Biomarcadores de micotoxinas como herramienta de control

La dificultad para detectar la contaminación real por micotoxinas presente en las materias primas y piensos, debido a su distribución heterogénea, así como su habitual poca manifestación clínica específica, hace que muchos problemas de causa desconocida se atribuyan a ellas.

Para acabar con estos “actos de fe”, ya existe un método basado en biomarcadores que permite detectar las micotoxinas y sus metabolitos en hígado.

Este sistema permite obtener un diagnóstico fiable del problema, llevar un control sobre la situación en las explotaciones y valorar OBJETIVAMENTE la eficacia real que están teniendo los adsorbentes de micotoxinas en cada caso en particular.

La contaminación por micotoxinas es un problema inevitable dados los muchos factores que favorecen su síntesis, tanto en el campo como en el almacenamiento.

Sus repercusiones en la seguridad alimentaria ocasionan importantes pérdidas económicas que afectan además a todos los eslabones del sector de producción:

a los agricultores

a los productores de piensos

y a los granjeros

Las micotoxinas producen en el organismo cambios fisiológicos que se traducen en una disminución del crecimiento, desarrollo y producción, pero la habitual inespecificidad de los signos clínicos hace que puedan ser confundidas con otras enfermedades e incluso con deficiencias de manejo o nutricionales.

Las particularidades de las etapas de absorción, distribución, metabolización o biotransformación y excreción (sistema ADME) para cada una de las micotoxinas (ver figura 1) justifican los distintos grados de toxicidad y de sensibilidad de las diversas especies animales.

Figura 1 . Modelo ADME aplicado a las micotoxinas

ABSORCIÓN

Después de la ingesta (principal ruta, pero no única, de exposición a las micotoxinas), la absorción ocurre principalmente a nivel del tracto digestivo, por difusión pasiva.

• La cinética o tasa de absorción dependerá de las características químicas de la micotoxina y de la fisiología de la especie animal.
• Las aflatoxinas son absorbidas rápidamente en todas las especies
• La absorción de tricotecenos, ocratoxina y fumonisina puede variar entre un 1 y un 65%. La fumonisina, dado su carácter polar, tiene una absorción muy baja, un 4% en cerdos y un 0,7% en ponedoras (Pettersson, 2004).

CIRCULACIÓN

La circulación de las micotoxinas en el organismo también determina su grado de toxicidad.

Micotoxinas con recirculación entero-hepática se segregan a través de la bilis al lumen intestinal, incrementando su tiempo de exposición y ejerciendo nuevamente su toxicidad sobre el tejido epitelial.

• Zwierzchowski et al. (2005) postularon que las fluctuaciones de ZEA en suero pueden deberse a recirculación y probablemente a la función detoxificadora del hígado.
• Este hecho también observado por Goyart et al. (2007), quienes encontraron una alta variación entre cerdos que consumieron DON en relación a su concentración sérica. Los autores concluyen que el nivel de exposición no puede ser predicho a través del análisis de DON en suero.

En el caso de OTA, la reabsorción activa a nivel de los túbulos proximales del riñón retarda su eliminación, aumentando su vida media en sangre y acumulación en el tejido renal (Milićević, 2008).

METABOLISMO

El metabolismo o biotransformación es el mecanismo por el cual el organismo modifica los xenobióticos (compuesto ajeno al organismo), a través de las reacciones de FASE I (activación) y de FASE II (detoxificación).

En las micotoxinas esta biotransformación ocurre en el tracto digestivo por la acción de microorganismos (especialmente importante en rumiantes) y en hígado y riñón por acción enzimática.

• La metabolización puede disminuir el efecto tóxico de las micotoxinas o por el contrario producir un metabolito más tóxico que la molécula original.

La forma α-ZEA tiene más afinidad por los receptores estrogénicos que la propia ZEA, mientras que el isómero β-ZEA está considerado como un metabolito de detoxificación (Goyart et al., 2007).

• Por esto los cerdos son más sensibles a ZEA, ya que α-zearalenona es el principal metabolito, mientras que en animales más resistentes a esta micotoxina, como aves y rumiantes, se produce principalmente β-ZEA (Olsen, 1989).

La ingesta de micotoxinas se relaciona con una transferencia hacia los órganos del animal (Goyarts et al., 2007; Khan et al., 2013; Petterson, 2004; Völkel et al., 2011). Pudiendo detectarse la propia micotoxina o sus metabolitos en tejidos, fluidos y productos de origen animal (leche y huevos).

Según Bryden (2012) y Völkel et al. (2011), los factores que determinan la metabolización/excreción, grado de transferencia y acumulación o deposición en tejidos son:

1. La propia micotoxina.
2. La especie y raza del animal.
3. La concentración de micotoxina, cantidad y duración del consumo de alimento contaminado.
4. El estado de salud del animal.

BIOMARCADORES

Los biomarcadores se definen como cambios o alteraciones celulares, biológicas o moleculares que se producen en los tejidos en respuesta a un xenobiótico, en este caso las micotoxinas (Turner et al., 1999; Mayeux, 2004; Garban et al., 2005; Baldwin et al., 2011; Silins y Högberg, 2011).

El estudio de los biomarcadores resulta de gran utilidad para proporcionar información sobre la exposición a dicho xenobiótico, los efectos producidos o la susceptibilidad del individuo.

Para establecer un biomarcador hacen falta numerosos estudios de toxicología y una validación exhaustiva que permita establecer, por ejemplo, una relación entre un biomarcador y la dosis externa o el grado de enfermedad.

Biomarcadores presentes en hígado que pueden ser utilizados para medir la exposición a las principales micotoxinas que afectan a los animales (fuente: adaptado de Baldwin et al., 2011).

Según la secuencia de eventos que se produce desde la exposición hasta el desarrollo de la enfermedad, los biomarcadores pueden clasificarse, según el Committe on Biological Markers of the National Research Council, 1987), en :

• de exposición
• de efecto
• de susceptibilidad

Los biomarcadores de exposición miden la dosis interna (micotoxina absorbida) mediante el análisis de la micotoxina o alguno de sus metabolitos mientras que los biomarcadores de efecto miden cambios estructurales o funcionales producidos en el organismo tras la exposición a la micotoxina. Sin embargo, estos cambios pueden servir como biomarcadores de exposición cuando ambos procesos están directamente ligados.

En sangre, los niveles de micotoxinas reflejan un corto período de tiempo de exposición (unas pocas horas o días) (Silins y Högberg, 2011).

Por el contrario, en tejidos la detección refleja una exposición a más largo plazo. Siendo el hígado el órgano donde los residuos xenobióticos persisten durante más tiempo, resulta una matriz idónea para el análisis de residuos de micotoxinas.

TÉCNICA DE DETECCIÓN DE BIOMARCADORES DE MICOTOXINAS

La aparición en el mercado de técnicas de detección de biomarcadores de micotoxinas en hígado ha supuesto un gran avance para el control de las mismas.

A diferencia de lo que sucede en alimentos, la distribución de las micotoxinas en tejidos y fluidos biológicos es homogénea y, en consecuencia, su determinación no se ve afectada por errores de muestreo y proporciona información veraz del grado de exposición (Dragan et al., 2010).

 1/ Tamaño de la muestra

• En animales pequeños se aconseja procesar todo el órgano.
• En animales grandes, por ejemplo cerdo, basta con homogeneizar una porción del órgano y luego tomar una sub-muestra para ser procesada (Valenta et al., 1998).

2/ Recogida de la muestra . Las muestras se toman en granja o en matadero

3 / Parámetro evaluado

• Se determina la concentración de micotoxinas y de sus metabolitos en hígado.
• Se estima la concentración de micotoxinas presente en el alimento ingerido por los animales.

4/ Metodología usada

• La aplicación de esta metodología requiere del uso de técnicas sofisticadas y sensibles que permitan detectar niveles de ppb y ppt como la cromatografía líquida acoplada a un detector de espectrometría de masas en tándem (Ediage et al., 2012; Solfrizzo et al., 2011; Warth et al., 2012; Gambacorta et al., 2013 y Pitt, 2009).
• La fiabilidad del método está más que contrastada y en algunos países europeos incluso existe legislación sobre los límites máximos de micotoxinas en órganos (FAO, 2004).

5/ Resultados obtenidos

Los resultados obtenidos son de gran ayuda tanto a nivel de granja como a nivel de fábrica de piensos, pues permiten:

• DIAGNOSTICAR MICOTOXICOSIS, pues debido a la frecuente falta de síntomas clínicos o a la inespecificidad de los mismos, hasta ahora muchos problemas en granja se atribuían a micotoxinas sin demasiada certeza.
• ASEGURAR LA DETECCIÓN de micotoxinas en caso de haberlas, terminando con los problemas atribuibles al muestreo debido a la dispersión heterogénea de las micotoxinas en materias primas y piensos.
• DETECTAR TENDENCIAS en zonas o explotaciones más susceptibles a la contaminación por micotoxinas y prevenir anticipándose a posibles problemas.
• VERIFICAR LA EFICACIA DE LOS SECUESTRANTES de forma objetiva, terminando con los actos de fe que hasta ahora todo fabricante de piensos se veía forzado a hacer al utilizar estos productos.