Para leer más contenidos de Trimestre 3º LATAM 2023
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La contaminación del alimento por micotoxinas sigue siendo un gran problema y el uso de soluciones incorporadas en el alimento mismo para limitar sus efectos adversos en los animales es esencial.
| Una amplia gama de productos está disponible en el mercado, con diferentes modos de acción y nivel de eficacia. Con los nuevos desafíos que enfrenta la industria de alimentos, será crucial evolucionar de un aglutinante básico de toxinas a soluciones más completas y elaboradas. |
MICOTOXINAS: UN PROBLEMA AMPLIO Y CON IMPORTANTES DESAFÍOS
Las micotoxinas son metabolitos secundarios, de bajo peso molecular, tóxicas y producidas naturalmente por diversas especies de hongos, principalmente Aspergillus, Penicillium y Fusarium que pueden contaminar ingredientes de alimentos para humanos y animales.
Representan un grupo muy diverso, con más de 400 micotoxinas diferentes reconocidas que difieren entre ellas estructuralmente y en su toxicidad.
Su prevalencia es alta en todo el mundo, con datos recientes reportados, para micotoxinas generalmente detectadas, hasta 60-80% de cultivos son contaminados, muy por encima del 25% estimado por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) hace unos años.
También es bien admitido que un porcentaje muy alto de alimentos a base de cereales está contaminado con más de una micotoxina, siendo los principales contaminantes las micotoxinas Fusarium como el deoxinivalenol (DON), el zearalenona (ZEA) y las fumonisinas (FBs). Solo un bajo porcentaje de muestras de alimento está contaminado por encima de los niveles permitidos o orientativos.
Sin embargo, los animales (aves de corral, peces y cerdos en particular) presentan síntomas de micotoxinas incluso cuando se exponen a alimentos contaminados con micotoxinas por debajo de los niveles de orientación, probablemente como consecuencia de efectos sinérgicos negativos.
Con los cambios climáticos y un mejor conocimiento sobre la contaminación y toxicidad de las micotoxinas, la industria de alimentos tendrá que hacer frente a nuevos desafíos para lidiar con los problemas de micotoxinas en pos de mantener una salud, bienestar y rendimiento óptimos de los animales.
Los retos a considerar son:
La prevalencia inevitable de micotoxinas que aumenta a nivel mundial.
La amenaza debida a nuevas micotoxinas o metabolitos emergentes que pueden ser más tóxicos que las moléculas originales.
La regla admitida, pero poco conocida, de la contaminación múltiple que puede exacerbar los efectos de las micotoxinas individuales.
IMPACTO DE LAS MICOTOXINAS EN LA SALUD Y EL RENDIMIENTO DE LOS ANIMALES
Las micotoxinas de mayor preocupación en la nutrición animal, debido a su toxicidad y aparición, son las aflatoxinas, deoxinivalenol, ocratoxina, zearaleona, fumonisina y toxinas T-2. Estos pueden tener diversos efectos de síndromes crónicos, con productividad reducida, función intestinal deteriorada o mayor predisposición a enfermedades infecciosas y, con menos frecuencia, toxicosis agudas con enfermedad grave y muerte.
| El grado de toxicidad que estos compuestos ejercen sobre el cuerpo del animal es complejo y depende principalmente del tipo de micotoxina, sus cantidades, la duración de la exposición, la salud general del animal, el sexo, la edad, la raza y muchos otros factores. |
ESTRATEGIAS DIFERENTES PARA LAIVIAR LOS EFECTOS DE LAS MICOTOXINAS EN ANIMALES
Debido a la naturaleza peligrosa y ubicua de la contaminación por micotoxinas, generalmente se utilizan diferentes estrategias para limitar sus efectos negativos en los animales.
Disminuir la biodisponibilidad de micotoxinas por adsorción, biotransformación/biodegradación – Resultados in vitro
El objetivo de tales soluciones es prevenir o minimizar la exposición de los animales a las micotoxinas mediante la reducción de la absorción de micotoxinas, así como la distribución a la sangre y los órganos diana mediante la disminución de su biodisponibilidad en el tracto gastrointestinal.
Los agentes adsorbentes también llamados agentes aglutinantes, pueden ser compuestos inorgánicos a base de sílice, como bentonitas, montmorillonitas, zeolita, o polímeros orgánicos a base de carbono, como algunos carbohidratos complejos no digeribles (celulosa, polisacáridos de las paredes celulares de levaduras o bacterias).
Son compuestos de gran peso molecular que deben ser capaces de unir las micotoxinas en alimentos contaminados sin disociarse en el tracto gastrointestinal del animal. De esta manera, el complejo de agentes adsorbentes de toxinas pasa a través del animal y se elimina a través de las heces.
Se ha descrito una gran diversidad de compuestos para la unión de micotoxinas, especialmente para aflatoxinas. Sin embargo, todos estos productos no son equivalentes teniendo en cuenta su nivel de eficacia, su espectro de actividad, su interacción con otros nutrientes esenciales o su calidad en términos de contaminantes (dioxinas, metales pesados, …), especialmente para productos a base de arcillas.
La Figura 1 muestra niveles variables de eficacia de algunos agentes aglutinantes (arcillas, pared celular de levadura) hacia diferentes micotoxinas.
Figura 1. Capacidad de adsorción de micotoxinas (%) de diferentes agentes aglutinantes (C1 a C11) (Techer et al., 2019). *Adsorción promedia para todas las toxinas probadas.
Dado que la contaminación por micotoxinas es un tema de gran preocupación y que las interacciones sinérgicas entre micotoxinas, pero igualmente con otras biotoxinas como endotoxinas o exotoxinas, están cada vez más documentadas como exacerbantes de los efectos adversos en los animales, la rigurosa selección y combinación de los agentes adsorbentes más eficientes puede permitir una protección máxima contra los desafíos planteados por la contaminación por micotoxinas y toxinas bacterianas de amplio espectro.
Una estrategia alternativa para desactivar las micotoxinas en la alimentación animal es el uso de microorganismos o sistemas enzimáticos que tienen la capacidad de desintoxicar las micotoxinas por metabolización o degradación antes de su reabsorción en el tracto gastrointestinal. De hecho, este enfoque puede ser una forma específica, irreversible y respetuosa con el medio ambiente de desintoxicación porque no deja residuos tóxicos ni subproductos indeseables.
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Curiosamente, recientemente se ha demostrado que los efectos de sus derivados pueden ser hasta 60 veces más tóxicos que la molécula ZEA madre. Los animales pueden estar expuestos a estos derivados a través de alimentos contaminados naturalmente, pero igualmente después de la metabolización de la zearalenona en ambientes con otros microorganismos como el intestino o el rumen.
Un ejemplo reciente de alto potencial de degradación se ha demostrado con cepas de Bacillus que fueron capaces de degradar zearalenona y sus metabolitos principales, con niveles de degradación de hasta el 99,9% utilizando condiciones in vitro, es decir, ZEA a 1 ppm, inóculo inicial de cepas de Bacillus a 6 log UFC/ml y ensayos de incubación óptimos (pH7, 30°C, 24h) (Figura 2).
 Estos resultados, reconfirmados en diferentes otras condiciones de oxígeno, pH y temperatura, también destacan la eficacia potencial de Bacillus en diversos entornos físico-químicos y fisiológicos (a lo largo del tracto digestivo) y en diferentes especies animales. |
Figura 2. Porcentaje de reducción de zearalenona y sus derivados por cepas de Bacillus (Techer et al., 2020).
Apoyar la salud animal global mediante efectos de bioprotección – Resultados in vivo en lechones
A través del término bioprotección, se puede encontrar una amplia variedad de mecanismos de acción y también numerosos tipos de compuestos. La bioprotección se puede definir como todos los mecanismos de acción fisiológica que pueden apoyar la salud animal global de los efectos negativos de las micotoxinas.
Puede ser antioxidante, agentes inmunoestimulantes o aminoácidos específicos u otras moléculas que pueden permitir que el hígado, el tracto gastrointestinal, los riñones y otros órganos funcionen sin interferencia de toxinas.
También puede involucrar compuestos que fortalecen la barrera intestinal y las uniones estrechas, limitando así la transferencia de endotoxinas o micotoxinas (emergentes) al organismo.
Por ejemplo, en cerdos, se sabe que el deoxinivalenol afecta la respuesta inmune y la salud intestinal deteriorada, al reducir la proliferación de enterocitos y la superficie intestinal, lo que resulta en un aumento de peso deteriorado. Debido a esta estructura química, también se sabe que el DON está mal gestionado por la estrategia de adsorción.
Un ensayo realizado por grupo de 32 lechones a 21 días después del destete, suplementados con cepas de Bacillus durante 21 días, y alimentados con alimento completo cargado con DON a un nivel de 0,9 mg DON/Kg, ha demostrado que el Bacillus limita significativamente el paso de DON en suero (Figura 3).
Dado que estas bacterias no mostraron evidencias ni de adsorción, ni de efectos de biotransformación/biodegradación in vitro, la hipótesis predominante fueron sus efectos de bioprotección, como está ampliamente bien documentado en los datos de la literatura a través de su capacidad para reforzar las uniones estrechas de la barrera intestinal para limitar la transferencia de micotoxinas, especialmente DON, al organismo.
Este efecto de bioprotección se asoció con una mejora del rendimiento animal, con un aumento de la ganancia de peso entre los días 14-21 de + 64 g (+ 8%) (valor de p = 0,09). El aumento de peso promedio (g/D) fue de 720 y 784, para el grupo control de DON contaminado y el grupo suplementado, respectivamente.
Figura 3. DON (µg/L) en suero de lechones a los 21 días (Tarrallardona et al., 2022)
La mejor estrategia para contrarrestar los efectos adversos de las biotoxinas en los animales: combinar acciones complementarias – Resultados in vivo en aves de corral
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Teniendo en cuenta la presencia ubicua de múltiples micotoxinas, los diferentes niveles y también la diversidad de otros entornos y tensiones que los animales tienen que hacer frente en su ciclo de producción, especialmente con la presencia de otras biotoxinas como las toxinas bacterianas, la mejor estrategia para contrarrestar los efectos adversos de las toxinas en los animales es combinar acciones complementarias. Basado en este principio, el producto premium de MiXscience, Multiprotect Up, es una asociación de ingredientes cuidadosamente seleccionados, incluidas las cepas Bacillus, que permiten combinar múltiples modos de acción, como propiedades de adsorción, biotransformación y bioprotección. |
En diferentes contextos de producción, ha demostrado su capacidad para apoyar a los animales que hacen frente al desafío natural, bajo y múltiple de micotoxinas a través de diferentes especies animales, contribuyendo también a su mejor salud y rendimiento.
En pollos de engorde, se realizó un estudio en Costa de Marfil, con materias primas locales naturalmente desafiadas con micotoxinas, principalmente aflatoxinas, fumonisinas (FB1 y FB2) y deoxinivalenol con niveles de hasta 0,8, 1,7 y 0,05 mg/Kg de alimento terminado, respectivamente.
En comparación con el grupo control, en el grupo suplementado, el peso corporal aumentó significativamente (+ 60 g; + 3%), la mortalidad final de los animales se redujo y el análisis de sangre mostró una disminución significativa en los niveles de aspartato aminotransferasa en D21 (Figura 4), lo que indica una mejor salud hepática.
La mejora del rendimiento y una disminución significativa de la mortalidad (Figura 5) también se ha demostrado en una granja comercial de patos en Vietnam. El ensayo se realizó con un total de 23440 animales, divididos en 2 grupos y recibiendo durante 46 días, alimento local naturalmente desafiado que contenía toxina DON y T2 a niveles de 0,5 mg / Kg y 39 μg / kg, respectivamente.
Figura 4. Nivel de aspartato aminotransferasa (U/L) en sueros de pollos de engorde en el día 21 (p value < 0.05; n=19-20/grupo; Techer et al., 2022)
Figura 5. Porcentaje de mortalidad (%) de patos durante el período de prueba (46 dias; p value < 0.05)
CONCLUSIÓN
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Con las evidencias de crecimiento, no hay más duda de que la presencia de micotoxinas es prácticamente inevitable en los alimentos y que su manejo sigue siendo clave debido a la amenaza significativa para la salud animal, la productividad y los problemas sanitarios que pueden ocurrir. Los efectos complementarios resultantes de la asociación de ingredientes seleccionados específicamente para hacer frente a estos diversos desafíos animales, permiten combinar múltiples modos de acción en el intestino y en el organismo global, como la adsorción de micotoxinas, la biodegradación y la bioprotección animal, y contribuyen a una mejor salud, bienestar y rendimiento animal. |
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