue of the importance of fungi in the pharmaceutical industry. Specifically the theme of penicillin, its origins, which are the correct fungi to obtain the antibiotic, its discoverer, and their adverse effects. The contribution of chemicals macroscopic fungi that are used for the benefit of human health is also described. Introducción
El caso de la penicilina1
Los hongos son ampliamente reconocidos como una fuente prolífera de metabolitos secundarios con una gran diversidad estructural, a los cuales se les han atribuido diversas propiedades biológicas de gran beneficio para la humanidad. Entre ellos se encuentran la penicilina (Penicillium chrysogenum) y las cefalosporinas (Cephalosporiumchrysogenum) antibióticos de amplio espectro utilizadas en medicina humana. [1] Como ya se ha mencionado los hongos macroscópicos también son importantes para la producción de fármacos. En Estados Unidos, el valor comercial de los macromicetos medicinales y sus derivados fue de 1.2 billones de dólares en 1991, y se estimó en 6 billones de dólares para el año de 1999. Actualmente, entre el 80 y 85 % de todos los productos medicinales derivados de los hongos provienen de los cuerpos fructíferos, los cuales son producidos comercialmente o colectados de manera silvestre. Aun así, el número de especies de macromicetos investigados es relativamente baja, considerando el conocimiento del gran potencial de los micromicetos para la producción de fármacos, la experiencia en el uso etnomedicinal de los hongos superiores y la capacidad ecológica de estos organismos para producir metabolitos secundarios bioactivos. [2]
Antecedentes En 1875, el naturista irlandés John Tyndall descubrió el primer antibiótico, producido por el hongo Penicillium. El descubrimiento pasó inadvertido, ya que en esa época se ignoraba que las enfermedades infecciosas eran producidas por bacterias. Medio siglo después, el médico escocés Alexander Fleming redescubrió el mismo antibiótico y lo llamó penicilina. Ahora se sabía cuál era el papel de las bacterias en las enfermedades infecciosas, pero una creencia muy difundida entre los médicos sostenía que no era posible matar a los microbios que se encontraban dentro del cuerpo humano. Así fue como Fleming se dedicó a investigar otras cosas y el uso masivo de la penicilina se demoró otros quince años. Recién a principios de julio de 1940 dos grandes bacteriólogos, Chain y Florey, luego de varios años intentando aislar y purificar la penicilina y sobreviviendo a los grandes acontecimientos políticos, lograron producir grandes volúmenes de penicilina que sirvieron para realizar pruebas decisivas en ratones. Se encontraban, pues, ante un nuevo medicamento. En 1941, luego del suministro de pequeñas dosis del antibiótico, se verificó la enorme mejoría de un hombre 1
infectado por S. Aureus, para quien las sulfamidas no habían dado resultado. Sin embargo al agotarse las reservas de penicilina y sin tiempo para producir más, el enfermo no logró sobrevivir. El mundo comenzaba a reclamar por esta droga, las industrias por su parte estaban tan ocupadas con productos para el gobierno con fines de guerra, que la penicilina se demoraba unos 3 años más. El primer uso masivo de la penicilina se realizó el 6 de junio de 1944 lográndose salvar con ésta miles de vidas. [3] Origen
Fig. 2 Pared de peptidoglucano. Tomado de curiosidaLa penicilina se puede obtener de Penicillum glaucum, des de la microbilogía.blogspot.mx/2011_05_01_archiPenicillium notatum y Penicillium chrysogenum; en la ve.html actualidad se obtiene de Penicillium chrysogenum y gracias a este hongo se obtienen, con diferentes técniTabla 1: Tipos de penicilinas y sus efectos cas, las diversas penicilinas semisintéticas. De las penimicrobianos cilinas naturales, solo se usan la penicilina G sódica, G potásica, G cálcica, G procaínica y G benzatínica. [4] Tipo de penici- Activos contra: Observaciones lina Estructura química Penicilina G* Cocos gram + *Sufren hidrolisis El núcleo activo de la penicilina es el ácido 6-aminope- Fenoximetilpepor peniciclasa nicilánico, constituido por una estructura -lactámico- nicilina* tiazolidínica anillada, la cual se une a una cadena lateral Penicilina V* variable. [5] Bencilpeniciclina Ampicilina Amoxilina
Fig. 1 Estructura de la penicilina. Tomado de es.wikipedia.org/wiki/Categoría: Penicilinas.
Bacterias gram-
Hidrolizadas por betalactamasa de amplio espectro de bacterias gram-
Toxicidad y efectos secundarios
Mecanismo de acción
Las Penicilinas son empleadas con gran frecuencia por su eficacia terapéutica y baja toxicidad. Dentro de las acciones indeseables, se cuentan las reacciones de hipersensibilidad que son los efectos adversos más comunes, éstos pueden producir fiebre, asma, púrpura trombocitopénica, anemia hemolítica, neutropenia, pancitopenia y vasculitis, las más frecuentes son las cutáneas (urticarias). En ocasiones puede haber shock anafiláctico, muchas veces mortal. Las reacciones de hipersensibilidad pueden ocurrir con
La penicilina impide la síntesis de la pared de los microorganismos al inhibir la enzima transpeptidasa, acción que evita la acción del peptidoglucano, y por lo tanto el entrecruzamiento de este que da rigidez y fuerza a la pared de la bacteria. El peptidoglucano es un polímero formado por dos aminoazúcares alternantes: el N-acetil-glucosamina y el ácido N-acetil-muramico. [4] 2
minerales y enzimas. Son relativamente pobres en azúcares simples y grasas.Sin embargo, su valor terapéutico no reside tanto en sus nutrientes, sino, en sus componentes muy especialmente los polisacáridos, por su acción inmunomoduladora. Se sabe que los polisacáridos de los hongos previenen la oncogénesis, muestran una actividad antitumoral directa contra diversos tumores y previenen la metástasis. No atacan directamente las células cancerígenas, sino que sus efectos antitumorales se deben a la activación de distintas respuestas inmunológicas en el huésped, estimulando las células natural killer (NK participan activamente en la defensa del organismo frente a infecciones, principalmente de tipo viral y frente al crecimiento de célalas tumorales) [10], los linfocitos T y las respuestas inmunológicas dependientes de los macrófagos, pudiendo resumirse sus principales propiedades antitumorales e inmunomoduladoras en la prevención de la oncogénesis, a través del consumo oral de los hongos o de sus preparaciones, la actividad antitumoral directa contra diversos tipos de tumores, la actividad inmunopotenciadora contra los tumores en combinación con quimioterapia y el efecto preventivo de la metástasis.
cualquier dosis de penicilinas, la presencia de alergia a una expone al paciente a mayor riesgo si recibe otra. La penicilina G administrada en dosis elevadas por vía endovenosa puede producir como toxicidad directa efectos irritativos sobre el sistema nervioso central al alcanzar concentraciones elevadas en el líquido cefalorraquídeo, pueden presentarse convulsiones, hiperreflexia y coma, si se administra por vía intravenosa puede ocasionar hiperpotasemia en pacientes con insuficiencia renal, puede descompensar a un paciente con insuficiencia cardíaca. [5] Hongos medicinales1 Los hongos son uno de los grupos taxonómicos más abundantes en el mundo estima para México un total de 200 mil especies, de las que sólo se han descrito el 4%. Estos organismos son parte importante de las tradiciones de muchos de los grupos étnicos en este país. [6] El uso medicinal de los hongos tiene una gran tradición en el sureste asiático, mientras que en el hemisferio occidental su utilización farmacológica se ha incrementado significativamente a partir de las últimas décadas. [7] Actualmente, investigadores alrededor del mundo se han percatado de las propiedades curativas de los hongos, lo que ha derivado en una incontable serie de investigaciones al respecto. Según estudios realizados por científicos contemporáneos, los hongos comestibles tienen propiedades antioxidantes, antiinflamatorias, reductoras del proceso de envejecimiento, protección hepática, anti diabéticos, antivirales,antimicrobianos, e incluso ayudan a combatir la hipertensión arterial y a bajar el colesterol. Además, existen ciertas especies con propiedades diuréticas, otras que curan dolores de cabeza y fiebre, y además combaten la bronquitis crónica. Sin embargo, una de las propiedades más destacadas e investigadas en los últimos tiempos es la capacidad de combatir tumores e incluso el cáncer. [8] Los hongos medicinales fueron citados por primera vez en el Libro de las hierbas de Shen Nongs (2700 a. C.). Posteriormente, se citó que Li Shih-chen, durante la dinastía Ming, recogió información de más de 20 especies de hongos. Los hongos son ricos en proteínas, especialmente en su forma seca, en fibra, con gran capacidad prebiótica, vitaminas, especialmente riboflavina y niacina, así como
A continuación se describen dos géneros que presentan propiedades útiles para mantener la salud humana. Trametes versicolor Se conoce como el hongo de la pudrición blanca. Pertenece a la División Basidiomycota, Clase Agaricomycetes, Subclase Agaricomycetidae, Orden Polyporales, Familia Polyporaceae y Género Trametes. Los sinónimos de este hongo son: Coriolus versicolor y Polyporus versicolor. Su estructura en capas la hace merecedora del nombre “cola de pavo”. Cada capa presenta zonas típicas concéntricas de diferentes colores, abarcando el gris y el marrón. Algunas capas tienen una textura gruesa y correosa. Otras presentan una superficie porosa de color blanquecino o marrón claro, con 2 a 5 poros, cada una. Debido a sus propiedades catalíticas, el hongo Trametes (Coriolus) versicolor representa gran interés biotecnológico. Como ya se había mencionado, los hongos pueden ser una potente herramienta en el tratamiento oncológico, por sus propiedades inmunomoduladoras y antitumorales, además de constituir una forma no 3
comestible y medicinal del holártico (holártico hace referencia a los hábitats encontrados en los continentes boreales del mundo). Pertenecen a la División Basidiomycota, Clase Agaricomycetes,SubclaseAgaricomyc etidae, Orden Russulales, Familia Hericiaceae y Género Hericium. Sinónimos de este hongo son Clavaria erinaceus, Dryodon erinaceus e Hydnum erinaceus. Puede ser identificado por su tendencia a crecer como grupos redondeados de barbas con filamentos largos de 1 a 6 cm, sobrepuestas sobre su tallo de 10 a 25 cm. Presenta color blanquecino cuando brota y se hace amarillento con el tiempo y finalmente, se torna marrón. Este tipo de hongos se han tomado durante siglos en decocción por sus propiedades medicinales, posibilitando así la extracción de los β-glucanos y otros poliFig. 3 Trametes versicolor tomada de http://es.wikipedia. sacáridos. org / w i k i / Tr am e t e s _ ve r s i c ol or # m e d i av i e we r / Hericium erinaceus ha llamado la atención debido a sus Archivo:Schmetterlingstramete_Trametes_versico- efectos antimicrobiano, antitumoral, inmunomodulalor_004.jpg agresiva de tratamiento y de su efecto paliativo en los efectos colaterales provocados por la quimioterapia y la radioterapia. Los compuestos de estos hongos se han relacionado con un efecto inmunomodulador, son los β-glucanos, los entinanos, los esquizofilanos y otros compuestos polisacarídicos de los hongos ya que poseen propiedades antimutagénicas e inmunomoduladores. Dichos compuestos se han relacionado con investigaciones para estudiar sus propiedades para retardar el crecimiento de tumores y estimular la respuesta inmunológica del organismo, activando macrófagos e linfocitos T, los cuales liberan interleucinas (IL). Los polisacáridos derivados de los hongos, especialmente en la forma de β-glucanos, uno de los principales componentes de la pared celular de la mayoría de hongos y plantas, están siendo cada vez más utilizados como suplemento en la dieta con intención terapéutica en cáncer.Además, se han investigado paralelamente, sus propiedades antimicrobianas y antioxidantes, así como la utilización de sus extractos para el tratamiento de distintas patologías, como la hipercolesterolemia, la hipertensión arterial y la diabetes.
Fig. 4 Hericium erinaceus tomada de http://www.indianamushrooms.com/hericium_erinaceus.html dor, antioxidante y citotóxico. Los cultivos de H. erinaceus o sus extractos procesados en forma de tabletas se han puesto en producción a gran escala, principalmente para la curación de la úlcera gástrica y la gastritis crónica. Los efectos protectores de los extractos se han relacionado con dos tipos de polisacáridos con unidades repetitivas de cadenas con configuración b, el HPA y el HPB. [9]
Hericium erinaceus También conocido como melena de león es un hongo 4
Ganoderma lucidum
liferación e inducción de apoptosis de diferentes tipos celulares de leucemia, linfoma y mieloma. Los estudios realizados con diferentes tipos de extractos han demostrado una mayor efectividad de los etanólicos frente a los acuosos, ya que cuando se ensayaron diversos tipos de extractos a concentraciones no citotóxicas frente a células uroepiteliales humanas (HUC) se observó un mayor efecto inhibidor del extracto alcohólico, aunque la composición de todos ellos era muy parecida. Estos extractos inducen la polimerización de la actina inhibiendo la migración de las células cancerosas. Como es conocido el empleo de extractos complejos procedentes de plantas u hongos activos permite un efecto sinérgico o complementario entre los diferentes principios que lo componen, disminuyendo su toxicidad. En el caso de G. lucidum, los triterpenos suprimen el crecimiento y el comportamiento invasivo de las células cancerosas , mientras que los polisacáridos estimulan el sistema inmune, incrementando la producción de citosinas y la actividad anticancerosa de las células inmunes. A continuación se muestra una tabla en donde están las actividades farmacológicas y los compuestos responsables de las mismas. [6]
Hasta ahora delos géneros mas estudiados, destacan las actividades antitumorales y efectos inmunomodulatorios del género Ganoderma. Ganoderma lucidum es un hongo de gran tamaño, satinado al exterior y con textura leñosa. Es conocido con el nombre de Lingzhi en China y Reishi en Japón. Ha sido ampliamente utilizado para tratar enfermedades como la hepatitis, bronquitis crónica, crecimientos tumorales y transtornos inmunológicos. Existe cierta confusión en la identificación de G. lucidum debido a los distintos nombres recibidos en los
Tabla. 2 Actividades farmacológicas descritas para Ganoderma lucidum y compuestos responsables de las mismas.
Fig. 5 Ganoderma lucidum tomada de http://wiseacregardens.com/wordpress/category/dragonfly/
Actividad Antitumoral
países de origen. Para evitar errores se ha propuesto el uso de técnicas bioquímicas y cromatograficas para su correcta clasificación, evitando asi la identificación errónea o fraudulenta de la especie. Los responsables de sus propiedades farmacológicas se pueden agrupar en ergosteoles, triterpenoides y polisacáridos . Son muchos los trabajos de investigación realizados sobre la actividad farmacológica de extractos de G. lucidum. Entre las propiedades demostradas en los estudios experimentales destacan las anticancerosas, inmunomoduladoras, antiinflamatorias, hipoglucemiantes, hipolimiantes y hepatoprotectoras. Existen diversas revisiones sobre las propiedades anticancerosas de G. lucidum. De ellos destacan algunas trabajos realizados con extractos estandarizados del hongo en los que se ha descrito la inhibición de la pro-
Hipoglecemiante Inmodulacion Citotoxicidad frente a células de hematoma Hepatoproteccion Inhibicion de la liberación de histamina Inhibicion de la absorción de colesterol Inhibicion de la síntesis de colesterol Inhibicion de la farnesínproteín-transferasa (Ras) 5
Principios responsables Polisacaridos/ Triterpenoides Polisacaridos Proteinas (LZ-8) Triterpenoides Triterpenoides Triterpenoides Triterpenos Triterpenos triterpenoides
Estimulacion de la agreagacion plaquetaria Inhibicion de la agregación plaquetaria Antiviral HIV Induccion de la apotosis Inhibicion de la ECA Amargor Inmunodulacion y estimación de la producción de citocinas
3. http://www.ub.edu.ar/revistas_digitales/Cien cias/Vol12Numero1/Articulo_penicilina.pdf
triterpenoides Adenosina/ triterpenoides triterpenoides triterpenoides Triterpenos Triterpenos Polisacaridos
4. http://www.ejournal.unam.mx/rfm/no49-4/ RFM49410.pdf 5. http://bvs.sld.cu/revistas/act/vol8_1_98/ act04198.htm6] http://www.asociacionetno biologica.org.mx/mx2/images/documents/Re vista%2010-3/Vazquez%20Mendoza.pdf 7. http://revistamexicanademicologia.org/wp- content/uploads/2009/10/RMM_2009_28_119- 123.pdf
Tabla tomada de www.fitoterapia.net [11]
8. http://www.ciencias.uach.cl/proyectos/hongos/ act_detalle.php?codigo=4231 9. http://asociacionfarmaceuticamexicana.org. mx/revistas/2012/RMCF%20V43-4/ ARTICULOS%20PDF/USO%20TERA PEUTICO%20DE%20ALGUNOS%20 MICROORGANISMOS,%20MICROAL GAS,%20ALGAS%20Y%20HONGOS.pdf
Bibliografía: 1.
Manuela Reyes Estebanez 1, Gabriela Heredia Abarca2, María Marcela Gamboa Angulo1. Per fil biológico de hongos anamórficos del sureste de México. Rev. Mex. Mic v.28 n.spe Xalapa dic. 2008.
10. http://www.uco.es/grupos/inmunologia-mole cular/inmunologia/tema12/etexto12.htm
2. http://revistamexicanademicologia.org/wp- content/uploads/2009/10/RMM_2009_28_119- 11. http://www.fitoterapia.net/revista/pdf/RDF8- 123.pdf 2-ganoderma.pdf
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Investigación Métodos de clasificación fúngica Paola Jaimes Chávez Facultad de Farmacia de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos
Resumen: Estos organismos adquirieron la categoría de reino y su estudio permitió conocer diversas patologías asociadas a los hongos, determinadas sustancias excretadas por diferentes géneros de organismos fúngicos y el desarrollo de variados antibióticos a partir de ellos. Los hongos, organismos que pertenecen al reino de los protistas superiores, son microorganismos eucarióticos. Carecen de clorofila, son aerobios obligados o facultativos. Son heterótrofos, es decir que requieren de compuestos orgánicos preformados como fuente de carbono. Por otro lado apreciaremos las características morfológicas de estos y como es que esta les da importancia dentro de la clasificación de los 7 reinos. Abstract These organisms acquired the status of a kingdom and allowed their study found various pathologies associated with fungi, certain substances excreted by different genres of fungal organisms and the development of various antibiotics from them. Fungi, organisms belonging to the kingdom of the higher protists are eukaryotic microorganisms. Lack chlorophyll, are obligate aerobes or facultative. Are heterotrophic, ie requiring preformed organic compounds as carbon source. On the other hand appreciate the morphological characteristics of these and as this gives them importance within the classification of the 7 kingdoms. Introducción Los hongos se caracterizan por ser heterótrofos, se alimentan por absorción, están formados por células eucarionticas y pueden ser uní o multinucleados, las hifas cuyo conjunto forman un micelio, pueden ser homo o heterotalico, dicariotico y rara vez diploide. La pared celular está constituida principalmente por polisacárido del tipo de la quitina; también se encuentran mananas, glucanas y celulosa; el principal componente lipidico de la membrana celular es el ergosterol. Sintetizan lisina por la vía del acido L-aminolipidico. La mayoría son aerobios y la reproducción puede ser de tipo sexual por un proceso de meiosis (teleomorfica) o asexual por mitosis (anamorfica). Los hongos unicelulares están representados por las levaduras y los multicelulares por los hongos filamentosos. También constan de unas estructuras llamadas talo o micelio, que a su vez está constituido
por múltiples filamentos o hifas, y no tan a menudo por estructuras unicelulares o levaduras. La primera clasificación que surgió fue la empírica, que divide a los hongos en cuatro grupos, de acuerdo con el aspecto macroscópico que presentan. La clasificación de los hongos fue por clases, familias, géneros y especies ha presentado diversos cambios taxonómicos, actualmente se han reordenado y existen varias clasificaciones, la mayoría de ellas basadas en las propiedades morfológicas, reproductivas, fisiológicas y de biología molecular. Existe la clasificación de los 7 reinos, la cual es muy general pero nos hace mención en donde es que se encuentran los hongos, hace referencia a los organismos procariontes: eubacteria y arquebacteria; y los eucariontes: protozoa, chromista, fungi, plantae, animalia. 8
REINOS Protozoa
DIVISIONES Plasmodiophoromycota, Acrasiomycota, Myxomycota, Dictyosteliomycota.
Chromista
Hypochytriomycota, Oomycota, Labyrinthulomycota.
Los mohos o filamentosos: es un hongo constituido por filamentos largos llamados hifas que en conjunto constituyen un micelio. Son hifomicetos, dan colonias filamentosas y circulares en medios con agar y globosas en caldo.
CLASES Mixomycetes, Protosteliomycetes.
Fungi(llamado Chytridiomycota, Zygomycetes, también EuZygomycota, Trichomycetes, mycota) Basidiomycota, Basidiomycetes, Ascomycota. Teliomycetes, Ustomycetes, Loculoascomycetes, Plectomycetes, Pyrenomycetes, Ascomicetes basales.
Levaduras: es un hongo unicelular microscópico. Son blastomicetos, dan colonias cremosas similares a las bacterianas.
Tabla tomada del libro “Micología médica básica” de Alexandro Bonifaz, tercera edición. Este cuadro sólo hace énfasis en el reino fungi debido a que ahí se incluyen los grupos de hongos de interés medico: incluso, de esta división pocas son las clases y Estructuras fúngicas subclases que nos interesan; los más importantes son Ascomycetes y los Zygomycetes donde se incluyen sólo algunos hongos oportunistas. La taxonomía e identificación de los hongos se ha basado tradicionalmente en la caracterización fenotípica de los mismos. La sistemática atribuía valores taxonómicos a aspectos asociados a la morfología, tanto macroscópica como microscópica, es decir, presencia o ausencia de septos en las hifas, formación de esporas y mecanismos de liberación de las mismas, o aspectos de la biología y ecología de estos organismos, así como resultados obtenidos a través de pruebas bioquímicas o el estudio de su ultra estructura. Otra clasificación importante es la de mohos o filamentosos y levaduras. 9
Hifa septada
Las hifas son las unidades estructurales de los hongos. Su forma es filamentosa y de tipo tubular con paredes celulares, pudiendo presentar tabiques las cuales son llamadas hifas septadas, o las que no presentan septos llamadas hifas cenocíticas. Los micelios son conjuntos de hifas del talo de varios hongos, estos pueden ser micelios primarios que son los monocaritotico, el micelio secundario que es el dicariotico, y el micelio terciario formando plecténquimas.
Taxonomía molecular Los sistemas de clasificación de levaduras y hongos filamentosos, en la actualidad se basan en establecer las diferencias existentes entre algunas de las moléculas de estos organismos: .composición de la pared celular (HPLC, cromatografía de intercambio iónico) .clasificación de quinonas de la cadena de transporte .electrónico (cromatografía, HPLC, espectroscopia) .comparación de patrones electroforéticos de enzimas .varios métodos basados en la comparación del DNA. Taxonomía Clásica Estudios morfológicos: - Aspecto de la colonia - Forma del conidióforo - Conidios: forma, tamaño, color, presencia de tabiques - Presencia de clamidosporas, ubicación
Hifa cenocítica
Estudios fenotípicos: - Crecimiento a diferentes temperaturas - Resistencia a fungicidas - Producción de metabolitos Bibliografía 1.
Micología Medica Básica, Alexandro Bonifaz. Tercera edición
2.
Microbiología y parasitología medicas, Tay Gutiérrez Molina; López Manjarrez. Tercera edición.
3. http://depa.fquim.unam.mx/amyd//archivero/ HongosClase14112013_25826.pdf 4. http://www.diversidadmicrobia na.com/index.php?option=com_ content&view=article&id=692&Itemid=769 5. http://www.micomania.rizoazul.com/micros copia%20las%20hifas.html 6. http://highered.mcgraw-hill.com/sites/dl/ 10
free/6071505101/895610/Arenas_ MicologiaMedica_4a_capitulo_muestra.pdf 10. http://www.fagro.edu.uy/~microbiologia/do cencia/materiales%20teoricos/Hongos.pdf 7. http://www.plantasyhongos.es/hongos/hon gos_plasmodios.htm 11. http://www.saberdeciencias.com/index.php/ apuntes-de-micologia/160-micologia-hongos- 8. http://www.izt.uam.mx/ceu/publicaciones/ morfologia MMBG/files/manual_microbiologia_general. pdf 9. http://www.cbm.uam.es/jlsanz/docencia/archi vos/15.pdf
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Investigación Hongos extremófilos Gustavo Rojas Ortiz Facultad de farmacia de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos.
Resumen A lo largo del tiempo cuesta creer en la existencia de organismos que puedan habitar medios en donde usualmente no se creería que pudiera haber vida, teniendo en cuanta las condiciones en los que se expondría es muy difícil colonizar en un lugar en condiciones donde la reproducción de vida es casi imposible. Los Extremófilos son en su mayoría microorganismos unicelulares, aunque también encontramos individuos pluricelulares e incluso hongos, plantas y algunos animales, capaces de sobrevivir y reproducirse en condiciones ambientales extremas y adversas para la mayoría de los seres vivos. Radiación extrema, muy bajas o muy altas temperaturas, niveles extremos de acidez o alcalinidad, son algunos de los hábitats preferidos de los extremófilos. El estudio de los procesos y mecanismos que permiten que estos organismos vivan en lugares inhóspitos ha permitido avances en diversas áreas como la bioquímica, biotecnología, nanotecnología, y las industrias minera, farmacéutica y alimentaria. En este artículo trataremos sobre los hongos extremofilos, los cuales se han destacado por su adaptación de vivir en condiciones extremas, los cuales han sido de gran ayuda en el desarrollo industrial y el conocimiento de su uso. Abstract Over time its hard to believe in the existence of organisms that can inhabit environments where it is not usually believe that life could exist, taking into account the conditions in which it is very difficult to expose settle in a place where playing conditions life is almost impossible. The Extremophiles are mostly unicellular organisms, although there were individuals and even multicellular fungi, plants and some animals are able to survive and reproduce in extreme and adverse for most living things environmental conditions. Radiation extreme, very low or very high temperatures, extremes of acidity or alkalinity, radiation are some of the preferred habitats of extremophiles. The study of the processes and mechanisms that allow these organisms to live in inhospitable places has allowed advances in areas such as biochemistry, biotechnology, nanotechnology, and mining, pharmaceutical and food. In this article we will discuss the extremophilic fungi, which are distinguished for their adaptation to live in extreme conditions, which have been helpful in industrial development and knowledge use. Introducción Hoy en día, es conocido que los ambientes que hasta hace poco eran considerados inhabitables por el hombre son colonizados por determinados organismos capaces de adaptarse a esos nichos ecológicos llamados ambientes extremos; estos organismos son llamados extremófilos (de extremo y la palabra griega φιλíα=afecto, amor, es decir "amante de -condiciones- extremas"). El término extremófilo fue usado por vez primera en
1974 hace cuarenta años al día de hoy en un trabajo del investigador R.D. MacElroy. Posteriormente, a medida que se han ido descubriendo nuevos microorganismos extremos, la variedad ha ido creciendo hablan de anhidrobiosis para referirse a seres que viven en ausencia de agua; barófilos, seres que viven en ambientes con presión muy alta; hipertermófilos, con temperaturas óptimas de crecimiento por encima de los 80º C; o xe12
rófilos, capaces de desarrollarse en zonas con muy baja humedad.. “Ambiente extremo”, es un término relativo, ya que los ambientes que pueden ser extremos para un organismo, pueden ser esenciales para la supervivencia de otro organismo. El descubrimiento de microorganismos que habitan en ambientes con temperaturas extremas, pH extremos, altas presiones barométricas y alta salinidad, ha despertado el interés de su estudio desde el punto de vista biotecnológico debido a las características de estos microorganismos ya que sus biomoléculas son necesariamente resistentes a las condiciones agresivas de su entorno, lo que desemboca en intensos trabajos para intentar comprender los mecanismos íntimos de resistencia, pero también para estudiarlos en la perspectiva del desarrollo de aplicaciones industriales entre las que la PCR (Polymerase Chain Reaction) constituye el más destacado ejemplo. Además, la presencia de microorganismos en ambientes extremos hace especular que la vida podría existir en algunos de los ambientes extremos encontrados en el espacio. Los ambientes extremos incluyen aquellos con temperaturas muy elevadas (55-121°C) o bajas (-2-20°C), alta salinidad (NaCl 2-5M) y alta alcalinidad (pH arriba de 8) o alta acidez (pH menor de 4). Los extremófilos han despertado el interés de varias industrias, debido a sus enzimas, catalizadores biológicos que aceleran las reacciones químicas de la célula. Dentro de los tipos de microorganismos extremófilos encontramos los ascomicetos o Ascomycota constituyen una división dentro del Reino Fungi. Son hongos con micelio tabicado que producen ascosporas endógenas. Hay unas 64.000 especies. Es la División (Filo) más grande del Reino Fungi. Pueden ser unicelulares y talófitos. La reproducción puede ser de dos tipos: asexual, por esporas exógenas (conidios o conidioesporas), y sexual, esporas endógenas (ascospora).Han sido aislados de lugares extremos, desde dentro de rocas en la planicie helada de Antártica hasta las profundidades del mar.
fondo de los océanos, sistemas subterráneos bajos (cuevas), la atmósfera superior y las superficies de las plantas y de los animales que viven en los ambientes fríos, donde las temperaturas nunca exceden los 5 °C. Los psicrófilos han desarrollado mecanismos de adaptación para realizar sus funciones metabólicas a bajas temperaturas incorporando características únicas en
Penicillium (arriba) y Candida (abajo). sus proteínas y membranas. Las especies de hongos y levaduras que encontramos en este apartado son: Penicillium, Cladosporium, Candida Y Cryptococcus.
Psicrófilos
Aplicaciones
Típicamente los organismos psicrófilos pueden crecer en temperaturas por debajo de los 5°C, aunque su rango de temperaturas de crecimiento puede ir desde los 20°C hasta menos de 0°C. Los principales ambientes habitados por los psicrófilos incluyen regiones polares, montañas altas, glaciares, el
Los psicrófilos son capaces de degradar sustancias poliméricas tales como: almidón, celulosa, xilano, pectina, quitina, proteínas y lípidos; produciendo enzimas como: amilasa, celulasa, xilanasa, pectinasa, quitinasa, proteasa y lipasa res pectivamente. 13
Usos de Penicillium y Candida en la industria.
http://www.cienciapopular.com/biologia-y- fosiles/extremofilos. Red de Revistas Científicas En este tipo de hongos podemos resaltar el penici- de América Latina, el Caribe, España y Portu llum el cual es ampliamente utilizado en la industria gal. alimentaria, sobre todo para la elaboración de quesos de pasta blanda y corteza florida (Penicillium camem- 3. Sistema de Información Científica Bioclima berti) y quesos de pasta azul (Penicillium roqueforti), y tología de la Coccidioidomicosis en Baja Cali productos de charcutería (Penicillium nalgiovense que fornia, MéxicoInvestigaciones Geográficas favorece el crecimiento de levaduras Debaryomyces) y (Mx), núm. 71, abril, 2010, pp. 21-30, Instituto sobre todo su uso en la industria farmacéutica del cual de Geografía México se obtiene la penicilina. Candida utilis es una levadura importante en la indus- 4. Pagina electrónica de Conacyt Ministerio de tria alimentaria y ampliamente estudiada desde que educación gobierno de chile se concibió el uso de biomasa microbiana para la ali- http://www.explora.cl/index.php?option=com_ mentación. Tiene la gran característica de degradar di- content&view=article&id=11007%3Aiextremof ferentes sustratos orgánicos, en particular ha llamado ilos-ique-son-y-donde- la atención el que utilice compuestos celulósicos como estan&catid=511&Itemid=1654 única fuente de carbono. Otra de sus propiedades es la producción extracelular de enzimas importantes para la 5. EROSKI CONSUMER, Extremófilos: vida en industria, así como el alto contenido de grasas, proteína condiciones extremas y vitaminas, en especial del complejo B. http://www.consumer.es/web/es/medio_am biente/naturaleza/2009/04/14/184602.php Conclusiones 6. http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/cien Los organismos extremofilos se han adaptado para so- cia/volumen1/ciencia2/43/html/sec_8.htm brevivir en medios extremos y la resistencia que estos tienen en el medio que pueblan. Encontramos hongos 7. http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/docu los cuales son de gran ayuda en distinto tipo de indus- mentos/lbi/martinez_r_l/capitulo2.pdf tria los cuales son de importancia en avances y estudios de obtención de productos comerciales. 8. Ciencia bizarra Extremófilos 13 de junio de 2013 http://www.cienciabizarra.com/2013/06/ extremofilos.html Bibliografía 9. AgrenBio consejo argentino para la informa 1. Fragmentos tomados de: Microorganismos ción y el desarrollo de la biotecnología extremófilos. Actinomicetos halófilos http://www.argenbio.org/index. en México Extremophile microorganisms. Ha php?action=novedades&note=237 lophile actinomycetes in Mexico. Volumen 37, No. 3, julio - septiembre 2006. 10. Revista Iberoamericana Micolologia 2002 http://hongos-alergenicos.reviberoammicol. 2. Pagina web dedicada a tecnología y ciencia. com/files/036.PDF
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Investigación Toxicologia de hongos Diana Morales EstradaI, Paola Jaimes ChavezII, Rocio N. Sandoval MenezIII, Gustavo Rojas OrtizIV Facultad de Farmacia de la Universidad Autonoma del Estado de Morelos
Resumen Se conoce como toxicología a la ciencia que estudia los venenos y las posibles acciones que estos pueden causar en un organismo. Cuando nos referimos a toxicología de hongos, simplemente hablamos de los venenos claramente encontrados en hongos, y de lo que estos pueden causar en un ser vivo principalmente cuando son ingeridos. Estas reacciones son causadas por variadas sustancias químicas capaces de lograr efectos nocivos en algún organismo biológico, estas sustancias son conocidas como micotoxinas. En este apartado podremos conocer algunos hongos venenosos y alucinógenos destacados por las intoxicaciones que estos causan, y en el peor caso podrían llevar a la muerte. Abstract Toxicology known as the science of poisons and possible actions they may cause in an organism. When we refer to toxicology of mushrooms, simply speak clearly poisons found in fungi, and so these can cause a living being primarily when ingested. These reactions are caused by various chemicals capable of accomplishing a harmful effect on any biological organism, these substances are known as mycotoxins. In this section we will learn some poisonous mushrooms and hallucinogens highlighted by poisoning they cause, and in the worst case could lead to death. Introducción Toxicología, del griego moderno toxikon que se refiere al veneno de las flechas utilizadas en la antigüedad para la caza. La toxicología, es considerada como aquella parte de las ciencias experimentales relacionadas con el ser vivo, que estudia las posibles acciones nocivas ejercidas por las numerosas sustancias químicas capaces de incidir sobre los sistemas biológicos. Desde que se estructura como ciencia, a raíz de los trabajos de Orfila (Dr. Mateu J. B. Orfila, creador de la toxicología moderna) se ha ocupado de poner de manifiesto las interacciones químicas y biológicas que ocurren entre los seres vivos y los xenobioticos o sustancias químicas ajenas a sus organismos y que se traducen en fenómenos perjudiciales para la salud. La consecución de este objetivo requiere alcanzar una
profunda comprensión de los mecanismos bioquímicos y fisiológicos que rigen dichas interacciones, con el fin de disponer de un bagaje suficiente de conocimientos como para detectar, tratar y prevenir cualquier daño toxico posible. En ultima instancia, el objetivo primordial de la toxicología tiende hacia la protección de la vida frente a cualquier factor externo que la pueda dañar. Sin duda, todo ello ha exigido desde un primer momento la integración de muchas otras áreas de conocimientos, como lo han sido la química orgánica y la bioquímica básica, el análisis químico, la fisiología y la patología médica. Precisamente, los avances experimentados por cada una de estas ramas científicas han sido ocasión de incremento, o de ampliaciones, en los objetivos actuales de la Ciencia Toxicológica, así como de que se hayan podido establecer unos principios toxicológicos que 16
fundamenten los estudios sobre la toxicidad de los com- presentan un gran riesgo tóxico si tenemos en cuenta puestos químicos y el planteamiento de las apropiadas la frecuencia de intoxicaciones (incluso fatales) en relametodologías para evaluarlo. ción con el número de personas expuestas. Las causas por las que ocurren estas intoxicaciones (confusión, ignorancia) incluso por expertos son: 1.- Gran número de especies, con morfología simi lar. 2.- Cambio de las características morfológicas a causa de las condiciones de crecimiento ambientales o nutricionales. 3.- Variabilidad de la respuesta tóxica de los indivi duos (estado de salud, cantidad de toxina pre sente, etc.) 4.- Condiciones de preparación o cocinado. 5.- Credibilidad en técnicas populares de diferen ciación. Los macromicetos u hongos superiores no poseen células móviles y son los hongos terrestres mas evolucionados, acontinuacion se presenta una tabla con algunos de estos hongos incluyendo sus toxinas y efecto que estas tiene en el organismo.
Dr. Mateu J. B. Orfila ¿Qué es un tóxico? Un tóxico es una sustancia que puede producir algún efecto nocivo sobre un ser vivo, y como la vida, tanto animal como vegetal, es una continua sucesión de equilibrios dinámicos. Los tóxicos son los agentes químicos o físicos, capaces de alterar alguno de estos equilibrios. También, se ha propuesto que un tóxico es toda radiación física o agente quimico que, tras generarse internamente o entrar en contacto, penetrar o ser absorbido por un organismo vivo, en dosis suficientemente alta, puede producir un efecto adverso directo o indirecto en el mismo. De acuerdo con esto cualquier sustancia puede actuar como tóxico, ya que tanto los productos exógenos como los propios constituyentes del organismo, cuando se encuentran en el en excesivas proporciones, pueden producir trastornos tóxicos. Dichos compuestos exógenos se denominan xenobióticos. Intoxicación por hongos El consumo accidental de setas tóxicas es un hecho relativamente frecuente desde la antigüedad y, aunque los hongos (por ejemplo hongos superiores) no se encuentran en alta proporción en la dieta diaria humana, 17
Como identificar un hongo desde el punto de vista toxicológico La seta o carpoforo es la parte superior y mas apreciada del hongo por su estructura carnosa y sabor. La inspección de la seta, desde el punto de vista toxicológico, persigue dos fines: establecer la especie botánica para determinar si es o no comestible y valorar sus condiciones higiénicas. Para ello, se deben tomar una serie de precauciones al recogerla: no destrozar estructuras significativas para la identificación; anotar el color inicial y los cambios; conservar el espécimen en papel encerado, no en material plástico y mantenerlo refrigerado. Con el objetivo de identificar la especie se ha de observar cómo son sus distintas partes, además de otras características como la localización geográfica, el momento del año, la vegetación cercana y el sustrato donde crece. Partes de la seta Sombrerillo. Sombrero propiamente dicho: • Forma: semiesférica, en embudo, plano, globo so, con depresiones centrales etc. • Color: si es uniforme o en gradación. • Cutícula o piel que lo recubre: lisa, con espícul as, seca, viscosa, etc. • Placas o restos del velo universal en la parte superior del sombrerillo. • Carne: consistencia (densa, blanda, fibrosa), sabor, color (a veces cambia por traumatismos o al envejecer), olor, etc. Himenio (en la cara inferior del sombrerillo): • Laminillas: si existen o no, cómo son (radiales, bifurcadas, desiguales) y forma de insertarse en el talo (libres, adherentes, escotadas). • Poros: diámetro, forma, color, etc. Pie. Longitud, diámetro (uniforme o no),coloración, superficie(presencia de estriaciones). Micotoxinas Las micotoxinas son metabolitos tóxicos producidos por especies de hongos que crecen en plantas, henos, silos, granos, subproductos y otros alimentos almacenados, estos pertenecen principalmente a los géneros
Aspergillus, Fusarium Y Penicillium. Suelen encontrarse en una gran variedad de productos agrícolas (el arroz, el maíz y el trigo), y son los contaminantes naturales de los alimentos más extendidos a nivel mundial. Son altamente tóxicos, producen mutaciones (mutágenos), cáncer (cancerígenos), malformaciones en los fetos (teratógenos) y disminuyen la inmunidad (inmunosupresores). Para la salud humana representan una amenaza latente pues pueden actuar como un "asesino silencioso", ya que su consumo en dosis muy pequeñas no induce síntomas clínicos evidentes, pero con el tiempo su acumulación puede traer graves consecuencias sobre la calidad y durabilidad de la vida.La exposición del hombre a las micotoxinas se efectúa por vía alimentaria, si bien se han descrito algunos casos muy particulares de afecciones por vía respiratoria, esto es debido a su gran variedad de efectos tóxicos, y sobre todo a su extrema resistencia al calor (termorresistencia), la presencia de las micotoxinas en los alimentos es considerada de alto riesgo para la salud humana y de los animales La contaminación de los alimentos con micotoxinas depende de las condiciones ambientales, que pueden propiciar el crecimiento del hongo y por ende la pro-
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ducción de las toxinas. El desarrollo de los hongos y la producción de micotoxinas requieren ciertos condicionantes ambientales, entre ellos los siguientes: Factores físicos: Humedad y agua disponible, temperatura, zonas de microflora (pequeñas zonas del alimento con alto contenido en humedad), e integridad física del grano o del alimento. Factores químicos: Composición del sustrato, pH, nutrientes minerales y disponibilidad de oxígeno. Factores biológicos: Presencia de invertebrados y estirpes específicas (en una misma especie fúngica existen estirpes productoras de micotoxinas y otras que son incapaces de producirlas) por tanto, la mayoría de los productos agrícolas pueden ser susceptibles de contaminación casi en cualquier momento, desde su producción en el campo, durante la cosecha, en el transporte y en el almacenamiento, terminando este ciclo con la relación existente entre el agricultor hasta el consumidor final. Por ejemplo, las bajadas de rendimientos de las cosechas, los empeoramientos en los índices técnicos de los animales de granja, enfermedades en los mismos, alteraciones en los alimentos, pérdidas de características organolépticas y nutricionales, costes derivados de la prevención o el tratamiento descontaminante por citar algunos de ellos. La información en México respecto a la incidencia y los niveles de contaminación por micotoxinas en los alimentos está limitada por muchos factores, entre ellos los recursos disponibles para realizar investigaciones, las facilidades de los laboratorios para llevar a cabo los análisis, lo adecuado de los procedimientos de muestreo y la sensibilidad de los métodos de cuantificación utilizados. De la extensa variedad de micotoxinas, alrededor de una veintena han sido particularmente investigadas, y seis se consideran importantes desde el punto de vista alimentario (ver tabla 1) Los hongos que invaden los granos pueden clasificarse en dos grupos diferentes: Hongos de campo: invaden los granos antes de la cosecha o tras la siega (siempre previo a la trilladora). Incluye distintas especies que requieren altos niveles de humedad en el grano (20-22%). Son típicos los géneros Alternaria y Fusarium. Hongos de almacenaje: invaden el grano a contenidos inferiores de humedad. Géneros como Aspergillus y Penicillium. Hasta el momento, se han identificado más de 200 tipos
de micotoxinas. Sin embargo, las que pueden encontrarse con mayor frecuencia como contaminantes naturales en los alimentos para animales o humanos son las siguientes: aflatoxinas (B1, B2, G1, G2 M1) (producidas por Aspergillus), ocratoxinas (Aspergillus y Penicilium), zearalenona vomitoxina, T-2, nivalenol, DON, citrinina, patulina y fumosinas (B1 y B2tricotecenas (Fussarium). Ocratoxina. Las ocratoxinas son micotoxinas que afectan el sistema nervioso y pueden causar cáncer de riñón (nefrocancerígenas). Son producidas por el hongo Penicillium verrucosum en regiones con clima frío, y por algunas especies de Aspergillus (como A. ochraceus) en regiones con clima tropical. La mayoría de estos hongos producen principalmente ocratoxina A. Las ocratoxinas, son moléculas moderadamente estables y por tanto suelen resistir la mayoría de los procesos de elaboración de los alimentos, como el hervido, el tostado, el horneado, el freído y la fermentación. Zearalenona Este tipo de micotoxina también es conocida como toxina F-2 o ZEN, y es producida por especies del hongo Fusarium, (F. graminearum y F. culmorum). El efecto más importante de la zearalenona es sobre el sistema reproductivo, causando exceso de producción de estrógenos hiperestrogenismo), particularmente en las cerdas.La zearalenona se encuentra principalmente en granos como maíz, cebada, trigo y arroz. Sin embargo, la contaminación con zearalenona no se restringe únicamente a los cereales, pues también se la ha encontrado en cerveza, frijoles, plátanos y soya. Tricotecenos Son un grupo de compuestos estrechamente relacionados en cuanto a su estructura química molecular, y son producidos principalmente por hongos como Fusarium graminearum, F. verticilliodes y F. culmorum. La toxicidad de los tricotecenos es caracterizada por alteraciones gastrointestinales como vómito y diarrea; además, este grupo de micotoxinas son extremadamente tóxicas a nivel celular (citotóxicas) así como altamente inmunosupresoras. 19
Fumonisinas Las fumonisinas son un grupo de al menos 15 micotoxinas producidas principalmente por los hongos Fusarium verticilliodes Y F. proliferatum, las cuales se encuentran frecuentemente en todas las regiones productoras de maíz a nivel mundial. Este tipo de micotoxinas producen una gran variedad de efectos en los animales; leucoencefalomalacia (reblandecimiento de la sustancia blanca del cerebro) en equinos, edema (hinchazón) pulmonar en porcinos, así como toxicidad del riñón (neurotoxicidad) y cáncer de hígado en ratas. Su efecto en humanos ha sido difícil de determinar; sin embargo, se han asociado con una alta incidencia de cáncer de esófago y con la promoción de cáncer hepático en ciertas áreas endémicas de China. Algunos de los alimentos procesados para consumo humano que frecuentemente presentan contaminación con fumonisinas son las harinas de maíz, las hojuelas de maíz y la sémola. Por el contrario, los productos que suelen presentar bajos niveles de estas toxinas son el arroz, los frijoles, el sorgo, la cerveza y las especias.
animal. Los alimentos con relativamente bajo riesgo de contaminación con aflatoxinas son las almendras, pasas, higos y especias. De estas últimas, las que han mostrado una mayor incidencia de contaminación con aflatoxinas son los chiles, pimentones y el jengibre. Los frijoles, soya, sorgo, trigo, avena y arroz son moderadamente susceptibles a la contaminación. Ocasional mente, las aflatoxinas también contaminan granos de cacao, la linaza, las aceitunas, semillas de calabaza y girasol y el ajonjolí. Es casi imposible eliminar completamente las aflatoxinas de los alimentos mediante su procesamiento. Por consiguiente, al igual que otros carcinógenos, se sugiere que los niveles en los alimentos sean lo más bajos tecnológicamente posible. Toxicidad de las micotoxinas
Es difícil establecer la etiología y las enfermedades crónicas de una ingestión prolongada de alimentos con ciertos niveles de micotoxinas, ya que los riesgos para la salud humana están sujetos a varios factores: Tipo de Aflatoxinas micotoxina, biodisponibilidad, toxicidad y concentración de la misma en el alimento. Sinergismos entre las Son un grupo de aproximadamente 20 compuestos es- micotoxinas presentes. Cantidad del alimento consumitrechamente relacionados; sin embargo, únicamente do, y continuidad o intermitencia en la ingestión. Peso cuatro tipos se encuentran normalmente en los alimen- del individuo, estado fisiológico y edad del mismo. tos. Son producidos tanto en el campo como en alma- Las micotoxinas pueden presentar diversos efectos biocenamiento por algunas cepas de Aspergillus flavus y A. lógicos y patológicos. parasiticus. La manera más eficiente de controlar la presencia de Riesgos cancerígenos las aflatoxinas en los alimentos es evitar su formación. Prevenir la producción de las aflatoxinas en el campo Se han realizado numerosos trabajos científicos con las no es tarea fácil; sin embargo, el riesgo se puede re- micotoxinas que, a pesar de las dificultades que entraducir mediante el uso de algunas prácticas culturales ña la evaluación de este riesgo, demuestran la relación agronómicas desfavorables para el establecimiento del existente entre el consumo de algunas de las micotoxihongo en la mazorca. Por el contrario, la producción nas y determinados tipos de cáncer. de las aflatoxinas durante el almacenamiento es un problema tecnológico, el cual puede solucionarse secando Inmunotoxicidad apropiadamente el grano antes del almacenamiento. Sin embargo, la tecnología poscosecha es aún incipiente en El impacto de las micotoxinas sobre el sistema inmunipaíses en vías de desarrollo como México. tario es importante por varias razones: La producción de aflatoxinas es un problema serio de salud pública asociado a materiales como el cacahuate, • Las micotoxinas pueden producir en los animales una pistaches, semillas del algodonero, nueces y copra (mé- bajada de defensas y aumentar la susceptibilidad a dedula del coco). Pero es sobre todo un problema en el terminadas infecciones, como Cándida, Listeria, Salmaíz, por su amplio uso en la alimentación humana y monella y Mycobacterium. 20
Patulinat
Sustrato principal Cereales. Verduras. Legumbres. Quesos. Carnes ahumadas. Cereales. Frutas. Quesos
Zearelanona
Cereales y subproductos
Citrinina
Cereales y frutos
Tricotecenas
Cereales
Ocratoxinas
Principales efectos toxicos Efecto nefrotóxico. Necrosis hepática. Efecto inmunosupresor Neurotoxico. Afecciones pulmonares. Lesiones de higado y roñon. Carcinomas. Inmunosupresiva. Afecciones sistema reproductor. Estrogénica. Efecto nefroóxico. Inmunosupresiva Afecciones sistema digestivo, circulatorio, nervioso y piel.
bles de aflatoxinas, ocratoxinas, citrinina y toxinas tricotocénicas.
Tabla de Síntomas agudos de micotoxicosis. • El aumento de infecciones en el animal puede conllevar la transmisiónde patógenos al hombre, como es el caso de la Salmonella y la Listeria. • En el hombre, la ingestión de micotoxinas contribuye igualmente a una disminución de las defensas inmunitarias. El mecanismo de acción de las micotoxinas sobre el sistema inmunitario es diferente, dependiendo de la toxina en cuestión. Así, la aflatoxina B1 y la toxina T2, provocan una hipoplasia del timo y una depleción de los timocitos, mientras que la Ocratoxina A, provoca una necrosis del tejido linfático, que tiene una función inmunológica diferente a la del timo. La inmunosupresión se manifiesta de diversas formas, como una disminución de los linfocitos T ó B, una supresión de los anticuerpos o un retraso en la actividad de los macrófagos/neutrófilos. También puede disminuir la actividad del complemento.
Sobre determinados órganos diana Estos suelen ser el SNC, sistema gastrointestinal, hígado, riñón y piel. La aflatoxina y la ocratoxina A son hepatotóxicas. La ocratoxina A y la citrinina son nefrotóxicas. Del elevado número de micotoxinas, las aflatoxinas son las más estudiadas. Producidas esencialmente por Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus, se conocen hasta el momento 18 variedades de aflatoxinas. Análisis de micotoxinas Toma de muestras Puesto que las micotoxinas no están distribuidas homogéneamente en el grano o en los piensos, la toma de muestra de pienso o grano que proporcione una idea correcta en un análisis de micotoxinas es difícil. Tomas individuales generalmente proporcionan bajas estimaciones del contenido en micotoxinas. De hecho, casi el 90% del error asociado a los análisis de micotoxinas puede ser atribuido a como se tomó la muestra original. Esto se debe a que aproximadamente un 3% de las semillas en un lote contaminado contienen micotoxinas, y que estas semillas contaminadas no están generalmente igual distribuidas en el lote de granos. Técnicas analíticas. Las técnicas analíticas para la detección de micotoxinas están en continuo desarrollo. Existen kits comerciales
Otros efectos patológicos Sobre el metabolismo Las micotoxinas pueden actuar sobre el metabolismo de los glúcidos. Se han descrito diversos efectos de la Ocratoxina A sobre la neoglucogénesis y sobre la actividad de diversas enzimas participantes en el metabolismo del glucógeno y la glucosa. Otras micotoxinas que producen alteraciones en este metabolismo son la citrinina, la aflatoxina B1 y la rubratoxina. El metabolismo lipídico está afectado por niveles varia21
de análisis basados en la técnica enzimo-inmuno análisis competitivo. El principio básico de estos kits es la afinidad de las aflatoxinas por anticuerpos específicos fijados a un soporte. La reacción de competición entre la aflatoxina y un producto enzimo/conjugado (coloreado) que contiene el kit indica la ausencia de aflatoxina cuando el resultado de la prueba es una señal coloreada, y presencia de las mismas en caso de ausencia de color. Estas técnicas permiten el control de las aflatoxinas in situ, de un modo rápido, fiable y sencillo. La cromatografía de capa fina es un método de multidetección por el que pueden determinarse la mayoría de las micotoxinas de interés. La extracción de las micotoxinas se realiza en un único disolvente, utilizando posteriormente disolventes de desarrollo específicos y reacciones de identificación selectivas para cada una de las micotoxinas. Otro método empleado en el análisis de aflatoxinas es la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) con detección por fluorescencia. En este caso se emplea una columna de fase inversa (C18), seguida la separación de una reacción de derivatización para proveer a la aflatoxina de la fluorescencia necesaria para poder cuantificarse. Previamente a la separación por HPLC se puede aislar selectivamente una micotoxina en concreto, mediante una columna de inmunoafinidad conteniendo anticuerpos específicos de la micotoxina en cuestión. Procedimientos para reducir la presencia de micotoxinas El control de las micotoxinas debería ser enfocado dentro de un programa que se suele denominar "Control Integrado". Esto supone aplicar unas medidas preventivas en todas las fases de producción del alimento en cuestión. Los controles y las medidas a aplicar deben hacerse extensivas a las siguientes etapas: Cultivo del alimento: • Selección de las variedades • Control de insectos y plagas • Fertilización • Rotación de cultivos Período de cosecha: • Procedimiento de recogida • Limpieza
•
Secado
Almacenamiento, transporte y distribución: • Control de insectos • Control de humedad • Control de temperatura • Limpieza de las instalaciones Las medidas a aplicar pueden variar dependiendo de la micotoxina que se quiera controlar. En cuanto a los tratamientos industriales de los alimentos contaminados con micotoxinas, éstos pueden ser: A) Métodos físicos de eliminación. Limpieza y separación. Se trata de eliminar aquellos granos y fracciones más contaminadas. Se pueden aplicar métodos manuales de separación y métodos de flotación y de segregación por densidad, por ejemplo para el maíz o el cacahuete. Molienda en seco. En el caso del arroz, el 95% de las aflatoxinas están en el salvado. En el trigo también la mayor parte se encuentra en las zonas periféricas. En el maíz, la aflatoxina se encuentra fundamentalmente en el germen y las envueltas, no así la zearalenona, que puede hallarse en todas las fracciones. B) Métodos físicos de detoxificación. Desactivación térmica. Las aflatoxinas son bastante resistentes a la temperatura y por lo tanto, no se destruyen completamente por procedimientos como el autoclave, la ebullición en agua, u otros procesos térmicos. Por ejemplo, la aflatoxina M1 es estable durante la pasteurización de la leche. Sin embargo, las aflatoxinas pueden destruirse, por ejemplo, con una fritura en aceite o en seco, en el caso de los cacahuetes. También parece ser una buena opción el tostado en microondas. • Irradiación. No existe mucha información sobre el efecto de irradiar alimentos contaminados con radiaciones gamma y UV. Son además procesos costosos y existe cierta reticencia a aplicarlos. C) Adsorción. Las aflatoxinas se adsorben con gran eficacia a diversos materiales, cuando están en solución acuosa. Se han empleado carbones activos y ciertos aluminosilicatos. No sucede lo mismo con otras micotoxinas, por ejemplo la zearalenona, para la cual este mecanismo se muestra muy ineficaz. 22
D) Degradación química. El tratamiento con NH3 ha sido objeto de numerosos estudios. Se utiliza actualmente en alimentos como la semilla de algodón y el cacahuete, particularmente contra aflatoxinas y fumonisina. Es particularmente eficaz si se realiza a altas temperaturas y presión elevada. Hay otros tratamientos físico-químicos utilizados, según el caso, por ejemplo con bisulfito sódico en autoclave contra aflatoxinas, y utilizando glucosa o fructosa y calor para inactivar las fumonisinas.
Fue hasta el año de 1957 cuando resurgió este tipo de hongos gracias a un artículo publicado por R. Gordon Wasson; llamado “en busca del hongo mágico” de la revista Life. Especies más importantes que presentan propiedades alucinógenas
Hongos alucinógenos Los hongos alucinógenos que tienen poseen sustancias que son psicoactivas por mencionar algunos en este caso los más importantes son: psilocina (4-hidroxi N, N dimetiltriptamina); psilocibina (4- fosforilhidroxi N, N dimetiltriptamina), aunque también cabe mencionar la baeocistina y norbaeocistina las cuales son derivados de los productos anteriores.
*Panaeolus sphinctrinus
Fig. 3 Estructuras químicas de las sustancias psicoactivas presentes en los hongos alucinógenos. Antecedentes históricos El uso de los hongos alucinógenos se remota a los indígenas de Sudamérica, pero también otras culturas presentes en los países de Argelia, India y Europa medieval pero en este caso este tipo de hongos solamente respondían al interés religioso, cultural o curativo. Existe un personaje épico la cual es llamada María Sabina Magdalena García la cual mediante sus impresionantes conocimientos sobre los hongos alucinógenos; con ayuda de R. Gordon Wasson el cual más tarde publicaría un artículo.
Psilocybe aztecorum 23
Sistema nervioso central: estado de hiperalerta prolongado que puede originar cuadro de convulsiones aislado o convulsiones francas. En el periodo inicial después de la ingestión se puede presentar euforia o disforia y sensación vertiginosa. Sistema nervioso autónomo: se presenta midriasis reactiva, taquipnea, hipertensión moderada, hipertermia, rubeosis facial, pilo erección, hiperreflexia y deshidratación. Sistema cardiovascular: aumento de la resistencia vascular periférica, que genera hipertensión levemoderada y taquicardia. Sistema respiratorio: taquipnea, bronco constricción, y dificultad respiratoria.
Ps. Mexicana
Tratamiento o profilaxis
El lavado gástrico no es útil, ya que una vez ingerida la Mecanismo de acción de las sustancias psicoactivas sustancia esta se absorbe rápidamente. presentes en los hongos alucinógenos *Benzodiacepinas tipo diazepam están indicados en El alcaloide psilocibina posee una estructura molecular caso de presentar agitación psicomotora o convulsiones prácticamente idéntica al neurotransmisor serotonina, cuyo nombre químico es 5-hidroxitriptamina. Esta hor- *En los casos de sobredosis y con el objeto de corregir el mona se forma endógenamente a partir del aminoácido desequilibrio hidroelectrolitico secundario a la estimutriptófano por hidroxilacion seguida de una carboxila- lación simpática, se debe realizar hidratación parental. cion. Las neuronas que contienen serotonina se encuentran localizadas en los núcleos de rafe, en la línea media del tallo encefálico, el hipotálamo, en la neo corteza, en Hongos venenosos la médula espinal y el sistema límbico.la serotonina es la responsable de la percepción sensorial y participa en El hombre, al descubrir en los hongos una gran fuente el control de los estados de sueño y vigilia, el inicio del de alimentos, fue ingiriendo todos los que encontraba reposo nocturno, el ánimo, las emociones, el control de a su alrededor; de algunos no sólo obtuvo una nueva la temperatura, la dieta, la conducta sexual y la conduc- variedad de nutrientes, sino, ciertos malestares, trastornos e incluso la muerte. Ahora sabemos que hay setas y ta suicida. mohos que contienen potentes toxinas, las más importantes se encuentran en el género Amanita, como AmaEfectos clínicos nita phaloides (común en Europa) y que posee potentes Estos efectos clínicos se presentan en diferentes siste- toxinas (faloidinas). En la actualidad, los hongos venenosos ocupan un gramas de organismo: Sistema mental: esta sintomatología consiste ve problema de salud pública. Los envenamientos por en alucinaciones e ilusiones visuales, euforia, disforia y sus toxinas causan altas tasa de morbi-mortalidad. sensación vertiginosa. Las alucinaciones se caracterizan En este trabajo se destacará cuáles son los hongos que por distorsiones visuales y auditivas con mejoría de la tienen altos índices de toxicidad así como su prevenpercepción visual y auditiva. También puede presentar ción en general. un estado de hipervigilia e insomnio. Los efectos psicodélicos se pueden prolongar de 3 a 6 horas. 24
Amanita phaloides
tres tipos de toxinas: amanotoxinas, falotoxinas y virosinas (Wieland, 1986; Bresinsky y Besl, 1990; Benjamin, 1995), que son heptapéptidos monocíclicos y su átomo de azufre está en forma de sulfóxido; de estas últimas se conocen dos, la viroidina y la viroína, su acción es similar a las falotoxinas. Por vía experimental pueden ocasionar la muerte en 2-5 h en cantidades de 2-3 mg/ kg en ratones.
Sombrero de 5 a 15 cm, de convexo a aplanado, de color fundamentalmente verde, a veces muy claro, casi blanquecino, y otras más oscuro, verde oliva, con fibrillas radiales más oscuras. Su cutícula se muestra muchas veces sin restos de volva y es lisa, no estriada. Láminas blancas y libres, bastante apretadas y anchas. Pie central y cilíndrico, bastante largo. Es normalmente blanco, pero suele tener zonas cubiertas de un color amarillo verdoso, confiriéndole al pie un aspecto acebrado. Tiene un anillo importante de color blanco, poco estriado, y una volva con forma de saco, también blanca y membranosa. Carne blanca, quizás algo verdosa bajo la cutícula, no demasiado firme, de sabor suave y dulzón, y olor agradable cuando es joven, solo de vieja el olor se hace desagradable. Índice de toxicidad: mortal, solo un ejemplar puede intoxicar gravemente a una persona, y aunque la medicina ha avanzado mucho, y el porcentaje de mortalidad se ha reducido, la posibilidad de causar la muerte del intoxicado sigue latente.
Amanita verna Esta especie se ha citado con más frecuencia que la anterior, incluyendo casos fatales en el Distrito Federal (Pérez-Silva, 2004), Querétaro (Pérez-Silva y Herrera, 2003) y Veracruz, entre otros (Heim, 1957; Pérez-Silva et al., 1970). En el noroeste de México, también se ha registrado para Baja California Sur (Pérez-Silva y León de la Luz, 1997). En Europa y Norte América se le conoce tradicionalmente como el “ángel destructor”. Fácil de confundir sus primordios con fases juveniles de otros géneros de hongos blancos, v.g., Agaricus, la mayoría de ellos comestibles, aunado a que su volva libre, gruesa, carnosa, blanca, la cual puede dejar restos en la superficie del píleo, es fácil de desprenderse por efecto de la lluvia.
Amanita virosa Especie citada para Chihuahua, Hidalgo, Morelos, Oaxaca y Veracruz (Pérez-Silva y Herrera, 1991). En esta ocasión se amplía y precisa el conocimiento de su distribución en Sonora. La prueba de Wieland positiva es básica para la detección de á, â, y ã amanotoxinas, que se consideran las más tóxicas y al parecer se comportan igual que las amanotoxinas de A. verna (Wieland, 1986). Esta especie quimiotaxonómicamente contiene 25
Es un hongo ascosporado que parasita las gramínead (centeno y trigo), de ahí su nombre de “cornezuelo de centeno”, de manera que cuando pasa inadvertido en la molienda, provoca severas intoxicaciones al hombre y los animales, porque contiene alcaloides muy potentes similares al ácido lisérgico (LSD), que suelen causar una serie de desórdenes orgánicos como convulsiones, amnesia, contracciones musculares, vasodilatación, etc. En la actualidad la industria farmacéutica extrae estos derivados para usos abortivos y antihemorrágicos, aunque todavía no se ha logrado el cultivo artificial. Los hongos mohos también son capaces de generar intoxicaciones severas, quizá el más conocido de estos es El consumo de esta especie es generalmente de efecto Aspergillus flavus, que tiene potentes aflatoxinas hepatardío de 4 a 6 h. Durante el proceso de intoxicación se tóxicas. Otros derivados tóxicos de hongos mohos son manifiestan cuatro fases: 1, proceso de incubación de los tricoceteneos, obtenidos de Fusarium rosemum y F. 4-6 h (Moreno et al., 1986); 2, proceso coleriforme, de trincitidicum, que son necrosantes para la piel, estrogé12-24 h se presentan vómitos y diarreas, deshidratación nicos, abortivos y hemolisantes; Penicillum islandicum y calambres, taquicardia; 3, proceso de mejoría aparente y P. viridicatum poseen toxinas hepato y nefrotóxicas, después de 36 h; 4, proceso de agresión visceral después respectivamente. de 72 h, con insuficiencia hepática y renal, aumento de Estrategia para la prevención de los micetismos transaminasas, severos cuadros de hemorragias Claviceps purpurea
1. 2. 3. 4.
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No ingerir hongos silvestres, a menos que sean recolectados por personas altamente cono cedoras de los géneros y especies comestibles. Aun así debe tener extrema precaución al inge rir especies desconocidas. No ingerir hongos crudos, pues algunos de ellos aún sin ser venenosos, cuando no han sido sometidos al procesos de cocción, pueden provocar efectos adversos en el organismo humano. No atender a consejas populares acerca del procesamiento de los hongos antes de su ingestión, pues existen prácticas que lejos de ser efectivas para eliminar las toxinas, pueden ser contraproducentes y provocar efectos adversos en el organis mo humano. No utilizar tratamientos empíricos, ya que es tos crecen de fundamento científicos y farmacológico, además dificultan el manejo adecuado de un micetismo.
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Investigación Enfermedades micóticas Diana Morales Estrada Facultad de Farmacia de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos hongos filamentosos (macrosifonados), tabicados, pigmentados o negros y hialinos o blancos. Loa agentes etiológicos quedan comprendiddos en varios géneros, dentro de los que detacan: hongos negros como Madurella, Pyrenochaeta, Exophiala, Leptosphaeria y Curvularia, siendo los más frecuentes Madurella mycetomatis y Madurella grisea; y hongos blancos como Pseudallescheria, Acremonium y Fusarium, donde la que más se aisla es Pseudallescheria boydii. [1]
Qué son las micosis Son las enfermedades producidas por hongos generalmente microscópicos. Clasificación de las micosis Micosis superficiales
Micosis profundas o sistémicas
Llamadas tiñas de manera común son un conjunto de micosis superficiales que afectan la piel y sus anexos (uñas y pelos), causadas por un grupo de hongos parásitos de la queratina denominados dermatofitos y que, de manera excepcional, invaden tejidos profundos. Pueden ser conocidas como tiñas, tineas, dermatoficias, epidermoficias, epidermofitosis. Las dermatofitosis o tiñas son causadas por un grupo de hongos denominados dermatofitos, que están comprendidos dentro de tres géneros: Trichophyton, Microsporum y Epidermophyton. Las especies de dermatofitos que afectan al hombre y los animales se conocen como queratinofílicos y por su origen y tropismo son: antropofílicos, zoofílicos y geofílicos. [1]
Las infecciones profundas o sistémicas, son infecciones por hongos cuya puerta de entrada al cuerpo es habitualmente un sitio profundo como mucosas o un órganos interno como el pulmón, tracto gastrointestinal o los senos paranasales, cuyo mecanismo de diseminación es por vía linfohemática, con afección uni o multiparenquimatosa. Las infecciones sistémicas se clasifican de acuerdo a la capacidad infectiva del hongo en dos clases: 1.- Micosis sistémicas por hongos verdadeos (patógenos primarios). 2.- Micosis sistémicas oportunistas.
Las micosis sistémicas por patógenos verdaderos, son en general producidas por hongos dimorfos, lo que sigMicosis subcutáneas nifica que el microorganismo puede tener dos formas: Síndrome anatomoclínico de tipo inflamatorio crónico, mohos (con hifas septadas y conidias) y otra forma haconstituido por un aumento de volumen, deformación bitualmente de levadura (en tejidos vivos), y producen infección en huéspedes con situación inmunológica de la región que afecta y lesiones aspecto nodular, normal. El contacto inicial suele producirse por inhalafistulizadas, de donde drena un exudado filante que contiene las formas parasitarias denominadas “granos”; ción del hongo, y ocasiona síntomas respiratórios. Las manifestaciones clínicas iniciales pueden variar según por su etiología se divide en dos clases y es producido el estado subyacente del huésped, y muchas se desarropor dos tipos de microorganismos: Actinomicetoma o micetoma actinomicético: es causa- llan en presencia de un estado de inmunodeficiencia. La mayor parte de las infecciones se resuelven y deja do por actinomicetos filamentosos (microsifonados), en los pacientes una intensa inmunidad específica. Las aerobios, gram positivos, la mayoría de casos están micosis sistémicas producidas por hongos verdaderos comprendidos en tres géneros : Nocardia, Actinomason: Paracoccidioidomicosis, histoplasmosis, coccidura y Streptomyces. dioidomicosis y blastomicosis norteamerica. Eumicetoma o micetoma eumicético: es causado por 29
Las micosis sistémicas oportunistas afectan a pacientes que padecen enfermedades graves como el SIDA o que presentan neutropenia asociada con una enfermedad maligna, o que son sometidos a trasplante de órganos o cirugía extensa. Las micosis oportunistas más importantes observadas en los seres humanos son la candidiasis sistêmica o profunda, aspergilosis diseminada, criptococosis y la cigomicosis sistémicas. [2]
Bibliografía 1.
Micología médica básica. Alejandro Bonifaz. Tercera edición.
2. Leonardo Sánchez Saldaña, Carlos Galarza, Re beca Matos-Sánchez. Infecciones micóticas sistémicas o profundas: paracoccidioidomico sis.
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