The Characteristic, Occurrence of Aflatoxin and Associated Risk with Human Health

Aflatoxins are toxins produced by the fungus Aspergillus parasiticus and Aspergillus flavus. They are colorless, cannot be detected under normal light, odorless and contaminated foods most often do not have any special or bad smell. Environmental factors such as the temperature, and vectors causing grain damage have an important effect on favoring the colonization of fungus and the production of aflatoxins. They contaminate agriculture products worldwide affecting their quality, safety & security. The effects on safety & security cause health threats among people and animals on their long-term exposure through consumption because they are mutagenic, teratogenic, genotoxic, and carcinogenic. Humans and animals can develop the disease known as aflatoxicosis as a result of aflatoxins known as Acute and Chronic primary aflatoxicosis. Aflatoxins' long-term effects have been shown to decrease normal immune response also it can cause growth retardation in babies and affect nutritional deficiency. It can disrupt such enzymes that can affect hormones, endocrine glands, and neurotransmitters which may influence a person's cognitive abilities, memory, and learning, restlessness, muscular tremors, seizures, absentmindedness, tremors, uncoordinated movement of muscles, and aberrant agitation are caused by deficiencies in the neurotransmitters. Aflatoxin toxicity in humans can range from acute or chronic conditions to liver damage such as liver carcinoma, internal bleeding, edema, and instant death. Acute toxicosis can cause gastrointestinal dysfunctions in humans and animals. Aflatoxins have been shown to have detrimental negative impacts on vascular fragility and cardiovascular health, tissue bleeding, and teratogenic consequences. According to reports, aflatoxins have severe and detrimental impacts mostly on the respiratory systems it can also cause lung cancer.

Immunohistopathological and Biochemical Study of the Effects of Dead Nettle (Urtica Dioica) Extract on Preventing Liver Lesions Induced by Experimental Aflatoxicosis in Rats / Estudio inmunohistopatológico y bioquímico de los efectos del extracto de la ortiga mayor (Urtica dioica) en la prevención de lesiones hepáticas inducidas por aflatoxicosis experimental en ratas

ABSTRACT Objective: Aflatoxicosis is a mycotoxicosis infection with an acute or chronic course that forms due to aflatoxins (AFs) in humans and animals. Aflatoxins primarily affect the liver and can lead to histopathological necrosis, fibrosis and hepatocarcinogenesis of the organ. This paper studied the preventive effects of dead nettle leaf (Urtica dioica leaf; UDL) extract on liver lesions that were induced by experimental aflatoxicosis in rats. Methods: A total of 30 rats were separated into three groups of 10 rats each. Experimental group A (control) received normal rat food, experimental group B (AFB1) received 2 mg/kg of AF, and experimental group C (AFB1 + UDL extract) received 2 mg/kg of AF + 2 ml/rat/day of UDL extract. After three months of experimentation, blood and tissue samples were taken from the rats by necropsy to perform chemical and histopathological analyses. Results: According to the biochemical and histopathological findings, antioxidant system activity increased and lipid peroxidation and liver enzyme levels decreased in the group that received UDL extract. Conclusion: The extract of UDL had hepatoprotective effects against aflatoxicosis.

RESUMEN Objetivo: La aflatoxicosis es una infección por micotoxicosis con un curso agudo o crónico producido por aflatoxinas (AF) en seres humanos y animales. Las aflatoxinas afectan principalmente el hígado y pueden conducir a necrosis histopatológica, fibrosis o hepatocarcinogénesis del órgano. En este trabajo se estudiaron los efectos preventivos del extracto de la hoja de ortiga mayor (Urtica dioica l; UDL) sobre las lesiones hepáticas inducidas por aflatoxicosis experimental en ratas. Métodos: Un total de 30 ratas se separaron en tres grupos de 10 ratas cada una. EL grupo experimental A (control) recibió comida normal de ratas; el grupo experimental B (AFB1) recibió 2 mg/kg de AF; y el grupo experimental C (AFB1 + extracto de UDL) recibió 2 mg/kg de AF + 2 ml/rata/día de extracto de UDL. Después de tres meses de experimentación, se tomaron muestras de sangre y tejidos de las ratas en una necropsia encaminada a realizar análisis químicos e histopatológicos. Resultados: Según los hallazgos bioquímicos e histopatológicos, la actividad del sistema antioxidante aumentó, y la peroxidación del lípido y los niveles de la enzima del hígado disminuyeron en el grupo que recibió el extracto de UDL. Conclusión: El extracto de UDL tuvo efectos hepatoprotectores contra la aflatoxicosis.

Surto de aflatoxicose aguda em cães no município de Pelotas/RS / Outbreak of acute aflatoxicosis in dogs in the municipality of Pelotas/RS, Brazil

As aflatoxinas pertencem ao grupo das micotoxinas e são substâncias sintetizadas durante a multiplicação de fungos que podem contaminar alimentos e rações animais, produzindo efeitos agudos ou crônicos naqueles que os consomem. Os cães são sensíveis aos efeitos tóxicos das aflatoxinas, havendo dificuldades de diagnóstico definitivo desta doença devido a fatores, como a inespecificidade dos sinais clínicos e o custo elevado da análise da presença de toxinas na alimentação. Desta forma, o objetivo deste artigo foi relatar um surto de aflatoxicose em dezoito caninos, no município de Pelotas - RS, no qual apenas um canino não veio a óbito, após a ingestão de quirelas de milho e arroz contaminadas. O diagnóstico definitivo de aflatoxicose aguda foi obtido através dos dados da anamnese, exames complementares, resultados de necropsia e histopatologia, além de análise da presença de toxinas na alimentação dos animais. Na necropsia observou-se degeneração e necrose hepática severa e na análise das amostras de alimento foi constatada a presença de aflatoxinas B1, B2, G1 e G2, em um somatório de 898,2μg/kg na quirela de milho e de 409,86μg/kg na de arroz. Assim sendo, medidas de conscientização acerca do controle e prevenção das micotoxicoses devem ser tomadas, salientando os possíveis danos à saúde dos animais. Além disto, métodos de identificação de micotoxinas, devem ser implementados na rotina hospitalar, incluindo a análise da ração oferecida, visto que a aflatoxicose, muitas vezes é subestimada.(AU)

Aflatoxins are mycotoxins synthesized during fungal multiplication and are able to contaminate food and animal feed, producing acute or chronic effects on consumers. Dogs are sensitive to this substance toxic. Disease final diagnosis has been hard to be made due to several factors, such as lack of specific clinical signs and high costs of testing for toxin presence in food. Thus, this paper aimed to report an aflatoxicosis outbreak in eighteen dogs in Pelotas - RS, Brazil. Only one dog has not come to death, after eating contaminated crushed corn and rice. Final diagnosis of acute aflatoxicosis was established through anamnesis, laboratory tests, necropsy and histopathological results, besides analysis of toxin presence in animal feed. At necropsy, degeneration and severe hepatic necrosis were observed and the analysis of food samples confirmed B1, B2, G1 and G2 aflatoxins, in an amount of 898.2μg/kg in crushed corn and 409.86μg/kg in rice. Therefore, awareness measures about control and prevention of mycotoxicosis should be taken, stressing the possible damage to the health of animals. Furthermore, mycotoxin identification methods must be implemented into routine clinical practice, including analysis of animal feed offered, since aflatoxicosis has often been underestimated.(AU)

Aflatoxicose em cães na região Sul do Rio Grande do Sul / Aflatoxicosis in dogs in Southern Rio Grande do Sul

Descrevem-se os aspectos clinicopatológicos de casos de aflatoxicose em cães no Sul do Rio Grande do Sul. Foi realizado um estudo retrospectivo dos casos diagnosticados como aflatoxicose em cães necropsiados no Laboratório Regional de Diagnóstico (LRD) da Faculdade de Veterinária da Universidade Federal de Pelotas (UFPel) no período de 1978 a 2012. Em quatro casos o diagnóstico foi confirmado pela detecção de níveis de 89 a 191 ppb de aflatoxinas B1 e G1 no alimento dos cães. De um total de 27 cães com cirrose hepática, em seis havia suspeita de aflatoxicose pelas lesões macro e microscópicas e pelo tipo de alimentação que os cães recebiam. Os sinais clínicos nos casos confirmados e nos suspeitos caracterizaram-se por apatia, diarreia, icterícia e ascite, com evolução para morte em 8 a 30 dias nos casos confirmados e em 15 a 60 dias nos casos suspeitos. A dieta era à base de derivados de milho ou arroz, farelo de amendoim e, em um caso suspeito, a dieta era ração comercial. As alterações macroscópicas caracterizaram-se por ascite, icterícia, fígado aumentado de tamanho, com ou sem nódulos, hemorragia nas serosas, conteúdo intestinal hemorrágico. Os casos foram classificados de acordo com o padrão histológico principal, caracterizado por vacuolização difusa no citoplasma de hepatócitos nos casos agudos, por proliferação de ductos biliares e discreta fibroplasia nos casos subagudos e por fibrose acentuada nos casos crônicos. Aparentemente, a enfermidade não é importante como causa de morte em cães na região, no entanto, alerta-se para a possibilidade de casos com diagnóstico de cirrose hepática sem causa determinada serem causados por aflatoxicose.

Clinical pathological aflatoxicosis in dogs is described in southern Rio Grande do Sul. It was conducted a retrospective study of cases diagnosed as aflatoxicosis in dogs necropsied at the Regional Diagnostic Laboratory (LRD) of the Veterinary School of the Federal University of Pelotas (UFPel) in the period 1978-2012. In four cases the diagnosis was confirmed by detection of levels of aflatoxins B1 and G1, with the finding of 89-191ppb in the feed. The macroscopic and histologic lesions and the diet observed in six of 27 dogs with liver cirrhosis led to suspicion of aflatoxicosis. Clinical signs evidenced in confirmed or suspected cases were lethargy, diarrhea, jaundice and ascites, progressing to death within 8 to 30 days in confirmed cases, and within 15 to 60 days in suspected cases. The diet was corn and rice byproducts and peanut meal, and one of the dogs received commercial ration. Gross changes were characterized by ascites, jaundice, enlarged liver, with or without regenerative nodules, hemorrhages in serous membranes and bloody intestinal content. The cases were classified according to the main histological pattern, characterized by diffuse vacuolation of the cytoplasm of hepatocytes in acute cases, by proliferation of bile ducts, and mild fibrosis in subacute cases, and by severe fibrosis in chronic cases. Apparently the disease is not important as a cause of death in dogs in the region, nevertheless the possibility of cases of cirrhosis of unknown etiology would be caused by aflatoxicosis.

Intoxicação experimental por aflatoxina em bezerros / Experimental aflatoxin poisoning in calves

Foram realizados dois experimentos para determinar os efeitos tóxicos de diferentes doses de aflatoxinas em bezerros, considerando-se aspectos clínicos, produtivos e patológicos. ... No primeiro experimento, o ganho de peso dos bezerros recebendo AFB1 foi equivalente ao do grupo controle durante todo período experimental. ...Durante o período experimental, e três semanas após o término desse período, não foram observados sinais clínicos e alterações histopatológicas associadas ao consumo de aflatoxinas, em qualquer dos bezerros do grupo tratamento do primeiro experimento.... Níveis alterados da atividade sérica de FA e GGT foram observados em todos os bezerros do grupo tratamento durante grande parte do período experimental. Queda acentuada do nível da AS sérica foi observada na coleta do 49º dia do experimento no bezerro que recebia a maior dose de aflatoxina. Não foram observadas variações no hematócrito e na atividade sérica da AST, nem nos níveis séricos de proteína total, bilirrubina total e bilirrubina direta em qualquer dos bezerros desse experimento. Alterações histopatológicas nos bezerros intoxicados incluíram proliferação de ductos biliares, degeneração citoplasmática vacuolar consistente com acumulação hepatocelular de lipídios, fibrose periportal, ou em ponte, megalocitose, fibrose subendotelial das veias hepáticas terminais e edema. Achados de necropsia do bezerro recebendo a maior dose de AFB1 incluíram fígado levemente aumentado de tamanho, difusamente amarelo-claro e firme, discreta ascite, edema de mesentério e submucosa do abomaso. Os dados obtidos nesses experimentos permitem afirmar que doses de 500±100 ppb de AFB1 não causam alterações patológicas e produtivas em bezerros em condições experimentais, mas podem estar associadas à mínimas alterações bioquímicas, enquanto doses de 1.250, 2.500 e 5.000 ppb de aflatoxina B1 causam doença hepática crônica em bezerros em condições experimentais.

Two experiments were performed in order to determine the toxic effects of varying doses of aflatoxins in calves. Clinical, productive and pathologic aspects of affected calves were considered….During all the experimental period of the first experiment, the weight gain of the calves receiving AFB1 was equivalent to that of the control group.…During the whole experimental period and up to three weeks after the final of the experiment, no clinical signs or histopathological changes associated with the consumption of aflatoxins were observed in any of the calves of the first experiment….Increased activity of AF and GGT were observed in all the calves of the treated group during most part of the experimental period. A marked drop in the serum levels of SA was observed in the serum sampled on the 49º day of the experiment in the calf receiving. the largest dose of aflatoxin. No changes were observed regarding PCV, TP, total bilirubin, direct bilirubin and in the serum activity of AST in any of the calves of the second experiment. Histopathological changes in intoxicated calves included bile duct proliferation, cytoplasmic vacuolar hepatocelular degeneration consistent with hepatocelular deposit of lipids, periportal to bridging fibrosis, megalocytosis, subendothelial edema and fibrosis in terminal hepatic veins. Necropsy findings in the euthanatized calf which receive de largest doses of AFB1 included slight enlargement of the liver which was firm and diffusely light-yellow, mild ascites, and edema of the mesentery and of abomasal folds. Data stemmed from these two experiments allow to conclude that AFB1 doses of 500±100 in the ration do not cause pathologic changes or decrease in productivity in calves kept in experimental conditions, but can be associated to minimal serum biochemistry; while AFB1 doses of 1.250, 2.500 e 5.000 ppb in the ration cause chronic hepatic disease in calves in kept in experimental conditions.

Aflatoxicosis en chinchillas (Chinchilla lanigera) / Aflatoxicosis in chinchillas (Chinchilla lanigera)

Objetivo. Determinar los efectos de las aflatoxinas (AF) en chinchillas (Chinchilla lanigera) por consumo de dietas contaminadas a diferentes concentraciones. Materiales y métodos. Un total de 20 chinchillas macho se distribuyeron en 5 grupos experimentales de 4 animales cada uno, los cuales recibieron diferentes niveles de aflatoxinas totales en el alimento durante 8 semanas: 0, 25, 50, 100 y 200 ppb. Semanalmente se determinó el consumo de alimento, el peso corporal individual y la mortalidad. Adicionalmente, al finalizar el experimento, se investigó el metabolismo hepático in vitro de la aflatoxina B1 (AFB1) en animales no expuestos al tóxico y se realizó examen histopatológico del hígado en todos los grupos. Resultados. El consumo de dietas contaminadas con aflatoxinas no causó efectos sobre el consumo de alimento ni hubo mortalidad. Solamente se observó disminución significativa (p<0.05) en la ganancia de peso corporal en los animales expuestos a 200 ppb en la dieta. Los niveles de 100 y 200 ppb (ng/g) de aflatoxinas indujeron cambios leves a moderados en el hígado. El metabolismo microsomal de la AFB1 demostró la producción del epóxido de la AFB1 como único metabolito. Conclusiones. Los resultados del presente estudio demuestran que la chinchilla es altamente resistente a las aflatoxinas, pudiendo tolerar durante al menos dos meses niveles de aflatoxinas en el alimento que resultarían letales, en apenas unos pocos días, para especies sensibles como el cerdo o el perro.

Surto de aflatoxicose em bezerros no Rio Grande do Sul / Outbreak of aflatoxicosis in calves in southern Brazil

Um surto de aflatoxicose crônica é relatado em bezerros de raça leiteira. Quarenta bezerros holandeses machos de quatro meses de idade e aproximadamente 100kg eram mantidos em gaiolas individuais de 1,5 x 1,5m e alimentados com uma ração constituída por feno de alfafa, milho quebrado e substituto de leite. Seis bezerros (15 por cento) morreram após apresentar uma doença caracterizada por mau desenvolvimento geral, diarreia, pelagem áspera, dor abdominal, tenesmo, prolapso de reto e bruxismo. Alguns bezerros "deitavam e rolavam" no chão da gaiola. A duração do curso clínico, segundo observado pelos proprietários, foi de 2-3 dias; muitos terneiros desse lote que não morreram permaneceram pouco desenvolvidos. Três bezerros foram necropsiados. Os achados de necropsia incluíam fígado firme e castanho-claro, marcados hidrotórax e ascite, e edema do mesentério, mesocólon e das dobras da mucosa do abomaso. Os principais achados histopatológicos estavam restritos ao fígado e consistiam de fibrose, moderada megalocitose, hiperplasia de ductos biliares e lesão veno-oclusiva. A procura por contaminação de Senecio spp. no feno de alfafa resultou negativa. A análise do milho do alimento dos bezerros por cromatografia de camada delgada revelou 5.136ppb de aflatoxina B1. O diagnóstico de aflatoxicose foi feito baseado nos sinais clínicos e patologia característicos, na ausência de Senecio spp. na alimentação dos terneiros e na presença de altos níveis de aflatoxina no milho da alimentação dos bezerros.

An outbreak of chronic aflatoxicosis is reported in dairy calves. Forty 4-month-old male Holstein calves of approximately 100kg were kept in individual cages of 1.5 x 1.5m and were fed a ration constituted by alfalfa hay, broken corn and milk substitute. Six calves (15 percent) died after presenting a disease characterized by general unthriftiness, diarrhea, rough hair coats, abdominal pain, prolapsed rectum, grinding of teeth, and lying down and rolling. The clinical course, as observed by the owners, was 2-3 days; however many calves in this lot that did not die, remained underdeveloped. Three calves were necropsied. Necropsy findings included firm, light tan livers and marked hydrothorax, ascites and edema of the mesentery, mesocolon and of the mucosal folds of the abomasum. Main histopathological changes were restricted to the liver and consisted of fibrosis, moderate megalocytosis, biliary duct hyperplasia and veno-occlusive disease. The search for Senecio spp. contamination in the alfalfa hay resulted negative. The analysis by thin layer chromatography of the corn fed to calves revealed 5,136 ppb of aflatoxin B1. A diagnosis of aflatoxicosis was made based on the characteristic clinical signs and pathology, on the absence of Senecio spp. in the food and on the presence of high levels of aflatoxin in the corn fed to the calves.

Densidade urinária, dosagens séricas de uréia, creatinina e proteína total na aflatoxicose experimental em cães (Canis familiaris) / Urine specific gravity, bun, creatinine and total serun protein in canine experimental aflatoxicosis

As aflatoxinas, embora principalmente hepatotóxicas, já foram descritas como nefrotóxicas em várias espécies animais. Neste trabalho, a patologia clínica veterinária foi utilizada para avaliar as alterações renais na aflatoxicose experimental em cães. Utilizaram-se quatro grupos de 5 cães, com colheitas diárias de sangue e urina, durante 12 dias consecutivos; nos quais realizaram-se dosagens séricas de uréia, creatinina e proteína total, e urinálise. O experimento foi dividido em três períodos, sendo o período 0 (dias l a 3) referente a colheita de dados para controle, período 1 (dias 4 a 8) considerando o tempo de administração da toxina e período 2 (dias 9 a 12) ao tempo após a intoxicação. As doses de aflatoxina usada foram de 100, 200, 400, e 600mg/kg/dia, respectivamente para os grupos I, II, III, IV, por via oral, misturada ao alimento, pelo período de cinco dias. As taxas de uréia e creatinina variaram dentro do intervalo normal dos valores de referência da literatura consultada. A proteína total e a densidade urinária estiveram próximas ou acima dos valores máximos de referência devido a hemoconcentração. A análise estatística evidenciou uma diminuição progressiva nos valores de uréia, creatinina e densidade urinária, com relação ao aumento da dose usada em cada grupo. Este fato foi atribuído à maior ingestão de água. Através dos resultados obtidos, concluiu-se que as doses aplicadas não foram suficientes para detectar lesão renal.

Aflatoxins, although primary hepatotoxic agents, were injurious to kidney in several animal species. Veterinary clinical pathology was used to determine renal changes in canine experimental aflatoxicosis. Four groups of five dogs were used. Blood and urine samples were coilected for the twelve following days. BUN, creatinine, total serun protein and urinalysis were done. The experiment was divided in three periods: period 0 (days 1 to 3) refered to the control data, period 1 (days 4 to 8) to the aflatoxin administration days, and period 2 (days 9 to 12) the days after the poisoning. 100, 200, 400 and 600mg/kg/day of aflatoxin for the I, II, III and IV groups respectively, by oral pathway, mixed to the food, were used for five days. BUN and creatinine were within the normal ranges. Total serun protein and urine specific gravity were near or above upper limits due to hemoconcentration. Statistics showed a diminution of BUN, creatinine and urine specific gravity values according to the increased af latoxin doses applied in each group. This was attributed to an increase of water intake. According to the results of this investigation, the conclusion is that the doses used were not sufficient to determine renal damage.

Avaliação da função renal através da densidade urinaria e dosagem sérica de uréia e creatinina na aflatoxicose experimental em cães / Evaluation of renal profile induced by aflatoxicosis in dogs: determination of plasma levels of urea and creatinine and urine density

O presente trabalho refere-se a determinação da densidade urinária e dosagem sérica de uréia e creatinina em cães submetidos a aflatoxicose experimental. Foram utilizados 14 cães (7 machos e 7 fêmeas), sem raça definida, adultos e peso médio de 6,7 ± 1,96kg. Em um período pré-experimento foram realizadas 3 colheitas de urina e sangue de cada animal para avaliação da função renal e as médias das determinações foram utilizadas como controle. Os cães receberam 6 7µg/kg/dia de aflatoxina, via oral, durante 9 dias consecutivos. A partir do quinto dia foram realizadas 4 colheitas com intervalos de 5 dias. Os resultados obtidos demonstraram, através dos sinais clínicos e das lesões macro e microscópicas, o desenvolvimento de aflatoxicose, sendo que não houve alteração na função renal detectável através dos parâmetros estudados.

The objective of the present work was to evaluate plasma levels of urea and creatinine and urine density in dogs using experimentally induced aflatoxicosis. Fourteen adult mongrel dogs (7 males and 7 females), weighing 6.7 ± l.96kg were treated with oral aflatoxin (67/µg/kg/day) during 9 days. Three control blood and urine samples were collected before the begining of experimental trial. Then starting on the 5th day of treatment, another 4 samples were collected with 5 day intervals. The results showed that aflatoxin at the dosage used produced clinical signs of intoxication, which later were confïrmed by histopathology. However, no alteration in the renal profile could be detected by standard clinical pathology.