Contaminantes biológicos

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C C O O N N T T A A M M I I N N A A N N T T E E S S B B I I O O L L Ó Ó G G I I C C O O S S A A n n a a M M ª ª C C a a m m e e á á n n E E n n c c a a r r n n a a c c i i ó ó n n M M e e l l l l a a d d o o M M a a n n u u e e l l R R e e p p e e t t t t o o ( ( E E s s t t a a m m o o n n o o g g r r a a f f í í a a e e s s u u n n c c a a p p í í t t u u l l o o d d e e l l l l i i b b r r o o T T O O X X I I C C O O L L O O G G Í Í A A A A L L I I M M E E N N T T A A R R I I A A ) ) C C o o l l e e c c c c i i ó ó n n : : M M o o n n o o g g r r a a f f í í a a s s S S e e r r i i e e : : C C I I E E N N C C I I A A S S D D E E L L O O S S A A L L I I M ME E N N T T O O S S / / N N U U T T R R I I C C I I Ó Ó N N

Transcript of Contaminantes biológicos

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© Ana Mª Cameán / Manuel Repetto, 2012 Reservados todos los derechos No está permitida la reproducción total o parcial de esta publicación, ni su tratamiento informático, ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico por fotocopia, por registro u otros métodos, sin el permiso y por escrito de los titulares del Copyright. Ediciones Díaz de Santos Albasanz, 2 28037 Madrid www.diazdesantos.com.es [email protected] ISBN 978-84-9969-179-4

Esta monografía está formada por un capítulo del libro:

TOXICOLOGÍA ALIMENTARIA de Ana Mª Cameán y Manuel Repetto (Directores) (Obra completa publicada por Ediciones Díaz de Santos). Puede ocurrir que en el texto de esta monografía se haga referencia o citen otras páginas que correspondan a otros capítulos de la obra completa, esto sería normal al haberse respetado la paginación original. Obra completa: ISBN 978-84-9969-208-1 (Libro electrónico) Obra completa: ISBN 978-84-7978-727-1 (Libro en papel)

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Introducción. Intoxicaciones y toxiinfecciosas alimentarias de origen bacte-riano. Normas de prevención generales. Bibliografía

CONTAMINANTES BIOLÓGICOS14

Ana M.a Cameán, Encarnación Mellado, Manuel Repetto

Los alimentos pueden ser el vehículo de muchosagentes de distinta naturaleza que pueden o noalterar sus características. Entre estos agentesnos ocuparemos de los contaminantes biológi-cos que son los más abundantes y variados,pudiendo causar enfermedades gastrointestina-les graves. Estas enfermedades se producen alingerir alimentos que contienen microorganis-mos viables o las toxinas que se producen cuan-do estos se multiplican. Generalmente la conta-minación por agentes biológicos se origina porla falta de higiene en algún punto de la elabora-ción o almacenamiento de los alimentos crudoso cocinados.

Comenzaremos por definir una serie de con-ceptos:

Brote alimentario: incidente por el que dos omás individuos experimentan una enfermedadsimilar, usualmente con síntomas gastrointesti-

I. Introducciónnales, tras ingestión de un alimento común, yque mediante un análisis epidemiológico seimplica al alimento como causa.

Intoxicación alimentaria de origen microbia-no: es la enfermedad que se origina al consumiralimentos que contienen toxinas previamentegeneradas por microorganismos.

A veces la preparación del alimento para suconsumo destruye los microorganismos, pero latoxina no se ve afectada, se consume y actúa alcabo de unas horas.

Toxiinfección alimentaria microbiana: es laenfermedad que se produce tras ingerir alimen-tos contaminados por microorganismos que, aldesarrollarse en el interior del consumidor,secretan distintas toxinas (Repetto, 1997).

Existe confusión y controversia con estos tér-minos, puesto que se habla de forma general deintoxicaciones alimentarias en la mayoría de loscasos en situaciones que estrictamente no sonintoxicaciones, sino realmente infecciones, y lostrastornos están causados por la multiplicacióndel microorganismo patógeno en el hospedador,particularmente en el tracto gastrointestinal.

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Las toxinas bacterianas pueden clasificarse enfunción de la patología que pueden originar, deforma que las enterotoxinas, son toxinas bacte-rianas que ejercen un efecto tóxico en el intesti-no delgado o grueso del hombre; las neurotoxi-nas actúan fundamentalmente sobre el sistemanervioso, mientras que otros tipos de toxinas tie-nen actividad hemolítica, citolítica y citotóxica,o inhiben la síntesis de macromoléculas pordiferentes mecanismos (Tabla 14.2).

1. Intoxicaciones de origen bacterianoEn la Tabla 14.3 se exponen algunos ejem-

plos de las intoxicaciones alimentarias de ori-gen bacteriano más características, tipos de ali-mentos involucrados en los brotes alimentariosy las fuentes de contaminación (Camean yRepetto 1995).

Botulismo

El botulismo, una intoxicación alimentaria pro-ducida por las diferentes toxinas de Clostridium

Intoxicaciones ytoxoinfecciones alimentariasde origen bacteriano

252 Toxicología alimentaria

En las infecciones asociadas con los alimen-tos, estos pueden actuar simplemente como unvehículo para el agente patógeno o bien crearlas condiciones para que este se multipliquehasta alcanzar una cantidad suficiente para cau-sar la enfermedad.

De acuerdo con el periodo de incubación ycurso clínico, y con fines de aproximación diag-nóstica, las intoxicaciones y toxiinfecciones ali-mentarias pueden clasificarse como se exponeen la Tabla 14.1.

Entre las posibles fuentes de exposición abacterias causantes de las intoxicaciones ytoxiinfecciones alimentarias podemos citar:

• Materia fecal y/o orina de animales yhumanos infectados.

• Descargas de cavidad nasal, y de gargantade individuos asintomáticos.

• Superficie corporal de manipuladores dealimentos (manos, piernas, etc.).

• Suelos, superficie de aguas, polvo.• Agua de mar, peces, etc.

Tabla 14.1. Periodo de incubación y ejemplos deintoxicaciones y toxiinfecciones alimentarias.

Grupo A. Periodo de incubación muy corto (inferior a 2 horas).Duración, menos de un día.Agentes: toxinas en peces, moluscos y hongos(muscarínicos).

Grupo B. Periodo de incubación corto (2 a 7 horas).Duración, menos de 1 día.Agentes: Staphylococcus aureus, Bacillus cereus.

Grupo C. Periodo de incubación intermedio (de 8-14 horas). Duración, menos de 1 día.Agentes: B. cereus, Clostridium perfringens (de 8a 24 horas) y toxinas de hongos (falotoxinas,amatoxinas, giromitrinas), con curso clínicosuperior a 1 día.

Grupo D. Periodo de incubación largo y muy largo(superior a 14 horas).Duración, más de un día.Agentes: Salmonella, Shigella (de 1 a 7 días), E. coli, Yersinia, Campylobacter (de 3 a 5 días),Clostridium botulinum (entre 12 y 36 horas).

Tabla 14.2. Clasificación general de las toxinasbacterianas en función de su patogénesis.

EnterotoxinasEscherichia coli, Bacillus cereus, Vibrio cholerae, Clostridium perfringens, Salmonella spp., Staphylococcusaureus, Shigella spp.Actividad hemolíticaStreptococcus spp., Staphylococcus spp., C. perfringens,Vibrio parahaemolyticus, B. cereus.EndotoxinasTodas las bacterias Gram negativas.NeurotoxinasClostridium botulinum, Clostridium tetani, Shigella dysente-riae.Actividad citotóxica, citolíticaStaphylococcus spp., Streptococcus spp., S. dysenteriae, V. parahaemolyticus, Legionella spp. Inhibidores directos de la síntesis de macromoléculasCorynebacterium diphtheriae, Bacillus thuringiensis, Yersiniapestis, Pseudomonas spp., V. cholerae, Escherichia coli.

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botulinum, puede contraerse por consumo de ali-mentos de consistencia blanda, a veces con pro-piedades organolépticas anómalas (por desami-nación y descarboxilación de aminoácidos yproducción de NH3, H2S y CO2), aunque fre-cuentemente sin presentar tales anomalías. En elbotulismo que nos ocupa, el transmitido por ali-mentos, los microorganismos elaboran la toxinaen el alimento que después se ingiere. Los ali-mentos implicados son fundamentalmente con-servas vegetales, caseras o industriales (guisan-tes, espinacas, espárragos), insuficientementecalentadas, frutas y encurtidos caseros; carnes yproductos cárnicos, embutidos; conservas case-ras de pescado y mariscos (toxina tipo E); menosfrecuentes como fuentes de contaminación son laleche y los productos lácteos. También son obje-to de especial interés los alimentos infantiles, yla miel (Deshpande, 2002).

C. botulinum engloba a bacilos Gram positi-vos, anaerobios, esporulados, acapsulados ymóviles al estar dotados de 6-20 flagelos perítri-cos. Este microorganismo se encuentra en elsuelo, con una distribución global, aunque deforma irregular, ya que en las distintas localiza-ciones geográficas existen solo determinadostipos toxigénicos, y a partir de esta localización

sus esporas se transfieren a la superficie devegetales. La mayoría de los alimentos puedenser adecuados para el crecimiento de C. botuli-num, como lo demuestra el hecho de que sehayan detectado intoxicaciones producidas porel consumo de alimentos muy variados, talescomo ajos en aceite y cebollas salteadas. Lasuperficie de las carnes puede contaminarsedurante la manipulación de los alimentos(Deshpande, 2002).

Las diferentes cepas de C. botulinum se pue-den clasificar en cuatro grupos, basándose en suactividad proteolítica y otras características(Tabla 14.4), tales como resistencia al calor ytipo de toxina producida.

El carácter neurotoxigénico de C. botulinumse debe a la síntesis de unas proteínas neurotóxi-cas de un peso molecular aproximado de 150 kDaque se caracterizan fundamentalmente por sugran especificidad neuronal (Schiavo et al., 2000;Turton et al., 2002) y su extraordinaria potencia(Sugiyama, 1980). Estas toxinas constituyen unode los más potentes venenos biológicos que seconocen, debido fundamentalmente a su letalidady la severidad de los síntomas. Se distinguen lossiguientes tipos de toxinas: A, B, C1, C2, D, E, F,y G, siendo la de tipo A la más potente.

Contaminantes biológicos 253

Tabla 14.3. Intoxicaciones con periodo de latencia prolongada (> 6 horas).

Periodo de Agente causal Fuente Alimentos incubación Signos y síntomas

usual (horas)

Botulismo

Intoxicaciónestafilo-cócica

Intoxicación B. cereus

Toxinas A, B, C1, C2, D,E, F, G de Clostridiumbotulinum

Enterotoxinas A-E y G-Qde S. aureus

Enterotoxinatermoestable de B. cereus

18-36 h

1-8 hA veces

superior a18 h

1-5 h

Parálisis

Náuseas y vómitos

Vómitos

Suelo, barro, agua ytracto gastro-intestinal deanimales

Nariz, garganta,piel, manos, piesde manipuladores

Suelo y polvo

Embutidos caseros,conservas caseras debaja acidez: cárnicas,pescado (E), vegetales,frutas, encurtidos.Pescado ahumado

Carnes curadas y crudas,patatas, leche, queso,productos de confitería.Otros alimentos pocococidos, almacenados,servidos entre 5-55 °C.

Cereales, arroz hervido yfrito, sopas, platosvegetales, pudings,salsas y cremas, flanes

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Las toxinas botulínicas se sintetizan comouna única cadena polipeptídica con escasa acti-vidad (prototoxina o toxina progenitora) queposteriormente sufre una modificación postra-duccional, dando lugar a una cadena pesada yuna cadena ligera unidas ambas a través de unpuente disulfuro. La cadena ligera tiene activi-dad metaloendopeptidasa y se activa cuando seproduce la reducción del puente disulfuro que laune al resto de la molécula. La cadena pesadacontiene dos dominios, la sección N-terminal,que es la responsable del proceso de transloca-ción de membrana de la cadena ligera en el cito-sol de la neurona y el dominio C-terminal, quees responsable de la unión neuroespecífica de lamolécula (Schiavo et al., 2000; Turton et al.,2002). Estas toxinas se absorben en las diferen-tes áreas del tracto alimentario, aunque predo-minantemente en las zonas superiores del intes-tino. El mecanismo exacto de absorción no estátotalmente dilucidado, pudiéndose producir porendocitosis; su distribución hacia las células dia-nas tampoco es conocido (Deshpande, 2002).

Los efectos tóxicos de estas moléculas sederivan de su acción inhibitoria de la transmi-

sión del impulso nervioso colinérgico al impedirla liberación en la sinapsis del neurotransmisoracetilcolina, provocando parálisis flácida, queafecta a los nervios autónomos que controlanfunciones corporales como la respiración y ellatido cardíaco. Por tanto, las toxinas no interfie-ren en la síntesis de acetilcolina, ni en su degra-dación por acetilcolinesterasa, sino que pareceque la toxina interacciona específicamente conalgunos componentes de membrana involucra-dos en el mecanismo de exocitosis (liberación deacetilcolina de las vesículas) en nervio colinérgi-co (Lalli et al., 2003) impidiendo la liberacióndel neurotransmisor. De hecho, la guanidina, queacelera la liberación de acetilcolina, puede ali-viar los síntomas de la intoxicación. Los meca-nismos de bloqueo de la liberación del neuro-transmisor no se conocen con exactitud yactualmente la investigación está encaminada adeterminar exactamente los residuos aminoací-dicos de las neurotoxinas, responsables tanto dela unión de las mismas a componentes específi-cos de la vesícula sináptica (VAMP, sinaptobre-vina, proteína SNAP-25), como de la proteolisisy antigenicidad (Turton et al., 2002).

254 Toxicología alimentaria

Tabla 14.4. Características de los grupos de Clostridium botulinum.

Características Grupo I Grupo II Grupo III Grupo IV

Tipo de neurotoxina A, B, F B, E, F C, D G

Asociado con brotes epidémicos humanos + + - -

Temperatura de crecimiento, (°C)Mínima 10 3,3 15 NDÓptima 35-40 18-25 40 37

Rango de pH para crecimiento 4,6-9,0 5,0-9,0 ND ND

pH que inhibe crecimiento 4,6 5,0 ND ND

Concentración de NaCl que inhibe crecimiento (%) 10 5 ND ND

Mínima aw para crecimiento 0,94 0,97 ND ND

Proteolítico + - +/- +

Resistencia de las esporas al calor (C) 112 80 104 104

D100 °C de esporas (min) 25 < 0,1 0,1-0,9 0,8-1,12

D121 °C de esporas (min) 0,1-0,2 < 0,001 ND ND

ND, no determinado; +, si; -, no; ±, raroDatos recopilados de Deshpande (2002)

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Los genes que codifican la producción delas neurotoxinas se agrupan en unidades trans-cripcionales que incluyen tanto los genes quecodifican los componentes de la toxina botulí-nica como otros componentes considerados notóxicos (East et al., 1994). Se ha determinadoque la localización de estos genes cambiadependiendo del serotipo, de tal manera que losgenes que codifican los tipos A, B, E y F selocalizan en el cromosoma (Dodds y Austin,1997), aquellos que codifican los tipos C1 y Dse localizan en bacteriófagos, mientras que losgenes que codifican el tipo G se localizan fun-damentalmente en plásmidos (Deshpande,2002). El control genético de la síntesis de lasneurotoxinas es probable que sea ejercido porun fago específico.

El botulismo alimentario puede constituiruna enfermedad leve, que incluso no llegue a serdiagnosticada, o por el contrario, puede consti-tuir una enfermedad severa que resulte fatal ensolo 24 horas. En este tipo de botulismo, lasmanifestaciones clínicas suelen aparecer entrelas 12 y 36 horas posteriores a la ingestión dealimentos contaminados con la toxina ya forma-da. En general, el cuadro clínico es más grave siel periodo de incubación es inferior a 24 horas.En el cuadro clínico se distinguen dos periodos:un primer periodo caracterizado por la apariciónde laxitud, cefaleas, sequedad de boca, y sínto-mas gastrointestinales inespecíficos, comovómitos y diarreas, y un segundo periodo carac-terizado por la aparición de los síntomas neuro-lógicos característicos del botulismo, como sonparálisis flácida, doble visión, midriasis, pare-sias, calambres en extremidades, respiraciónirregular, y en casos fatales, la muerte sobrevie-ne por parálisis respiratoria. La tasa de mortali-dad ha disminuido gracias a los avances conse-guidos en la producción de antisueros, y en lostratamientos de control de los síntomas respira-torios, y se considera que actualmente puede serdel orden del 10% (Deshpande, 2002). La recu-peración es usualmente lenta y difícil, persis-tiendo la parálisis durante 6-8 meses.

Si un lactante ingiere el microorganismo, porejemplo, en la miel extendida sobre el chupete,

este puede multiplicarse en el intestino y produ-cir la toxina, provocando botulismo infantil. Enla forma típica, el primer síntoma es el estreñi-miento; posteriormente aparecen los síntomasneurológicos, especialmente dificultad en la ali-mentación, signos faciales y oculares, debilidadmuscular generalizada e hipotonía, e inclusoparo respiratorio.

La gran potencia y letalidad de las toxinasrequiere que las condiciones de crecimiento yproducción sean consideradas con rigor. Al ser elalimento una sustancia heterogénea, distintasporciones del mismo suelen tener diferentes pro-piedades físico-químicas y biológicas, en las quepuede existir o no producción de toxinas.

Para un control y prevención de la contami-nación microbiana de los alimentos es esencialconocer los factores o requerimientos necesariostanto para el crecimiento de los microorganis-mos como para la producción de toxinas. Elcontrol de estos factores es incluso más impor-tante para evitar la intoxicación que el control delos factores que permiten la germinación de lasesporas (Miller et al., 1998). Entre estos factoresse encuentran la temperatura, acidez, sales,humedad, presencia de otros microorganismos,etc. Todos estos factores se interrelacionan y lascondiciones en las que el peligro es mínimodependen del tipo de alimento y del grado decontaminación (Concon, 1988).

En el caso de C. botulinum, algunos de estosfactores son:

— Temperatura: el rango óptimo de creci-miento de la bacteria oscila entre 30-37 °C a pH7-7,2. Las toxinas de naturaleza proteica se des-truyen fácilmente por calor, de esta forma, elhervido durante 10 minutos es un margen deseguridad adecuado. Sin embargo, las esporasson bastante estables a temperaturas de ebulli-ción a presión atmosférica. La resistencia de lasesporas al calor está influida por otros factores,tales como acidez (la máxima resistencia es apH 6,3-6,9), presencia de sales, antibióticos,actividad del agua (las grasas aumentan la resis-tencia pues disminuyen la actividad del agua),presencia de hierro, calcio, etc.

Contaminantes biológicos 255

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— pH: la producción de toxinas ocurre en elrango de pH 4,8-8,5. La tolerancia a la acidezdepende de la cepa, composición del alimento,tipo de acidulantes empleados, conservantes ytratamientos utilizados. Generalmente se consi-dera que a pH inferiores a 4,6, el crecimientodel microorganismo y la producción de toxinas,no son posibles.

— Oxígeno: se trata de un microorganismoanaerobio estricto.

— Presencia de otros microorganismos:pueden afectar al crecimiento o actividad de latoxina, debido a que pueden modificar el pH delmedio por producción o consumo de ácidos; porproducción de enzimas proteolíticos que destru-yan la toxina, o bien por la producción de anti-bióticos.

— Los inhibidores de la producción de estaintoxicación pueden ser de dos tipos:

• Los que inhiben el crecimiento vegetativo:nitritos, diversos antibióticos, productosformados durante el ahumado de los ali-mentos.

• Los que inhiben la germinación de lasesporas: diversos metales como Zn, Cu,Ni, Hg; ácidos grasos insaturados rancios,flavonoides.

La leche y productos lácteos están pocoimplicados en casos de botulismo por la presen-cia de lisozima en estos productos, ya que inhi-be el crecimiento de C. botulinum, y tambiénpor la existencia de diversos ácidos grasos ran-cios o de bajo peso molecular como ácidos pro-piónico y caproico, que inhiben la germinaciónde las esporas.

Como medidas preventivas fundamentalesen esta intoxicación citaremos:

• Calentamiento y cocinado rápido de losalimentos de baja acidez (pH 4), y poste-rior almacenamiento a 3o C. La cantidad decalor requerido para inactivar las esporasvaría ampliamente, dependiendo funda-mentalmente de la composición del ali-mento (Miller et al., 1998).

• Al utilizar las conservas, se desecharánaquellas que presenten caracteres organo-lépticos alterados, lo que puede ocurrir enla contaminación con cepas proteolíticas.Para destruir la toxina, los alimentos enla-tados caseros se hervirán durante 10 minu-tos antes del consumo.

Intoxicación estafilocócica

Staphyloccus aureus es un coco Gram positivo,que suele presentar una disposición característi-ca en forma de racimo de uvas. Se trata de unmicroorganismo poco exigente, que presentacierta resistencia a los agentes externos, y poreste motivo se puede encontrar en el medioambiente y a menudo formando parte de lamicrobiota normal de la piel, tracto respiratorioy gastrointestinal del hombre.

Las intoxicaciones alimentarias por S. aureusestán producidas por enterotoxinas (ES) queconstituyen una familia de varios tipos serológi-cos distintos. Además de las bien estudiadasenterotoxinas designadas de A a E (Bergdoll,1989), se han descrito recientemente nuevostipos serológicos y se han designado de G a Q(Omoe et al., 2003). Esta bacteria también pro-duce enzimas como coagulasas, ADNasas,hemolisinas, lipasas, fibrinolisinas, e hialuroni-dasas, que constituyen también importantesdeterminantes de patogenicidad. Las enterotoxi-nas son exotoxinas proteicas (la más común esla A, seguida de la D; la B es menos frecuente)resistentes a enzimas proteolíticas, como tripsi-na, quimotripsina, papaína, y se caracterizanfundamentalmente por su gran resistencia alcalor. Debemos tener en cuenta que la estabili-dad térmica depende también del pH, la concen-tración salina y otros factores ambientales queinfluyen en el grado de desnaturalización de laproteína (Balaban y Rasooly, 2000) (la toxina B,la más estable, tolera temperaturas de 60 °C apH 7,3 durante 16 horas, e incluso llega a tolerartemperaturas de 100 °C). Además, las toxinasson resistentes a radiaciones gamma; se requie-ren dosis superiores a 2,7 rads y 9,7 rads paraconseguir una reducción de la toxina tipo B

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disuelta en solución tampón y leche, respectiva-mente (Genigeorgis, 1989).

Todas las ES presentan la misma estructurabásica, compuesta por una cadena polipeptídicaque contiene un lazo formado por la presenciade un puente disulfuro en el centro de la molé-cula. Todavía no se conoce con exactitud el sig-nificado funcional de este lazo, sin embargoparece ser que contribuye no solo a la estabili-zación de la estructura molecular, sino que ade-más juega un papel importante en la resistenciaa la proteólisis exhibida por estas moléculas(Bergdoll, 1992). El peso molecular de las ente-rotoxinas se encuentra comprendido entre27.500-30.000 y son solubles en agua y solucio-nes salinas.

Estudios realizados con voluntarios humanoshan puesto de manifiesto que la ingestión de 0,4mg de enterotoxina (tipos A, B y C) por kilogra-mo de peso es suficiente para que aparezcan sín-tomas de la intoxicación. La dosis mínima seestima que es de 0,05 mg/kg (Bergdoll, 1989)

Las enterotoxinas son los principales respon-sables de los síntomas de gastroenteritis, aunquesu mecanismo de acción a nivel celular y mole-cular no es todavía bien conocido. La respuestaemética parece ser que se produce por acción dela toxina sobre los receptores eméticos de laszonas inferiores del tracto gastrointestinal, esti-mulándose el centro del vómito (Miller et al.,1998). En el caso de la respuesta diarreica, toda-vía se dispone de menor información, debido aque no se ha encontrado estimulación de la ade-nilato ciclasa en las células dianas. Además,estas toxinas constituyen potentes superantíge-nos que estimulan la proliferación de células Tno específicas, y aunque constituyen dos fun-ciones localizadas en dominios distintos de laproteína, existe una gran correlación entre estasactividades (Harris et al., 1993).

El periodo de incubación de las intoxicacio-nes estafilococicas es muy corto. Los primerossíntomas principales se detectan a las 2-3 horas yse caracterizan por la aparición de vómitos, dia-rreas, salivación, náuseas, dolor abdominal, pos-tración e hipotensión. La recuperación ocurrenormalmente en 1-3 días y raras veces es fatal.

Los alimentos implicados en las intoxicacio-nes alimentarias por esta bacteria son alimentoscalentados, de naturaleza blanda y de baja aci-dez. Generalmente son carnes y productos cár-nicos (jamón, pollo, bacon), pasteles, ensaladasy postres en general, contaminados bien antes odespués del cocinado. Una característica comúnde estos alimentos es que la mayoría de ellos seconsumen fríos después de permanecer a tempe-ratura ambiente durante horas.

Hay dos posibilidades que explican la conta-minación:

• El alimento calentado se ha contaminadodespués del cocinado, durante el enfria-miento posterior. S. aureus se multiplicarapidamente en los alimentos templados,excretando la toxina a la vez que se multi-plica. El posterior calentamiento del ali-mento puede destruir los microorganis-mos, pero la toxina es estable. Debido aque esta toxina es inodora e insípida, el ali-mento no presenta indicios de estar conta-minado.

• El alimento puede contener la toxina pre-formada en los ingredientes, antes del coci-nado, y el calor fue insuficiente para des-truir la toxina.

La producción de toxinas ocurre general-mente a temperaturas superiores a las requeridaspara el crecimiento de la bacteria, oscilandoentre 40-45 °C, y en un rango de pH amplio,comprendido entre pH 5-9,6 (pH óptimo 7-8).Por otra parte, la presencia de otros microorga-nismos afecta al crecimiento de S. aureus y a laproducción de las toxinas. Además, S. aureus nosolo resiste la desecación y temperaturas derefrigeración, sino que es capaz de crecer en pre-sencia de altas concentraciones de NaCl (5-7%NaCl), y algunas cepas son capaces de crecerincluso en presencia de 20% de NaCl. Por ello,el jamón es el alimento que más frecuentementese detecta como fuente de contaminación enestas intoxicaciones.

S. aureus es un microorganismo ubicuo en elmedio ambiente, por lo tanto, debido a su gran

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diseminación, su eliminación es prácticamenteimposible. De esta manera, las medidas de pre-vención se encaminan a limitar la contaminacióny el correspondiente crecimiento del microorga-nismo en los alimentos. S. aureus se encuentracolonizando los orificios nasales, garganta omanos en alrededor del 50% de las personas,constituyendo el propio hombre la fuente de con-taminación más importante de los alimentos. Así,cualquier alimento manipulado por humanosdurante su cocinado y preparación puede repre-sentar un riesgo.

Entre las medidas de prevención se incluyen:

• Una correcta y estricta higiene personal delos manipuladores de alimentos.

• Evitar la preparación de los alimentos enmúltiples etapas, grandes cantidades, y conmucho tiempo de antelación al consumo.

• Almacenar los alimentos a temperaturasinferiores a 5 °C para que no se produzcacrecimiento de la bacteria.

Intoxicación B. cereus

Bacillus cereus es un bacilo Gram positivo, ana-erobio facultativo, que forma endosporas. Estemicroorganismo se encuentra habitualmente enel suelo, en el agua y en el aparato gastrointesti-nal de los animales y del ser humano, por lo quecon frecuencia se encuentra contaminando ali-mentos, como carnes, leche, fruta, vegetales,especias. Se asocia fundamentalmente a intoxi-caciones detectadas en restaurantes chinos, porconsumo de arroz frito, o hervido a gran escala.Dado que el calor favorece la germinación delas esporas de esta bacteria, la principal fuentede contaminación son alimentos ya cocinados,que contienen dichas esporas, y que durante unrecalentamiento posterior se produce la germi-nación de las mismas. Afortunadamente serequiere un gran número de microorganismospara producir los síntomas característicos deesta intoxicación.

Este microorganismo puede crecer entrevalores de pH de 4,9-9,3, por lo que solo a pHinferiores a 4,4 se puede considerar un alimento

seguro; además, puede tolerar altas concentra-ciones de NaCl.

La temperatura óptima para la producción delas toxinas se encuentra comprendida entre 32-37°C y fundamentalmente se producen al final de lafase logarítmica de crecimiento de B. cereus(Kramer y Gilbert, 1989).

Existen dos síndromes clínicos diferentes: elsíndrome emético y el síndrome diarreico. En elprimero, la toxina responsable tiene una estruc-tura circular que consiste en tres repeticiones de4 amino y/o oxiácidos: (D-O-Leu-D-Ala-L-O-Val-L-Val)3 con un peso molecular de 1,2 kDa(Tabla 14.5). Esta toxina es termoestable (per-manece activa a una temperatura de 121 °Cdurante 90 minutos), resistente a la proteólisis yestable en medios con valores de pH compren-didos entre pH 2 y 11 (Granum y Lund, 1997).

El mecanismo de acción de esta toxina toda-vía no se conoce en profundidad, aunque Agataet al., (1995) determinaron que la toxina se uneal receptor 5-HT3 estimulando el nervio vagoaferente. De la misma manera, existen estudiosque sugieren que esta toxina se forma comoresultado de una modificación enzimática delalimento en el que el microorganismo crece,aunque este hecho todavía no se ha confirmado(Granum, 1994; Miller et al., 1998).

La sintomatología de este síndrome aparecetras un periodo de incubación corto, de 1-5horas, y se caracteriza por la aparición de náu-seas y vómitos, similar a S. aureus. Suelen estarimplicados los cereales y el consumo de arrozhervido o frito en restaurantes chinos.

En el síndrome diarreico, la toxina no suelepenetrar con los alimentos, sino que se produceen el intestino delgado por lo que estrictamenteno podemos hablar de intoxicación alimentaria.Al menos dos enterotoxinas termolábiles diferen-tes se han descrito como las responsables de lasintomatología que origina este síndrome diarrei-co (Lund y Granum, 1996; Granum y Lund,1997). Estas moléculas tienen un peso molecularaproximado de 40.000 Da y se inactivan porcalentamiento a 56 °C durante 5 minutos.Además, se trata de moléculas inestables a pHmenores de 4 y mayores de 11 y que son degra-

258 Toxicología alimentaria

Page 11: Contaminantes biológicos

dadas por enzimas digestivas, incluyendo pepsi-na, tripsina y quimiotripsina (Miller et al., 1998).Se ha purificado y caracterizado una enterotoxinatermolábil (HBL) de 3 componentes, B, L1 y L2

con actividad hemolítica y dermonecrótica queparece constituir un factor de virulencia primarioen este síndrome diarreico (Beecher y Wong,1994; Beecher et al., 1995). Existen además evi-dencias experimentales que indican que los trescomponentes (B, L1 y L2) son necesarios para laactividad de la enterotoxina (Beecher et al.,1995). La proteína B es el componente que uneHBL a la célula diana y tanto L1 como L2 tienenfunción lítica (Beecher y Macmillan, 1991).

Por otra parte, Lund y Granum (1996) hancaracterizado otra enterotoxina integrada tam-bién por tres componentes (NHE) que carece deactividad hemolítica. Algunas cepas de B.cereus producen ambas enterotoxinas termolábi-les, mientras que otras contienen solo genes que

codifican una de las dos (Lund y Granum,1997).

El periodo de incubación del síndrome dia-rreico es de 8-16 horas y la sintomatología carac-terística es la aparición de dolores abdominales ydiarreas acuosas. Su producción está asociada alconsumo de alimentos de naturaleza proteica(carnes), sopas, vegetales, puddings, leche y pro-ductos lácteos.

La comparación de los dos síndromes ante-riormente mencionados se presenta en la Tabla14.6.

La baja tasa de replicación y el relativo grannúmero de microorganismos necesarios paraproducir síntomas (105-107 células) (Granum yLund, 1997) puede explicar en parte los sínto-mas de severidad mediana y la escasa prevalen-cia e incidencia de esta enfermedad; la presenciade B. cereus en alimentos no siempre indicapatogenicidad, pero el peligro tóxico existe.

Contaminantes biológicos 259

Tabla 14.5. Propiedades fisicoquímicas y biológicas de la toxina emética de Bacillus cereus.

Parámetro Propiedad o actividad

Peso molecular 1,2 kDaEstructura Dodecapéptido circular Punto isoeléctrico Molécula no cargadaAntigenicidad ¿No?Actividad biológica en primates EmesisReceptor 5-HT3 (estimulación del nervio vago aferente)Citotoxicidad NoEstabilidad térmica 90 min a 121 °C Estabilidad a distintos pH Estable a pH 2-11Efecto proteolítico (tripsina, pepsina) NingunoProducción de la toxina En alimentos, arroz y leche a 25-32 °C

Datos recopilados de Agata et al. (1995), Shinagawa et al. (1995) y Deshpande (2002).

Tabla 14.6. Comparación de los síndromes emético y diarreico de B. cereus.

Variable Síndrome diarreico B. cereus Síndrome emético B. cereus

Periodo de incubación (h) 8-16 1-5Periodo de enfermedad (h) 12-24 6-24Diarreas Extremadamente comunes Poco comunesVómitos Ocasionales Extremadamente comunesAlimentos implicados Productos cárnicos, sopas, vegetales, postres y salsas Arroz frito

Page 12: Contaminantes biológicos

2. Toxiinfecciones alimentariasSegún la FAO, las toxiinfecciones alimenta-

rias constituyen la segunda causa de morbilidaden la población; pero muchas permanecen sindeclarar, quizás por su mediana severidad yrecuperación rápida.

Las toxiinfecciones alimentarias están produ-cidas por numerosos microorganismos (Cameány Repetto, 1995) (en la Tabla 14.7 aparecen losmás significativos) en su mayoría de la familiaEnterobacteriaceae. Los alimentos susceptiblesde contaminación son variados, ya que la fuentede agentes causales suele ser el tracto gastroin-testinal de individuos reservorios o las heces deanimales y humanos infectadas, o aguas conta-minadas que, por deficiencias sanitarias, conta-minan a los alimentos, como carne fresca proce-dente de animal entero, pescados, moluscos,pasteles de crema, leche no pasteurizada, etc. Detodas formas, se confirma generalmente comogrupo más frecuente el formado por huevos ymayonesa (Sistema de Vigilancia Epidemio-lógica de Andalucía, 2004).

Los factores que contribuyen a la apariciónde los brotes están relacionados con la cadenadel frío. En los de origen familiar el más fre-cuente es la preparación de alimentos con exce-siva antelación, conservación a temperaturaambiente o refrigeración insuficiente, mientrasque en los de origen público destaca la impli-cación de manipuladores portadores y la conta-minación cruzada (Sistema de Vigilancia Epi-demiológica de Andalucía, 2004).

Entre los agentes responsables de la mayoríade toxiinfecciones se consideran los siguientesgéneros bacterianos: género Salmonella, géneroShigella, productor de disentería bacilar, y soncada vez más frecuentes las toxiinfecciones(Campilobacteriosis) producidas por C. jejuni,reconocido como problema de salud humana.

La salmonelosisEs producida por el género Salmonella, unabacteria que presenta más de 2200 tipos sero-lógicos diferentes, aunque solo unos 50 son losmás comunes. La identidad de cada serotipo

implicado en un brote es de inmenso valor parala determinación epidemiológica de la fuentede infección. Así, Salmonella typhi y Salmo-nella paratyphi infectan solo al hombre. Entrelos serotipos, Salmonella typhimurium pareceel más frecuente en salmonelosis humana, unaenfermedad que continúa siendo un problemasanitario mundial, quizás por ser los animales yel hombre reservorios, y además debido a quemuchos de los animales son fuente de alimen-tos. Afortunadamente no se considera una en-fermedad letal o grave, salvo en forma de fie-bres tifoideas. Se trata fundamentalmente deuna enfermedad entérica con síntomas varia-dos, dependiendo del ambiente y susceptibili-dad del individuo. La sintomatología puedeadquirir tres tipos de manifestaciones:

a) Salmonelosis tifoparatíficas (S. typhi y S.paratyphi A, B, C). Se incluyen en este grupo lasfiebres tifoidea y las paratifoideas. La enferme-dad cursa con fiebres altas y prolongadas (dossemanas) y pueden aparecer diarreas. En algu-nos casos puede existir un estado de inmunidady el paciente se convierte en un portador cróni-co, ya que incluso después de la recuperación sedetecta Salmonella en las heces durante variassemanas.

b) Enteritis salmonelósica (Salmonella ente-ritidis, Salmonella choleraesuis, Salmonellatyphimurium). Se trata del cuadro clínico másfrecuente, se caracteriza por tener un periodo deincubación de 6-72 horas, frecuentemente de24-48 horas. Cursa con laxitud, dolor de cabeza,dolor abdominal, vómitos, fiebre y diarreas, porinflamación del intestino delgado. El estadoagudo puede durar dos días, y la recuperación,una semana. Se diferencia de la intoxicación ali-mentaria por enterotoxina estafilocócica, porqueel periodo de incubación es mayor, los enfermospresentan fiebre, predomina la diarrea sobre losvómitos, el cuadro es más prolongado y la admi-nistración de antibióticos puede modificar elcuadro. Existen variaciones considerables en lagravedad y la duración del cuadro, según facto-res dependientes del huésped y del tamaño delinóculo. La infección tiende a ser más común,

260 Toxicología alimentaria

Page 13: Contaminantes biológicos

Contaminantes biológicos 261

Tabla 14.7. Principales agentes bacterianos productores de toxiinfecciones.

Periodo de Signos yAgente Fuente Alimentos incubación síntomasusual

Salmonella spp.

Cepas E. colienteropatógenas(ECEP)

Cepas E. colienterotoxigénicas(ECET)

Cepas E. colienteroinvasivas(ECEI)

Cepas E. colienterohemorrágicas(ECEH)

Shigella spp

Vibrio cholerae (biotipo El Tor)

Vibrioparahaemolyticus

Clostridiumperfringens

Campylobacter jejuni

Yersiniaenterocolitica,

Yersiniapseudotuberculosis

Enterococcus faecalis

Brucella abortus, B.suis, B. melitensis

Listeria spp.

Mycobacteriumtuberculosis (var.bovis)

Heces y orina de animales engeneral y humanas

Heces humanas y alimentosinfectados

Heces humanas y alimentosinfectados

Heces humanas y alimentosinfectados

Heces humanas y alimentosinfectados

Heces humanas, alimentos, agua

Heces y vómitos humanos,alimentos, agua

Alimentos marinos

Heces de animales y humanas,suelo, polvo, fango

Heces humanas y animales

Heces animales infectados,alimentos

Tracto gastrointestinal de animalesy humanos

Heces y orina de animales, carnesinfectadas

Tejidos, orina y leche de animalesinfectados

Descargas fecales, nasales, salivade animales y humanos. Carnesy productos cárnicos muycontaminados

Carne (pollo), mariscos,pescado ahumado,vegetales crudos, huevos yproductos derivados

Carnes y alimentoscontaminados por aguas

Carnes y alimentos, conta-minados por aguas queso,sustitutos del café, salmón.

Ídem anterior

Ídem anterior

Leche, legumbres, patatas,ensaladas, atún, guisantes

Vegetales crudos, alimentoshúmedos, agua

Pescados, mariscos

Carnes y aves cocinadas,pescados (C)

Aguas, leche cruda, huevos,carnes, pollo.

Cerdo y otras carnes, lechecruda, chocolate

Queso, leche, chocolate,productos cárnicos,pescado, frutas congeladas

Leche no pasteurizada,carnes

Leche y productos lácteos,huevos, carne y aves,vegetales crudos

Leche no pasteurizada yproductos lácteos. Carnes yproductos cárnicos

24-48 h

S. typhi: 10-14 días

Apariciónlenta

24-72 h

48-72 h

24-72 h

24-72 h

24-72 h

6-96 h

8-24 h

2-10 días

4-7 días

-

10-20 días

4 días avariassemanas

4 a 6semanas

Disentería

Fiebres entéricas

Diarreas acuosasinfantiles

Diarreas acuosas

Disentería

Diarreas acuosas yhemorrágicas

Disentería

Diarreas acuosas

Diarreas acuosas

Diarreas acuosas

Disentería

Fiebres entéricas

Trastornosabdominales,infección urinaria,endocarditis

Algias de diversalocalización,estreñimiento

Meningitis,meningoencefalitis

Datos recopilados de Concon (1988) y Deshpande (2002).

Page 14: Contaminantes biológicos

grave y prolongada en lactantes, ancianos y enpersonas con patologías previas, que en losadultos sanos.

c) Salmonelosis generalizadas, se trata deuna forma septicémica de salmonelosis, la bac-teria pasa a sangre y puede llegar a diferentesórganos, produciendo enfermedad sistémica.

La dosis infectiva de estas toxiinfecciones eselevada y varía de 106-109 células, según la viru-lencia de la cepa. Por ello, en la mayoría de loscasos es necesario un periodo de multiplicaciónen el alimento antes de su consumo para alcan-zar la dosis infectiva, lo que ocurre cuando semantiene el alimento durante cierto tiempo atemperatura ambiente o en condiciones de esca-sa refrigeración. En casos de mayor susceptibi-lidad del huésped (hipoclorhidia, gastrectomía,malnutrición, inmunodepresión), se precisa unmenor número de microorganismos para iniciarla infección. Al llegar las bacterias al intestino,colonizan principalmente el íleon y el ciego, seadhieren a las células de la mucosa, penetran porun mecanismo semejante a la fagocitosis e inva-den el epitelio y la lámina propia, donde se mul-tiplican y producen una reacción inflamatoria,que va seguida de activación de la adenilatociclasa, con la consiguiente pérdida de agua yelectrolitos y producción de diarrea.

Las enterotoxinas que produce Salmonellaparece ser que pudieran ser responsables de estahipersecreción de fluidos y electrolitos del epi-telio intestinal, que se produce durante el cursode la enfermedad (Khurana et al., 1991; Mehtaet al., 1999), aunque la activación de la adenila-to ciclasa se produce probablemente por unaumento de la síntesis de prostaglandinas comoconsecuencia del proceso inflamatorio, ya que laindometacina, que es un inhibidor de las prosta-glandinas, bloquea la activación de la adenilatociclasa y la producción de diarreas.

Virtualmente, todos los tipos de alimentosson susceptibles de infección por el géneroSalmonella, por su amplia presencia en elambiente (aguas), pero es más frecuente en car-nes, aves, huevos y sus productos derivados. Lacontaminación de la carne puede ocurrir durante

la vida del animal o después de su sacrificio y,frecuentemente, en el despiezado. Los productosmás contaminados son los alimentos manipula-dos, como las carnes preparadas, los productosde pastelería y helados, en los que pueden inter-venir diversos ingredientes contaminados en ori-gen (huevos, leche en polvo, cacao) o como con-secuencia de su mezcla y manipulación.

La frecuencia de salmonelosis en épocascalurosas tras ingestión de salsa mahonesadoméstica o de hostelería, nos hace suponercomo una causa importante el empleo de huevoscon cáscara rota o deteriorada, lo que permite laentrada de las bacterias normalmente presentesen el exterior por contaminación de las heces delanimal.

Por tanto, la prevención incluiría evitar posi-bles contaminaciones en los siguientes casos:

1. Producción de los alimentos, evitandoaguas contaminadas en vegetales, frutas, evitarpastos contaminados para el ganado, etc.

2. Procesado, empaquetado y preparacióndel alimento, teniendo en cuenta el punto ante-rior

3. Otra forma de prevención sería evitar elcrecimiento y multiplicación de salmonelas enlos alimentos:

3.1. La mayoría de los microrganismos mue-ren calentando los alimentos a más de60 °C durante un mínimo de 10 minutos.En el caso de uso de horno microondas,algunos experimentos han mostrado queel tiempo de exposición es crítico. Enesta técnica de cocinado, solo cuando selimita la evaporación del agua del ali-mento por envoltura (películas de plásti-co) mueren los microorganismos. Elloes debido a que las bacterias son capacesde soportar altas temperaturas, porque lahumedad relativa es baja, pero la resis-tencia al calor disminuye rápidamenteconforme aumenta la actividad del agua(aw=0,90).

3.2. Se recomiendan alimentos ácidos (pHinferiores a 4,5). El zumo de limón (pH

262 Toxicología alimentaria

Page 15: Contaminantes biológicos

2,3-2,5) inhibe el crecimiento de losmicroorganismos.

3.3. Como la mayoría no toleran altos conte-nidos salinos, son más adecuados losalimentos curados, como jamón yembutidos.

3.4. Los alimentos secos no permiten lamultiplicación de salmonelas, pero síuna supervivencia mayor y una mayorresistencia al calor que aquellos que tie-nen un contenido mayor de humedad.Este tipo de alimentos puede dar portanto una falsa seguridad, sobre todo sise emplean como ingredientes en mez-clas complejas, con una humedad sufi-ciente como para promover la multipli-cación del microorganismo.

3.5. Evitar que los alimentos no ácidos(aves, carnes) se almacenen duranteperiodos prolongados a 5 °C.

3.6. Se sugiere, en general, que los productoscongelados no permanezcan fuera delcongelador más de dos horas; una vezdescongelado el alimento debe consu-mirse en un periodo de 6 horas. Se puedealmacenar 2 días a 7 °C, pero el almace-namiento durante tres días o más requie-re temperaturas de 4 °C o inferiores.

En definitiva, extremar la higiene alimenta-ria, incluso cambiando cuchillos, utensilios yzonas de apoyo en el despiece de aves y otrosanimales, desecho de huevos con cáscara dete-riorada, mantenimiento de la cadena del frío,etc.

Escherichia coli

Es el miembro de las enterobacterias que se aíslacon mayor frecuencia en la microbiota normaldel colon de las personas. Son bacilos Gramnegativos, móviles y constituyen una de las cau-sas más importantes de toxiinfecciones alimen-tarias. Las cepas de E. coli presentan una estruc-tura antigénica compleja y serológicamente sediferencian fundamentalmente de acuerdo a tresantígenos de superficie: antígeno somático (O),

capsular (K) y flagelar (H). En la actualidad, sehan identificado 174 antígenos O, 56 antígenosH y 80 antígenos K (Deshpande, 2002). Lascepas enteropatogénicas de E. coli poseen unaserie de factores de virulencia de los que carecenlas cepas no patógenas, y difieren tanto en susmecanismos patogénicos como en su epidemio-logía. Estas cepas enteropatogénicas puedenclasificarse en seis grupos (Tabla 14.8) (Nataroy Kaper, 1998):

• Cepas enteropatógenas (ECEP). Estas cepasson las responsables de múltiples casos dediarreas infantiles, fundamentalmente durantelos meses de verano en forma de brotes epidé-micos, en las salas de pediatría de los hospita-les y maternidades, aunque su incidencia esmucho menor en países desarrollados. Losprincipales síntomas del cuadro clínico sondiarreas, malestar general, vómitos, y a menu-do fiebre. El cuadro suele ser autolimitado,aunque también puede cursar de forma cróni-ca. El mecanismo patogénico de estas cepasaún no se conoce con certeza, aunque pareceser que ciertos determinantes plasmídicos ycromosómicos capacitan a estas cepas paraunirse y dañar a las células intestinales, alte-rando así la función epitelial. En este proceso,una proteína bacteriana denominada intiminaparece desempeñar un papel importante. Elresultado de este proceso de adherencia pare-ce ser la alteración de la permeabilidad celu-lar, dando lugar a un aumento de secreción.

• Cepas enterotoxigénicas (ECET). Estas cepasse asocian a tres síndromes clínicos diferen-tes, desde una diarrea severa, parecida alcólera, diarreas infantiles y una enfermedadmoderada, como las denominadas diarreasdel viajero.

Los principales factores de virulencia deestas cepas son dos enterotoxinas: una termoes-table, denominada TE, muy potente, y otra ter-molábil, denominada TL.

Se conocen dos tipos de enterotoxina TE: TEay TEb (Sears y Kaper, 1996; Giannella, 1995). Laenterotoxina TEa es una pequeña molécula cícli-

Contaminantes biológicos 263

Page 16: Contaminantes biológicos

ca (18-19 aminoácidos) rica en cisteínas que seforma a partir de una molécula precursora demayor tamaño (72 aminoácidos). Esta toxinamuestra una elevada similitud con el péptidointestinal guanilina. El receptor de membrana deesta enterotoxina es guanilato ciclasa C (GCC)que se encuentra localizado en la membrana api-cal de las células intestinales. Existen estudiosque indican que estos receptores de la toxina TEase encuentran en mayor cantidad en los enteroci-tos de niños e individuos jóvenes, en compara-ción con los adultos. Esta variación en el númerode receptores de TEa podría explicar la suscepti-bilidad más elevada de los niños y animalesrecién nacidos a la infección por estas cepas de E.coli. La activación de GCC produce el desenca-denamiento en cascada de una serie de procesosque finalmente dan lugar a un incremento deGMP cíclico, lo cual incrementa la secreción delíquidos (Hirayama, 1995). TEb también se sinte-tiza a partir de una molécula precursora de mayortamaño (71 aminoacidos) que después sufre unprocesamiento proteolítico, dando lugar a unaproteína madura de 48 aminoácidos (Dreyfus etal., 1992). Esta toxina no afecta las concentracio-nes ni de AMP cíclico ni de GMP cíclico en lascélulas epiteliales intestinales, y por lo tanto no

interfiere en el transporte de iones sodio y cloro.Parece ser que la toxina da lugar a una respuestacelular caracterizada por la secreción de bicarbo-nato (Peterson y Whipp, 1995).

La toxina TL es termolábil y se conocen dosformas: TL-1 y TL-2 (O’Brien y Homes, 1996).TL-1 tiene un peso molecular de 80.000 y pre-senta una estructura oligomérica compuesta poruna subunidad activa dimérica A y una unidadtransportadora pentamérica B. Esta toxina actúamediante estimulación de la adenilato ciclasa delas células epiteliales de la mucosa intestinal, locual produce la acumulación de AMP cíclico,que interfiere en el transporte de iones sodio ycloro por las células epiteliales intestinales(Verma et al., 1994; Hol, 1995). TL-2 es laforma que se asocia principalmente con toxiin-fecciones en animales.

Además de las dos enterotoxinas, otro factorde virulencia importante de estas cepas de E.coli son las fimbrias con adhesinas MR, especí-ficas de especie (factores de colonización), quefacilitan la adherencia. Se han descrito al menos20 tipos antigenicamente distintos de adhesinas(Gaastra y Svennerholm, 1996). Los receptoresintestinales de estos factores de virulencia seencuentran en la superficie celular e incluyen

264 Toxicología alimentaria

Tabla 14.8. Características de las principales cepas de E. coli productoras de toxiinfecciones alimentarias

Grupo patogénico Factor de virulencia Mecanismo de acción Clínica

Datos recopilados de García-Rodríguez y Picazo (1996), Deshpande (2002) y Nataro y Kaper (1998).

Cepas E. colienteropatógenas (ECEP)

Cepas E. colienterotoxigénicas (ECET)

Cepas E. coli enteroinvasivas(ECEI)

Cepas E. colienterohemorrágicas (ECEH)

Cepas E. colienteroagregativas (ECEA)

Cepas E. coli adherentesdifusas (ECAD)

Fimbrias, intimina

Factores de colonización, toxinatermolábil (TL) y toxinatermoestable (TE)

Proteínas de adhesión e invasión.Enterotoxina enteroinvasiva

Toxinas similares a la toxina shiga,hemolisina

Adherencia agregativa. Fimbrias.Enterotoxina termoestable

Adhesinas fímbricas y no fímbricas

Adherencia localizada ymediada por intimina

Colonización, adenilatociclasa, guanilato ciclasa,secreción de –HCO3

Invasión celular. Secreción

Inhibición síntesis proteica(subunidad 28S de ARNribosómico)

Adherencia agregativa.Guanilato ciclasa(secreción).

Adherencia difusa

Diarreas agudas ypersistentes

Diarreas acuosas ydiarreas severas tipo cólera

Disentería aguda

Diarreas sanguinolentas.Síndrome urémicohemolítico.

Diarreas persistentes.¿Diarreas agudas?

¿Diarreas persistentes?

Page 17: Contaminantes biológicos

tanto sialoglicolípidos, tal como GM2, glicolípi-dos y glicoproteínas.

La mayoría de las cepas enterotoxigénicasproducen ambos tipos de toxinas y además pre-sentan fimbrias que facilitan la adherencia.

La forma severa de la enfermedad se puedemanifestar abruptamente. El síntoma principal,diarreas, viene acompañado con dolor abdominaly náuseas. En casos severos aparecen vómitos yfiebre. La enfermedad es autolimitante y remiteen unos días o semanas. En niños, la deshidrata-ción, fiebre alta, etc., puede llevar a estados másgraves, si el paciente no se trata rápidamente.

• Cepas enteroinvasivas (ECEI). Causan unatoxiinfección más frecuente en niños de paísesen desarrollo, que cursa con síntomas simila-res a los de la disentería causada por Shigella,diarrea acuosa con pus, sangre, tenesmo, fie-bre alta e hipotensión. El mecanismo que uti-lizan para producir la enfermedad es similar alde Shigella, invaden las células epiteliales delcolon, se multiplican dentro de ellas, lo queprovoca la muerte de células adyacentes,inflamación, ulceración y hemorragias. Estascepas no secretan toxina Shiga, por lo que nocausan el síndrome hemolítico urémico carac-terístico de Shigella. Los factores de virulen-cia que determinan esta acción patógena estáncodificados en un plásmido de alto peso mole-cular denominado pInv (Harris et al., 1982).

• Cepas enterohemorrágicas (ECEH). Se des-cribieron por primera vez en 1982 cuando seasoció la presencia de cepas de E. coli seroti-po O157:H7 a la aparición de una epidemiamultiestatal de colitis hemorrágica. E. coliO:157:H7 difiere metabolicamente de otrascepas de E. coli. Así, la mayoría de los aisla-mientos asociados a este serotipo compartendos características cruciales para la identifica-ción de las cepas en medio selectivo no fer-mentan el sorbitol o lo fermentan lentamentey además carecen de la enzima β-glucuroni-dasa. Este serotipo también se caracteriza porno presentar crecimiento a 44-45 °C, tempera-tura a la que otros serotipos de E. coli crecenfácilmente, aunque pueden tolerar unas condi-

ciones ácidas más extremas (pH 2.5).Posteriormente se han descrito otros serotipos(O111, O26, 0103 y O104) como responsa-bles de la misma manifestación clínica (CDC,1995a, 1995b). Estas cepas también se deno-minan verocitotoxigénicas, debido a que pro-ducen dos tipos de enterotoxina denominadasverotoxina I y II, o SLTI y SLTII homólogas ala toxina Shiga de Shigella dysenteriae tipo I yresponsables de la acción patógena (Konawal-chuk et al., 1977; O’Brien et al., 1982).

Las cepas ECEH tienen un plásmido deno-minado pO157 que parece codificar varios fac-tores implicados en la virulencia de estas cepas,incluyendo una hemolisina, una catalasa, unaproteasa, y un sistema de secreción de tipo II(Burland et al., 1998).

La colitis hemorrágica cursa con dolor abdo-minal, fiebre y diarrea sanguinolenta copiosa.En la mayoría de los casos los síntomas remitena los 5-10 días, sin embargo, en un 10%-20% decasos la enfermedad pueden derivar al desarrollode efectos sistémicos, como el síndrome hemo-lítico urémico (Coia, 1998; Ochoa y Cleary,2003). En la fisiopatología de este síndrome seimplican tanto factores bacterianos (producciónde toxina SLTII) como factores dependientes delpropio huésped (distribución en los eritrocitosde los receptores para la toxina, formados porglobotriosilceramida).

• Cepas enteroagregativas (ECEA). Agrupan unacolección heterogénea de cepas de E. coli conla característica común de tener la capacidadde adherirse a células HEp-2 formando peque-ños agregados en los cultivos celulares (Nataroet al., 1987). Estas cepas de E. coli tienen comoprincipales determinantes de patogenicidad unaenterotoxina termoestable y al menos dos tiposdistintos de factores de adherencia (Nataro etal., 1992). La enterotoxina posee actividadsecretora, viene geneticamente codificada yactúa de manera similar a la toxina TEa de lascepas ECET (Menard y Dubreuil, 2002). Laenfermedad cursa con fiebre, diarreas y gene-ralmente no se observan vómitos.

Contaminantes biológicos 265

Page 18: Contaminantes biológicos

• Cepas adherentes difusas (ECAD). Actual-mente se reconocen como un grupo indepen-diente de las cepas ECEA, aunque su signifi-cado epidemiológico es controvertido ytodavía se conoce poco sobre la patogenia deeste grupo. Se han asociado a cuadros diarrei-cos sin sangre en niños con edades compren-didas entre los 2 y 5 años, particularmente enMéxico, Bangladesh y Chile (Baqui et al.,1992; Levine et al., 1993).

Además de estas seis categorías de cepas deE. coli, aceptadas como las responsables de lasprincipales toxiinfecciones alimentarias causa-das por esta enterobacteria, también se handetectado otras cepas patógenas de E.coli comolas cepas enteroadherentes (ECDC), asociadas adiarreas del viajero o las cepas de E. coli quesecretan un nuevo tipo de toxina citoletal (TCD)(Pickett et al., 1994).

El reservorio primario de estas cepas de E.coli es el colon de humanos y otros animales,por lo que la materia fecal es la primera fuentede contaminación. La prevención, por tanto,consiste en evitar la contaminación fecal enaguas y alimentos (Ellenhorn, 1997). La lechedebe ser pasteurizada para evitar la contamina-ción fecal con E. coli O157:H7 procedente devacas sanas pero portadoras de la bacteria.

E. coli se ha utilizado como indicador decontaminación fecal. Debemos decir que notodas las cepas de E. coli son patógenas, por lotanto, la detección de esta bacteria en alimentos,aunque puede indicar un peligro potencial deenfermedad, no indica necesariamente que elconsumo del mismo produzca enfermedad.

La disentería bacilar

Está producida por Shigella dysenteriae, Shi-gella flexneri, Shigella boydii, y Shigella sonnei(39 serotipos). El género Shigella incluye ente-robacterias inmóviles, que no fermentan rápi-damente la lactosa ni producen desaminasas.Las especies que integran este género están ínti-mamente relacionadas con E. coli, tanto desdeel punto de vista bioquímico como genético y

pueden considerarse patógenos humanos pri-marios.

Esta enfermedad tiene un periodo de incu-bación de 1-7 días; generalmente los síntomascomienzan a los 2-3 días, con un curso bifási-co. En una primera fase se detecta fiebre, dolorabdominal, diarrea. En casos severos comienzauna segunda fase, con anorexia, deposicionesescasas, sangre, tenesmo. Si no se trata, puededurar varias semanas, e incluso ser mortal, por-que adicionalmente puede sobrevenir perfora-ción intestinal, convulsiones y encefalopatía,un síndrome hemolítico urémico y neumonía(Ellenhorn, 1997). Los síntomas en niños sonmás severos y dramáticos, se acompañan defiebre alta, convulsiones y síntomas neurológi-cos.

Los mecanismos responsables de la patoge-nicidad de esta bacteria son su capacidad deadherencia, invasividad y la producción de toxi-nas. Las sighelas están provistas de fimbrias queposeen adhesinas proteicas que se fijan a losglúcidos receptores presentes en las célulasintestinales humanas. Se ha aislado de S. dysen-teriae tipo I una toxina proteica con acción cito-tóxica, neurotóxica y enterotóxica denominadaverotoxina o verocitotoxina debido a su accióncitotóxica sobre las células Vero, o tambiénalternativamente se denomina toxina Shiga.Estas toxinas pertenecen a una familia de exoto-xinas relacionadas tanto estructural como fun-cionalmente y caracterizadas por tener unaestructura de tipo A/B con una subunidad activaA y cinco subunidades de unión B (Sandvig,2001). La subunidad A es una N-glucosidasaque actúa sobre el componente de 28S del ARNdel complejo ribosómico eucariótico de 60S,originando la inhibición de la síntesis proteica.La subunidad B actúa como mediador de uniónde receptores glucolipídicos de las membranascelulares de las células de mamíferos.

Estas toxinas parecen ser responsables de lamuerte celular y la necrosis del epitelio delcolon que se produce en algunos casos de laenfermedad, y recientemente se han descrito losmecanismos por los cuales estas toxinas inducenapoptosis (Cherla et al., 2003).

266 Toxicología alimentaria

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Para causar enfermedad, los bacilos ingresanpor vía digestiva, y a diferencia de Salmonella,la dosis infectiva es muy pequeña (101-102célu-las); posteriormente las shigelas se adhieren alepitelio mucoso del íleon distal y del colon y loinvaden, penetrando en las células epitelialesintestinales, con la consiguiente producción detoxinas. Estos procesos producen inflamaciónaguda y úlceras superficiales diseminadas a lolargo de la superficie mucosa, pero rara vez lasbacterias atraviesan la pared intestinal para lle-gar al torrente sanguíneo.

La contaminación de los alimentos puede sera través de agua contaminada, contenedores, yequipos usados en la preparación de alimentos, através de su manipulación, etc. Los microorga-nismos pueden persistir en las heces hasta unmes después de la infección no tratada. El estadoportador prolongado no es frecuente, pero puedeconstituir la fuente de epidemias transmitidas poralimentos. Entre los alimentos susceptibles, hayque destacar las ensaladas de diferentes tipos.

Clostridium perfringens

Es un bacilo Gram positivo, anaerobio, capsula-do, esporulado e inmóvil que se encuentraampliamente distribuido en el ambiente, de granplasticidad ecológica. No suele aparecer esporu-lado, ni en productos patológicos ni en cultivos,requiriendo para esporular medios especiales.La cápsula, la carencia de flagelos y la esporu-lación poco frecuente lo diferencian de otrasespecies del género.

Constituye el agente etiológico más impor-tante de la gangrena gaseosa. Además, es res-ponsable de otros cuadros clínicos como son:toxiinfecciones alimentarias, enteritis necrosan-te, celulitis e infecciones inespecíficas. Losdeterminantes de patogenicidad de esta bacteriason variados, de tal manera que ejerce su acciónpatógena mediante la producción de varias toxi-nas citotóxicas, una enterotoxina y varias enzi-mas extracelulares con actividad biológica(colagenasas, hialuronidasas, etc.). Al menos 8de las toxinas producidas por este microorganis-mo son consideradas letales y 4 de ellas, α, β, ε

y ι se consideran las más significativas, y se hanutilizado para agrupar las cepas en 5 tipos toxi-génicos, A, B, C, D y E (Petit et al., 1999). Eltipo A es el responsable de la casi totalidad delos cuadros clínicos en el hombre. El tipo C pro-duce ocasionalmente enteritis necrosante.

La enterotoxina es producida por múltiplescepas del tipo A y excepcionalmente por algunade los tipos C y D. Se trata de una proteína debajo peso molecular (aproximadamente 35.000Da) que presenta un punto isoeléctrico de 4,3(Granum y Stewart, 1993). Esta enterotoxina estermolábil, así, el calentamiento en soluciónsalina a una temperatura de 60 °C durante 5minutos destruye su actividad biológica.Además, la toxina es muy sensible a pH extre-mos, aunque es resistente a algunos tratamientosproteolíticos (McDonel, 1986). Se han propues-to diversos mecanismos de acción de esta ente-rotoxina: una acción colinérgica derivada de laacción lecitinasa, y alternativamente o al mismotiempo una toxina con acción tipo cólera, acti-vando la secreción de iones cloruro en el lumen,lo que conlleva la retención de iones sodio ysecuestro de agua en el intestino; un tercermecanismo sugiere efectos endoteliales que lle-van a una vasodilatación en el intestino y au-mento de la permeabilidad (Deshpande, 2002).

El cuadro clínico de toxiinfección alimentariase produce por ingestión de gran número de bac-terias (más de 108 células vegetativas) producto-ras de la enterotoxina. Los síntomas aparecentras un periodo de incubación de 8 a 24 horas y elcuadro clínico se caracteriza fundamentalmentepor la aparición de dolor abdominal y diarreasseveras. Cursa sin fiebre, y la enfermedad es decorta duración, con recuperación favorable,salvo en niños y personas debilitadas.

El cuadro clínico de la enteritis necrosantees un cuadro muy infrecuente, aunque grave,que aparece después de un periodo de incuba-ción menor de 24 horas y se caracteriza pordolor abdominal, diarrea, vómitos, e inflama-ción aguda del intestino delgado con necrosis ygangrena en diversas porciones del mismo(Brynestad y Granum, 2002). Este cuadro clíni-co se relaciona con dietas hipoproteicas y se

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produce fundamentalmente por la ingestión dealimentos contaminados con C. perfringens tipoC que libera en el intestino toxina β, de la cualse han descrito 2 tipos, β1 y β2 (Gibert et al.,1997). Ambos tipos tienen una acción letal ynecrótica, produciendo hemorragia y necrosis.Actualmente la enteritis necrosante está restrin-gida a los indígenas de Papua, Nueva Guinea,que habitualmente ingieren pocas proteínas ensu dieta.

Aunque la mayoría de los alimentos puedencontaminarse con este microorganismo, los pro-ductos cárnicos, en particular, son los más sus-ceptibles. La contaminación tiene lugar en cual-quiera de los eslabones de la cadena alimentaria,que van desde su obtención, procesado culina-rio, conservación y recalentamiento.

La prevención de la toxiinfección por C. per-fringens no es fácil. Así, asegurar que el micro-organismo no contamine el alimento resultaprácticamente imposible, ya que se trata de unmicroorganismo ubicuo. Especial precaucióndebe tomarse en el caso de carnes rojas y aves,ya que estos animales actúan como reservorios(tracto intestinal). Además, es la especie delgénero Clostridium que se aísla con mayor fre-cuencia del hombre como microbiota normal(manos), actuando así el hombre también comoreservorio. Por lo tanto, resulta más prácticoinhibir la multiplicación del microorganismo enel alimento, y si está presente en gran cantidad,reducirlo hasta niveles seguros. Las esporas deeste bacilo resisten el calentamiento de los ali-mentos y pueden germinar durante el enfria-miento. Se debe tener especial cuidado de noconservar nunca los alimentos ya cocinados atemperatura ambiente. El enfriamiento lento de50 °C a 25 °C es particularmente peligroso en elcaso de esta bacteria, puesto que a esas tempe-raturas, en unas pocas horas, se puede desarro-llar un gran número de células vegetativas pro-ductoras de la enterotoxina.

El género Campylobacter

Está integrado por bacilos Gram negativos, cur-vados en espiral, con una o más espiras, o en

forma de “S”. Este género contiene algunasespecies que pueden producir patologías en elhombre. Los cuadros intestinales son los quemás se asocian con las infecciones por estas bac-terias y constituyen una de las causas más comu-nes de diarreas causadas por bacterias.Campylobacter jejuni constituye la especie clí-nicamente más importante en la actualidad parael hombre; es muy frecuente en países conrecursos socioeconómicos escasos y se asocia amúltiples casos de diarreas del viajero. La im-portancia de estos microorganismos ha tardadomucho en reconocerse a causa de los requisitospara su cultivo, diferentes de los de las entero-bacterias, por tratarse de bacterias microaerófi-las y termófilas que no proliferan en los mediosutilizados para aislar E. coli o Salmonella.

Esta bacteria tiene numerosos reservorios, porlo que el potencial de contaminación de alimen-tos es enorme; en la mayoría de los brotes estánimplicados alimentos casi crudos, tales comoleche cruda, carne de pollo y cerdo, hamburgue-sas crudas, etc., así como moluscos bivalvos.

La toxiinfección se establece por ingestiónoral de la bacteria que se encuentra contaminan-do los alimentos, una vez en la luz intestinal, lasbacterias se adhieren a la mucosa, posiblementemediante adhesinas flagelares y se multiplicanen porciones distales del intestino delgado y delcolon.

La dosis infectiva está condicionada por elalimento o líquido que vehiculiza el microorga-nismo y por las características fisiológicas deltracto gastrointestinal del individuo. Estos mi-croorganismos son sensibles al bajo pH delestómago. Su ingestión con alimentos líquidosque favorecen un vaciamiento rápido hacia elintestino, o con sustancias con actividad tam-pón, potencia la capacidad infectiva de estasbacterias.

El establecimiento de la infección entéricapor estas bacterias depende de múltiples factoresbacterianos, que en primer lugar favorecen lacolonización de la mucosa intestinal. Se handescrito dos mecanismos distintos por los queestos microorganismos producen diarrea: me-diante la producción de enterotoxinas similares

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a la toxina colérica y a través de un mecanismoinvasivo semejante al causado por el géneroShigella (Bereswill y Kist, 2003).

Los síntomas del cuadro clínico producidopor esta bacteria aparecen tras un periodo deincubación medio de 3 a 5 días e incluyen dia-rreas, fiebre (superior a 39 °C), dolor abdominal,dolor de cabeza, náuseas, vómitos, y en un por-centaje significativo se requiere hospitalización.En ocasiones el dolor abdominal (especialmen-te en sujetos jóvenes) es de tal magnitud quepuede simular un cuadro de apendicitis o perito-nitis. En adultos, la toxiinfección es clínicamen-te indistinguible de una shigelosis. En los casostípicos el cuadro clínico es autolimitado y cede alos 3-5 días, aunque puede durar 1-2 semanas.Como complicaciones podemos citar la asocia-ción de C. jejuni a desórdenes de tipo inmunita-rio, como el síndrome de Guillain-Barré, artritisreactiva, síndrome de Reiter y glomerulonefritisaguda (Tsang, 2002).

Los meses de verano constituyen una épocaespecialmente crítica, porque las altas tempera-turas favorecen el desarrollo de microorganis-mos. Asimismo, en esta época hay una mayortendencia a comer fuera de casa. Por ello, laAgencia Española de Seguridad Alimentaria(AESA), recomienda la observación de lassiguientes normas, basadas en las Reglas de Oropara la preparación higiénica de los alimentos,de la Organización Mundial de la Salud, ademásde ciertas medidas preventivas que hemosexpuesto anteriormente. La adopción de estassencillas precauciones evitará numerosas enfer-medades provocadas por una inadecuada mani-pulación o conservación de los alimentos(http://www.aesa.msc.es/aesa/web/AESA.jsp):

1. Consumir alimentos que hayan sido tra-tados o manipulados higiénicamente. No se

Normas generales de prevención

debe consumir leche sin tratamiento térmico(leche cruda). Las carnes, pescados y productosde repostería deben estar refrigerados o conge-lados. En los establecimientos de restauraciónes obligatorio el empleo de ovoproductos en laelaboración de mayonesas, salsas, cremas, etc.Si se preparan estos alimentos en casa, se debenconsumir inmediatamente, no aprovechar lassobras y mantener la conservación en frío. Si selavan los huevos antes de utilizarlos, porqueestos tienen restos de suciedad, se debe hacerinmediatamente antes de su uso.

2. Cocinar correctamente los alimentos. Losalimentos pueden estar contaminados pormicroorganismos. Si los alimentos se cocinanbien, estos microorganismos pueden ser destrui-dos por el calor. La temperatura a la que debesometerse el alimento debe ser suficiente paraque alcance un mínimo de 70 °C en el centro delproducto.

3. Consumir los alimentos inmediatamentedespués de ser cocinados. Es la mejor manerade evitar la proliferación de los gérmenes. No sedeben dejar nunca a temperatura ambiente losalimentos ya cocinados.

4. Un alimento cocinado es un alimentohigienizado. Los alimentos que no puedan serconsumidos inmediatamente o las sobras que sequieran guardar, deben mantenerse bajo laacción del calor, por encima de 60 °C, o del frío,a 7 °C como máximo. Si se consume pescadocrudo en casa, debe mantenerse congelado pre-viamente durante varios días.

5. Calentar suficientemente los alimentoscocinados. Después de su preparación, se pue-den mantener calientes hasta su consumo aque-llos alimentos que lo permitan (sopas, purés,guisos...). Los alimentos que no puedan sersometidos a calor (ensaladas, gazpachos, etc.)deben ser refrigerados inmediatamente. Nosiempre es posible aprovechar sobras de unacomida anterior, antes de hacerlo, deben calen-tarse a la temperatura máxima.

6. Evitar el contacto entre los alimentos cru-dos y los cocinados. Un alimento cocinadopuede volver a contaminarse por contacto conlos alimentos crudos o con objetos que anterior-

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mente hayan contactado un alimento crudo(cuchillos, tablas, superficies, trapos, etc.). Eltrapo de cocina o la bayeta puede ser un exce-lente vehículo de contaminación. Es preferibleusar papel de cocina.

7. Asegurar una correcta higiene de la per-sona que va a manipular los alimentos y una lim-pieza adecuada en todas las superficies de lacocina. La persona que manipule alimentos debeobservar unas estrictas prácticas higiénicas. Esimprescindible que tenga las manos siempre lim-pias. Es muy importante hacer la limpieza de lacocina diariamente, como mínimo. Debe tenerseespecial cuidado en almacenar la basura en reci-pientes lisos, lavables y cerrados y que estos nose encuentren cerca de los alimentos.

8. Mantener los alimentos fuera del alcancede insectos, roedores y animales de compañía.No hay que olvidar que los animales pueden serportadores de microorganismos patógenos yparásitos que originan enfermedades de trans-misión alimentaria.

9. Utilizar exclusivamente agua potable. Elagua potable no es solo imprescindible para beber,sino también para preparar los alimentos. Debetener exclusivamente estos dos orígenes: aguasenvasadas o aguas de la red pública de distribuciónen la población. No se debe beber ni usar aguaprocedente de pozos que no esté potabilizada.

10. No consumir alimentos perecederos queestén expuestos a temperatura ambiente. Enbares, cafeterías, restaurantes, etc., todos los ali-mentos deben estar protegidos por vitrinas yconservados en condiciones sanitarias adecua-das. Deben estar refrigerados siempre que seapreciso. Estas medidas deben ser exigidas por elconsumidor, y cuando se observe que no secumplen, los alimentos deben ser rechazados.

AESA, Agencia Española de Seguridad Alimentaria,(http://www.aesa.msc.es/aesa/web/AESA.jsp).

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ISBN 978-84-9969-179-4