La zearalenona (ZEA) és un metabòlit secundari i micotoxina produïda per fongs filamentosos Gibberella/Fusarium, especialment F. graminearum, (abans anomenat F. roseum) i també per F. culmorum, F. equiseti i F. verticillioides. (Giberella és el nom d'algunes espècies de Fusarium en el seu estadi teleomorf.) Es troba principalment en aliments com el blat de moro i altres cereals, com ordi, civada, arròs, sorgo i soja, quan la humitat és molt elevada, com per exemple durant el seu cultiu.
La zearalenona té una àmplia distribució global, encara que a les zones de Nord-amèrica, Europa i el Japó la incidència és menor. A països en vies de desenvolupament amb climes temperats és on es detecta una major incidència. Això és perquè les condicions òptimes de creixement són temperatures d'entre 21-25 °C i humitat relativa superior al 87 per cent.
El nom de zearalenona prové de combinar els termes Gibberella zeae, -ral- per les lactones àcides resocícliques (resorcylic acid lactone en anglès), -e- per la presència del doble enllaç C-10 a C-2 i -ona pel grup cetona C-6.
A causa de la seva activitat estrogènica, així com la dels seus metabòlits, s'ha associat la seva ingesta prolongada amb diversos tipus de càncer, especialment aquells que afecten els òrgans reproductors.
Pertany a un reduït grup de micotoxines que es considera causen un gran impacte econòmic, en el qual també podem trobar les aflatoxines, l'ocratoxina A, les fumonisines i el desoxinivalenol.
Estructura química L'estructura química de la zearalenona es és una lactona de l'àcid 6- [10-hidroxi-6-oxo-trans-1-undecenil]-B-resorcílic. Aquesta estructura s'assembla molt a la dels estrògens naturals, com és el cas del 17β-estradiol, raó per la qual és capaç d'unir-se als receptors d'estrogen i causar malalties.
Produeix diversos metabòlits, que varien lleugerament en la seva estructura química, essent el més perillós per a la salut humana l'α-zearalenol, ja que és el que major afinitat mostra pels receptors d'estrògens. Els diversos metabòlits reductors identificats de zearalenona són β-zearalenol (ZEL), zearalenona (ZEN) i α- i β-zearalanol (ZAL) i els seus glucòsids (Glc), sulfats (sulfur) i glucurònids.
Toxicitat La seva estructura química fa que tingui efectes estrogènics ja que s'uneix a receptors d'estrogen i pot causar problemes hormonals en algunes espècies animals. Un cop ingerida passa per diferents òrgans, però sobretot va al fetge on es descompon en α-zearalenol (α-ZOL) i β-zearalenol (β-ZOL).
A causa de la seva activitat estrogènica i els seus metabòlits, nivells plasmàtics elevats es poden relacionar amb alteracions endometrials de les dones i el desenvolupament de carcinomes mamaris. Tot i això, no hi ha dades suficients que demostrin efectes tòxics en humans. Es metabolitza i excreta ràpidament i, per tant, la seva bioacumulació és baixa en òrgans i teixits. La seva ingesta oral no té efectes aguts d'intoxicació, tot i que altes concentracions alteren paràmetres del sistema immunitari in vitro.
Toxicitat cel·lular Interacció amb receptor d'estrogen (ERs): la zearalenona funciona com un estrogen i canvia la conformació dels receptors d'estrogen, formant complexos que entren al nucli de la cèl·lula, s'uneixen al ADN i regulen la transcripció de gens. S'ha demostrat que la unió de ZEA a aquests receptors en els testicles pot causar apoptosi cel·lular i necrosi. Aquests receptors també es troben en els mitocondris. Després de tractar amb ZEA, s'ha advertit que el nombre de mitocondris en els espermatòcits disminuïa i això causava la disminució del nombre d'espermatozous. Estrès oxidatiu: la zearalenona causa danys en el sistema de defensa contra les espècies reactives d'oxigen (ROS) i la peroxidació lipídica. El tractament amb ZEA redueix la quantitat d'alguns enzims antioxidants com la catalasa (CAT) o el superòxid dismutasa (SOD). Aquestes espècies reactives d'oxigen que es formen provoquen trencament de doble cadena del ADN i poden acabar induint l'apoptosi cel·lular. Inducció a l'apoptosi cel·lular: l'apoptosi és un procés de mort cel·lular controlat. En assajos amb ratolins s'ha trobat que la zearalenona indueix l'apoptosi cel·lular mitjançant l'alteració de l'expressió de certes proteïnes que acaben activant la via de les caspases. S'ha observat que la zearalenona també augmenta la quantitat d'espècies reactives d'oxigen que efecte l'homeòstasi del reticle provocant la creació de proteïnes de reticle endoplasmàtic d'estrès. Aquestes dues vies acaben induint l'apoptosi a través de diferents cascades de senyals.
Exposició alimentària miniatura|213x213px|Vies de contaminació per zearalenona, tant des d'animals de granja com directament del cultiu infectat amb Fusarium, el principal productor d'aquesta micotoxina. Hi ha moltes micotoxines identificades que es poden trobar en aliments i poden causar efectes adversos en la salut tant en humans com en animals de granja; una d'aquestes micotoxines és la zearalenona.
La zearalenona es troba principalment al blat de moro i al blat, però també hi és a altres cereals com l'ordi, la civada, l'arròs, el sorgo i la soja. S'hi pot entrar en contacte a través de la cadena alimentària, com a resultat de la infecció dels cultius amb fongs, tant sigui abans com després de la recol·lecta. La seva exposició pot ser de manera directa, en el consum de l'aliment, o de manera indirecta, per ingesta de productes d'animals que s'han alimentat amb cereals contaminats, sobretot és el cas de la llet. Malgrat això, la seva presència en productes d'origen animal sol ser molt baixa, ja que els animals la metabolitzen de manera ràpida.
El principal problema que presenta és la dificultat d'eliminar-la un cop ha contaminat un aliment, ja que és molt resistent a la cocció a altes temperatures i al processament d'aliments. Per exemple, els processos de pasteurització no aconsegueixen reduir-la a nivells segurs. No obstant això, es pot degradar mitjançant radiació UV, i es veu afectada per medis alcalins. En alguns casos, fins i tot l'aigua es pot veure contaminada amb zearalenona.
Valors de referència L'Autoritat Europea de Seguretat Alimentària (EFSA) va establir la dosi sense efecte advers observable (NOAEL, de l'anglès no-observed-adverse-effect level) en 10,4 µg/kg de pes corporal per dia per aquesta micotoxina. Tenint en compte aquest valor de NOAEL, el Panel EFSA sobre contaminants de la cadena alimentària va establir el valor d'ingesta diària tolerable (IDT) per a la zearalenona en 0,25 µg/kg de pes corporal. Aquests valors de màxims de zearalenona també s'apliquen a aliments que la puguin contenir, estableixen un valor per sota del qual l'aliment és segur per a la salut de qui el consumeix. Alguns exemples són:
En el cas d'aliments per nens i nadons s'ha determinat el màxim a 20 μg/kg. En aliments com cereals i aperitius a base de blat de moro a 50 μg/kg. En blat de moro sense processar el màxim es troba a 200 μg/kg.
Exposició crònica Una exposició crònica estimada a la zearalenona basada en la disponibilitat de dades es troba per sota de la IDT i no representa una preocupació per la salut. Un augment potencial en mil·lilitres de zearalenona en cereals d'esmorzar de 50 µg/kg fins a 150 µg/kg és molt poc probable que resulti en una exposició en la dieta que superi la IDT.
Els valors considerats per l'exposició crònica per tal de no superar els límits en adults són entre 47ng/kg i 93 ng/kg per dia. En canvi, en la mainada aquests valors es troben entre 9,7 ng/kg i 118 ng/kg per dia.
Efectes adversos en animals de granja Els grans dels cereals constitueixen una de les principals fonts d'energia que es troba en els aliments dels animals de granja de cria intensiva, per això és important el seu control. Un factor que cal controlar de manera estricta és la presència de micotoxines en aquests grans, sobretot aflatoxines, fumonisina, ocratoxina, tricotecè i la zearalenona; especialment perquè hi ha dades d'estudis que indiquen que aproximadament un 70 per cent dels pinsos derivats de cerals podrien contenir una o més micotoxines. Els efectes observats en animals de granja deguts a la presència de zearalenona en el seu aliment depenen de les interaccions d'aquesta toxina o els seus metabòlits amb els receptors d'estrogen. Un cop la toxina es troba en l'animal no hi ha tractament per eliminar-lo de manera efectiva. alt=Resprentació del metabolisme i absorció de la zearalenona en els inetstins d'alimals. Es veu com a partir d'aquesta absorció pot passar a diferents teixits i productes del mateix animal.|miniatura|368x368px|Representació del metabolisme i absorció de la zearalenona en els intestins d'animals. Es veu com a partir d'aquesta absorció pot passar a diferents teixits i productes de l'animal.
Localització en animals Aquesta toxina es pot detectar de forma general en el teixit animal que seria consumit (múscul per exemple) i també en la seva circulació, ja que s'uneix a proteïnes del sèrum sanguini.
Diferència entre joves i adults. En el cas de porcs adults (uns 70 kg), es pot detectar zearalenona en el fetge i en la musculatura, que és on es troba més concentrada. En el cas de porcs petits serien molt baixes les quantitats detectades en els mateixos teixits analitzats.
L'absorció de zearalenona a l'intestí prim d'aquests animals és molt ràpida. Després d'una única dosi oral de zearalenona, aquesta micotoxina i els seus metabòlits es poden trobar a la sang en pocs minuts i més del 85 per cent de la zearalenona és absorbida per la llum intestinal (part interna de l'intestí) en menys de 30 minuts.
Relació amb el reg sanguini o sang. La presència de la toxina en diferents òrgans i músculs està relacionada amb la funció de la circulació quan aquesta distribueix nutrients per l'animal viu; per tant, si la toxina és present en la circulació, també es popt trobar en els diferents òrgans i teixits. En el cas de productes animals que entren en contacte amb la sang (per exemple carn picada), cal tenir en compte que si la sang estava contaminada i la carn no, pot haver-hi un cas de contaminació d'aquesta.
Efectes sobre la fertilitat i reproducció En un experiment sobre l'efecte en la fertilitat i reproducció es va observar que, amb pinsos contaminats amb zearalenona en proporcions d'entre 15 a 30 ppm amb els quals es van alimentar les truges (femelles de porc) post-aparellament durant 14 dies, es va reduir el nombre de fetus vius a set. En el mateix estudi, no es va observar cap desenvolupament embrionari en truges alimentades amb dietes amb proporcions de zearalenona d'entre 60 s 90 ppm. Això podria suposar clares pèrdues per la indústria porcina i de la ramaderia.
Un altre estudi on es podia observar que la mida de la vulva augmentava de forma significativa en truges, a la vegada es va veure que la secreció de les hormones sexuals es veia distorsionada. Aquests efectes estan relacionats amb el fet que la zearalenona uneix receptors d'estrogen de les cèl·lules de teixits diana, i això pot provocar toxicitat a escala reproductiva, encara que no afecti altres sistemes, com, per exemple, el circulatori.
En femelles de ratolí s'ha vist i que la zearalenona interfereix en la producció d'òvuls, disminuint la seva taxa de maduració i causant-ne una morfologia anormal. Efectes nocius com aquests també han estat detectats en estudis amb porcs. En canvi, no s'ha demostrat que tingui efectes teratogènics.
Efectes sobre la resposta immunitària La zearalenona o els seus metabòlits en concentracions superiors a 5 μmolar (micromols/litre) causen una important davallada de nivells d'IgG, IgA i IgM. Concentracions d'entre 5 μmolar i 10 μmolar, tant de zearalenona com dels seus metabòlits, van reduir considerablement la síntesis de TNF-α en experiments in vitro, també va fer baixar el nivell de síntesis d'interleucina.