Introdução
A toxicocinética é o estudo dos processos por meio dos quais as substâncias potencialmente tóxicas são processadas pelo organismo (EFSA, na sigla em inglês). Envolve compreender como funciona sua absorção, distribuição, metabolismo e excreção (ADME). O estudo desses processos nas diferentes espécies animais é fundamental, assim como a avaliação da exposição a cada micotoxina em função de sua natureza toxicológica.
Aflatoxinas
Propriedades químicas
As aflatoxinas apresentam uma estrutura composta por quatro anéis aromáticos, o que lhes confere uma estrutura rígida e plana. As micotoxinas mais importantes desse grupo são as aflatoxinas B1, B2, G1, G2 e a M1, sendo esta última um metabólito da primeira. A diferença entre as aflatoxinas B e G reside na estrutura de seu anel lactona de seis carbonos. Por outro lado, a diferenciação entre a classificação 1 e 2 baseia-se na oxidação de sua dupla ligação. Existem outros metabólitos das aflatoxinas, como o aflatoxicol, que é gerado pela redução do grupo cetona; a aflatoxina P1 (AFP1), na qual o grupo éter é transformado em álcool; e a aflatoxina Q1 (AFQ1), que contém um álcool no grupo ciclopentanona.
Imagem 1. Estrutura química das principais aflatoxinas e seus metabólitos (Popescu et al., 2022).
Absorção
A absorção da aflatoxina B1 (AFB1) ocorre principalmente no intestino delgado e depende em grande medida de seu peso molecular e de sua natureza lipofílica (Schrenk et al., 2020a).
Distribuição
Quanto à sua distribuição, o órgão mais afetado pelas aflatoxinas é o fígado. No entanto, estas micotoxinas também podem se acumular no tecido muscular (Popescu et al., 2022).
Metabolismo
A AFB1 é metabolizada ao longo de sua passagem pelo trato gastrointestinal; no entanto, ainda não foi determinado com precisão o local onde ocorre a maior parte de seu metabolismo. A exposição do fígado a esta toxina depende em grande medida da concentração de AFB1, da taxa de absorção intestinal e do fluxo sanguíneo portal hepático (Schrenk et al., 2020a).
No fígado, as aflatoxinas atuam como substratos das CYP monooxigenases, incluindo CYP3A4, 3A5 e 1A2. Um passo importante na ativação da AFB1 é a formação do AFB1-exo-8,9-epóxido (AFBO), sua forma reativa.
Por outro lado, a AFB1 pode gerar vários metabólitos por meio de diferentes reações. Um deles é o aflatoxicol, que é produzido pela redução da AFB1 por uma redutase dependente de NADPH no fígado. Outros metabólitos são a aflatoxina M1 (AFM1) e a AFQ1, obtidas por hidroxilação, e a AFP1, formada pelo processo de desmetilação.
Um dos processos enzimáticos importantes que ocorrem no organismo para reduzir a forma reativa de AFB1 a um metabólito menos reativo, como o AFB1-dialcool, envolve a família das aldocetoredutases dependentes de NADPH. Os metabólitos mencionados: AFM1, AFP1, AFQ1 e AFB1-dialcool podem ser conjugados com ácido glicurônico e excretados nas fezes ou na urina. Diferentemente da AFB1, as informações sobre o metabolismo dos outros tipos de aflatoxinas são limitadas, havendo apenas escassa literatura identificada sobre o metabolismo da AFB2 (Schrenk et al., 2020a).
Excreção
A excreção da AFB1 e seus metabólitos ocorre principalmente através da via biliar, seguida pela via urinária. As fêmeas em período de lactação também costumam excretar uma fração da AFB1 ingerida na forma de AFM1, junto com outros metabólitos, através do leite (Eaton et al., 1994).
Deoxinivalenol
Propriedades químicas
O deoxinivalenol (DON) é uma micotoxina que pertence à família dos tricotecenos, a qual se caracteriza por apresentar uma estrutura comum de três anéis e um epóxido no carbono 12. Dentro desse grupo de compostos existem quatro tipos: A, B, C e D. Os tipos mais frequentes na natureza são o A e o B. O DON é um tricoteceno do tipo B, que se caracteriza por apresentar um grupo cetona na posição do carbono 8.
Imagem 2. Estrutura química do DON.
Absorção
A absorção intestinal e o metabolismo do DON variam amplamente entre as diferentes espécies animais e dependem, em grande medida, do pH regional, dos segmentos intestinais e da atividade bacteriana. A microbiota microbiana influencia significativamente a biodisponibilidade do DON e de seus metabólitos após ingestão (Knutsen et al., 2017). Por sua vez, a absorção do DON muda de acordo com a espécie animal, a idade e até mesmo o sexo. Por outro lado, sabe-se que, na maioria das espécies de mamíferos, o aparecimento de DON no sangue após a ingestão oral é rápido (Payros et al., 2016).
Distribuição
A distribuição desta toxina ocorre em múltiplos órgãos, sem que sua concentração seja uniforme. Após a administração oral, observam-se valores elevados de DON no plasma, fígado e rins aos 30 minutos ; posteriormente, sua concentração aumenta no trato intestinal após 1 hora. Isso se explica porque o DON é absorvido rapidamente no trato digestivo e circula brevemente no plasma, transladando-se para múltiplos órgãos. Pela ação das enzimas hepáticas, o DON é metabolizado eficientemente e é excretado pela urina, reduzindo sua concentração no plasma, fígado e rins. No entanto, o DON não absorvido permanece no trato digestivo e, dado que o movimento intestinal é muito mais lento que a circulação plasmática, ele se acumula. Finalmente, o DON também foi detectado em níveis baixos no cérebro, o que sugere que esta toxina pode atravessar a barreira hematoencefálica e causar inflamação cerebral (Sun et al., 2022).
Metabolismo
O metabolismo do DON centra-se em duas vias principais: o metabolismo de fase II e a biotransformação intestinal. O metabolismo de fase II envolve a formação de glicosídicos, glicuronídeos e sulfatos. Em contrapartida, a biotransformação relaciona-se com a passagem de DON para deepoxi-DON (DOM-1). O uso de ambos os processos metabólicos varia conforme a espécie. Por exemplo, em suínos e humanos, entre 70 e 94% do DON é glicuronidado, enquanto uma pequena porção é detoxificada pela microbiota intestinal (Sun et al., 2022).
Sobre o metabolismo de fase II, ele é bastante versátil nos diferentes animais. Por um lado, as aves utilizam usualmente a conjugação com sulfato, enquanto os outros animais empregam a via de glicuronidação. Um fato relevante é que os suínos e os humanos compartilham o metabólito DON-12-GlcA (obtido pelo metabolismo de fase II), motivo pelo qual se utiliza o suíno para estudos de toxicocinética e metabolismo em humanos (Sun et al., 2022).
A transformação intestinal do DON em DOM-1 por ação de bactérias constitui uma via importante de detoxificação. Nos frangos de corte, sugere-se que esta via seja uma das razões pelas quais apresentam uma maior resistência ao DON, em comparação com outras espécies. No entanto, o DOM-1 não é o único metabólito produzido pela biotransformação nesta espécie, tendo sido detectada a transformação em DON-3S (Sun et al., 2022).
Excreção
A excreção do DON e de seus metabólitos em suínos, camundongos e humanos ocorre exclusivamente através da via urinária; diferentemente dos frangos e das ratas, nos quais a proporção de DON nas fezes pode ser superior à encontrada na urina (Sun et al., 2022).
Zearalenona
Propriedades químicas
A zearalenona (ZEA) é uma micotoxina de natureza estrogênica com uma estrutura lactona do ácido resorcíclico. Os principais metabólitos da zearalenona são o α e o β-zearalenol, que são gerados pela oxidação do grupo cetona em álcool. Estes metabólitos são isômeros que se diferenciam pela quiralidade do carbono ao qual o grupo hidroxila está ligado.
Imagem 3. Estrutura química da zearalenona e seus metabólitos.
Absorção
A ZEA é uma toxina com rápida e extensa absorção após sua administração oral em ratas, coelhos, suínos e humanos (EFSA, 2011). Uma das particularidades da absorção desta micotoxina reside no fato de que, após ser absorvida no intestino, parte dela retorna através da excreção biliar para uma segunda absorção (Han et al., 2022).
Distribuição
A ZEA e seus metabólitos podem ser detectados tanto nos tecidos animais quanto em seus produtos. A detecção desta micotoxina é bastante limitada no fígado, nos rins, músculo e plasma; no entanto, são seus metabólitos α e β-zearalenol que possuem uma distribuição mais ampla. Vale mencionar que tais metabólitos possuem uma enorme afinidade pela albumina, o que faz com que permaneçam no plasma durante mais tempo (Liu et al., 2020). Os principais órgãos afetados pela ZEA e seus metabólitos são os órgãos reprodutivos (útero, testículo e ovários), assim como o tecido adiposo (Han et al., 2022).
Metabolismo
O metabolismo da ZEA tem sido amplamente investigado tanto em animais in vivo quanto através de estudos in vitro. São três as rotas de biotransformação desta micotoxina relatadas nas diferentes espécies (EFSA, 2011).
Em primeiro lugar, encontra-se a redução enzimática catalisada por 3α- e 3β-hidroxiesteroide desidrogenases, produzindo α, β-zearalenol e um reduzido grupo de zearalanóis. As formas reduzidas primárias da toxina têm distintas atividades estrogênicas. Nas espécies mamíferas, a transformação hepática da zearalenona é notavelmente diferente quanto aos metabólitos reduzidos e glicuronídeos. Por exemplo, os suínos transformam a zearalenona majoritariamente em α-zearalenol, enquanto os bovinos a transformam em β-zearalenol, o que explica uma maior sensibilidade à ZEA por parte do suíno (EFSA, 2011).
Como segundo processo metabólico, encontra-se a monohidroxilação, relatado em humanos através do citocromo P450 e dos microssomos hepáticos. São gerados catecóis por hidroxilação aromática, e estes metabólitos posteriormente são oxidados a quinonas, que, por sua vez, desenvolvem um ciclo redox e modificam de maneira covalente as macromoléculas biológicas. As propriedades estrogênicas destes catecóis continuam sendo desconhecidas (EFSA, 2011).
Como último processo metabólico, apresenta-se a conjugação de fase II da ZEA e de seus metabólitos reduzidos com ácido glicurônico e sulfato, mediada por catalisadores como as uridina-difosfato-glicuronosiltransferases e sulfotransferases. Com base em em estudos in vitro, a ZEA e seus metabólitos são glicuronidados rapidamente no fígado e no intestino, mas também podem ser metabolizados em órgãos extra-hepáticos, tanto em humanos quanto em várias espécies animais (EFSA, 2011).
Excreção
A maioria dos mamíferos utiliza a bile e a circulação entero-hepática para a excreção da ZEA. Os derivados glicuronidados desta micotoxina são coletados na bile e reabsorvidos e metabolizados na mucosa intestinal. Este processo de reabsorção contribui para a retenção da ZEA no organismo, o que prolonga seu efeito tóxico nos animais e dificulta sua eliminação (Han et al., 2022).
Ocratoxina A
Propriedades químicas
As ocratoxinas são compostas pela união de um grupo de fenilalanina com o ácido dihidroisocumárico mediante uma ligação peptídica, na qual intervêm o grupo carboxila (-COOH) e o grupo amino (-NH₂). Existem principalmente dois tipos de ocratoxinas, A e B, as quais se distinguem pela presença de um grupo cloro na forma A. As ocratoxinas podem ser hidrolisadas, obtendo-se os metabólitos OTα e OTβ, que apresentam menor toxicidade.
Imagem 4. Estrutura química das principais ocratoxinas e seus metabólitos (Martínez et al., 2018).
Absorção
Estas micotoxinas são absorvidas rapidamente após a ingestão oral, alcançando altos níveis no sangue durante várias horas. A ocratoxina A (OTA) acessa a circulação sistêmica por difusão passiva, através do estômago e, em particular, da região proximal do jejuno. Tal processo é facilitado pela alta afinidade das proteínas plasmáticas com esta toxina. Por outro lado, a biodisponibilidade sistêmica da toxina varia de acordo com a espécie (Schrenk et al., 2020b).
Distribuição
No que se refere à distribuição, a OTA é particularmente relevante por sua forte ligação não covalente com as proteínas do soro, em especial a albumina, o que explica o quão difícil é sua posterior eliminação e sua longa vida média no organismo. A OTA é distribuída para todos os órgãos do corpo, no entanto, a concentração que esta toxina apresenta em cada órgão depende da espécie animal e da dose administrada, entre outros fatores. A maioria dos estudos ou relatórios indica que altas concentrações de OTA são encontradas frequentemente no rim, seguido do fígado e do músculo. Além disso, a redistribuição e o depósito desta toxina podem ocorrer em órgãos ricos em lipídios.
Quanto à sua transferência por via placentária, estudos in vitro indicam que o transporte é mínimo. Além disso, as evidências sugerem que a transferência de OTA ocorre à medida que a placenta se desenvolve. A transferência desta toxina também pode acontecer através da via uterina ou por meio da leite materno, tanto em animais quanto em humanos. Estudos em vacas leiteiras encontraram traços de OTA no leite, sugerindo que a baixa concentração da toxina neste produto animal pode ser atribuída à eficiente degradação pré-sistêmica gerada pela microflora ruminal (Schrenk et al., 2020b).
Metabolismo
O maior metabólito de OTA é a OTα, que se forma quando se hidrolisa a ponte amida entre a fenilalanina e o ácido dihidroisocumárico. Esta molécula é gerada pela microbiota intestinal em animais não ruminantes, incluindo humanos, e pela microbiota ruminal de vacas, ovelhas e outros ruminantes. A degradação de OTA é realizada por numerosas hidrolases, como a carboxipeptidase A, que aparentemente é a mais ativa. Esta formação de OTα é considerada um processo importante para a detoxificação, já que, uma vez que este metabólito é gerado, ele não se acumula no rim e rapidamente é excretada pela urina, como glicuronídeo (Schrenk et al., 2020b).
Excreção
A complexa ligação de OTA com a albumina faz com que a eliminação desta toxina por filtração glomerular seja reduzida. É a secreção tubular a responsável por realizar a eliminação de OTA e por de utilizar os transportadores de ânions orgânicos. No entanto, a toxina pode ser reabsorvida a este nível, e tal ação é parcialmente responsável por sua acumulação no organismo.
Por outro lado, diversos estudos in vivo afirmaram que a toxina tem a capacidade de ser reabsorvida em qualquer parte do néfron, utilizando o transporte ativo ou a difusão passiva de acordo com o pH. A excreção biliar de OTA e de seus metabólitos é a principal rota de eliminação. De forma similar à via urinária, OTA pode ser absorvida novamente após ser hidrolisada pela microflora bacteriana e continuar na circulação entero-hepática, pela qual é eliminada lentamente do organismo. Finalmente, existe evidência de que OTA pode ser excretada através do leite, havendo uma relação direta entre a ingestão de OTA e sua concentração no leite (Kőszegi et al., 2016).
Toxina T-2
Propriedades químicas
A toxina T-2 é uma micotoxina que pertence à família dos tricotecenos do tipo A. Esta micotoxina caracteriza-se por possuir dois grupos éster nos carbonos 4 e 8 de sua estrutura molecular. Seu principal metabólito é a toxina HT-2, a qual é gerada pela hidrólise do éster da posição carbono 4 em um grupo hidroxila.
Imagem 5. Estrutura química da toxina T-2 e seu metabólito principal HT-2.
Absorção
Após a ingestão do alimento contaminado, a absorção da toxina T-2 é rápida na maioria das espécies animais. Além disso, esta micotoxina distribui-se no organismo com pouco ou nenhum acúmulo nos diferentes órgãos e tecidos. É uma toxina de caráter lipofílico que, além de ser absorvida pelo trato gastrointestinal, pode atravessar a mucosa respiratória (Janik-Karpinska et al., 2022).
Distribuição
A toxina T-2 distribui-se rapidamente do plasma para os tecidos ou órgãos, com um tempo médio plasmático inferior a 20 minutos. Distribui-se em órgãos como o fígado ou o rim sem se acumular de maneira importante. Ao mesmo tempo, a T-2 tem a capacidade de atravessar a placenta e os tecidos fetais (CONTAM, 2011).
Metabolismo
O metabolismo da toxina T-2 ocorre no intestino, fígado e outros tecidos (CONTAM, 2011). As principais vias metabólicas desta toxina são:
- A hidrólise
- A hidroxilação
- A conjugação
- A deepoxidação
O metabólito predominante da toxina T-2 em todas as espécies é o HT-2, que se obtém a partir de sua hidrólise. Tal metabólito é considerado um importante biomarcador, já que, através de sua medição, pode-se detectar a exposição de animais e humanos à toxina T-2 (Janik-Karpinska et al., 2022). A maioria dos metabólitos e, em especial, a toxina T-2, são extensamente conjugados com glicuronídeos, o que é um dos mecanismos mais relevantes de sua detoxificação (CONTAM, 2011).
Excreção
O trato urinário e a via biliar são as vias utilizadas para a excreção da toxina T-2 e de seus metabólitos. A excreção é rápida, com maior proporção nas fezes. Por outro lado, foi relatado que, em nível entero-hepático, ocorre uma reciclagem da toxina T-2 e de seus metabólitos conjugados com glicuronídeos (CONTAM, 2011).
Fumonisinas
Propriedades químicas
As fumonisinas apresentam uma estrutura molecular semelhante à de uma cadeia lipídica. Existem quatro tipos de fumonisinas, diferenciadas entre si pela presença de grupos álcool nas posições 5 e 10 da cadeia. Dentro deste grupo, a fumonisina B1 (FB1) é a que gera maior toxicidade. Além disso, este tipo de micotoxinas apresenta ramificações por meio de ésteres nos carbonos de posição 14 e 15.
Imagem 6. Estrutura química das principais fumonisinas (Kostić et al., 2019).
Absorção
As fumonisinas são micotoxinas que se caracterizam por sua baixa biodisponibilidade, devido à elevada carga de sua estrutura e à escassa expressão do receptor específico para seu transporte em nível entérico. Em várias espécies, os relatórios indicam que as fumonisinas estão sujeitas a uma série de reações hidrolíticas consecutivas que ocorrem principalmente no intestino, formando parcialmente fumonisina A e fumonisina B, e finalmente HFB1 ou aminopentol. Nos animais expostos, os metabólitos podem ser encontrados no fígado, nos rins e, em menor quantidade, no músculo (Schrenk et al., 2022).
Distribuição
A distribuição da FB1 após sua absorção no trato gastrointestinal ocorre preferencialmente no fígado, nos rins e nos músculos. Sabe-se que o fígado e o rim apresentam certa sensibilidade a esta micotoxina, o que pode correlacionar-se com a concentração da toxina em tais órgãos após sua absorção (Knutsen et al., 2018).
Metabolismo
Os locais primordiais para o metabolismo das fumonisinas são o fígado e o trato digestivo, onde as vias metabólicas fundamentais são a hidrólise, a acilação e a transaminação. O metabólito principal da FB1 é o HFB1, também chamado AP1. Este é gerado pela hidrólise das cadeias laterais do ácido tricarbálico nos carbonos 14 e 15, que depois são substituídas por grupos hidroxila (Wang et al., 2015).
Excreção
A maioria dos estudos realizados em animais experimentais e de fazenda relata que, após a ingestão oral de FB1 e FB2, estas são excretadas sem nenhuma alteração por via fecal e, em menor proporção, através da via urinária. Além disso, a excreção destas toxinas ocorre nas primeiras 12 a 48 horas (Knutsen et al., 2018).
Conclusão
A toxicocinética das micotoxinas apresenta grande complexidade e variabilidade conforme o composto e a espécie animal. É por isso que compreender seus processos de absorção, distribuição, metabolismo e excreção é fundamental para desenvolver estratégias efetivas que minimizem seu impacto tóxico nos órgãos-alvo e protejam a saúde animal e humana.
