El problema de las micotoxinas en los granos y concentrados para rumiantes

INTRODUCCIÓN

Los hongos toxicogénicos utilizan los alimentos de uso animal y humano como sustrato, y producen micotoxinas, metabolitos secundarios de bajo peso molecular y alta toxicidad (Zain, 2011). Particularmente son los granos y concentrados de origen vegetal los sustratos ideales para su crecimiento (Yiannikouris y Jouany, 2002).

La colonización de los granos por hongos puede ocurrir antes de la cosecha, o posteriormente, durante el almacenamiento.

EFECTOS EN LOS RUMIANTES

En general, los animales están expuestos a las intoxicaciones por micotoxinas por el tipo de alimento que consumen, ya sea granos o concentrados. Los rumiantes son más resistentes a los efectos tóxicos producidos por las micotoxinas en comparación con los monogástricos, y esta mayor resistencia estaría dada por la acción de la microbiota ruminal que degrada e inactiva estos metabolitos (Fink-Gremmels, 2008). Aun así, se describen numerosos efectos tóxicos asociados al consumo de alimentos con micotoxinas.

Los hongos del género Fusarium están ampliamente difundidos y suelen contaminar el cultivo desarrollándose antes del almacenamiento. Particularmente los cultivos de trigo, cebada y maíz se contaminan con estos hongos cuando las condiciones de humedad y temperaturas son favorables.

Además de las pérdidas agrícolas, varias especies producen micotoxinas que causan intoxicaciones tanto en rumiantes como en humanos y otros animales (Zinedine et al., 2007). Las principales toxinas que produce este género de hongos son las fumonisinas, los tricotecenos y la zearalenona. 

Las fumonisinas causan importantes efectos toxicológicos ya que interfieren en el metabolismo de los esfingolípidos (Marasas, 1995) y la más importante, la fumonisina B1, ha sido asociada con la aparición de cáncer de esófago en humanos (EFSA, 2005). La Agencia Internacional de Investigación en Cáncer (IARC) la considera como posible carcinógeno humano (grupo 2B).

En animales, han sido más estudiadas en suinos y equinos. Los rumiantes – especialmente los bovinos de carne – parecen ser más resistentes a su toxicidad. No obstante, se sabe que las fumonisinas son poco metabolizada en el rumen, que tienen efectos hepato y nefrotóxicos y que en vacas lecheras repercuten negativamente en el consumo y la producción (Smith, 2012).

Los tricotecenos, deoxinivalenol (DON) y toxina T-2 en cambio, son metabolizados en el rumen a un metabolito mucho menos tóxico, por lo que difícilmente produzcan alteraciones en los rumiantes (Eriksen y Pettersson, 2004), aunque los anteriores autores destacan la escasa información existente al respecto.

La zearalenona tiene una configuración molecular tridimensional similar al estradiol, por lo que puede ocupar los receptores de éste, estimulándolos actuando entonces como disruptor endócrino en machos y hembras de diferentes especies animales (D’Mello et al., 1999, Haschek et al., 2002).

Mientras tanto, los hongos de las especies de los géneros Aspergillus y Penicillium se desarrollan principalmente durante el almacenamiento. Los Aspergillus son reconocidos por su capacidad de producir potentes toxinas como las aflatoxinas y las ocratoxinas (Navale et al., 2021).

Las aflatoxinas son hepatotóxicas, inmunosupresoras, mutagénicas, teratogénicas y carcinogénicas en todas las especies incluyendo el hombre (Zain, 2011), siendo una de ellas, la aflatoxina B1, el agente carcinogénico natural más potente que se conoce (Coppock et al., 2018).

En rumiantes pueden producir efectos agudos o crónicos, dependiendo de dosis y tiempo de exposición. Especialmente en vacas y otros rumiantes lecheros la intoxicación crónica tiene gran relevancia en la salud pública, ya que tanto la aflatoxina B1 como su metabolito M1 (que se elimina por leche) es carcinogénicos para el hombre (IARC, 1993; IARC, 2002), además de inmunosupresor para terneros lactantes.

Por su parte, las ocratoxinas, nefrotóxicas e inmunosupresoras, son producidas también por varias especies de hongos del género Penicillium (Perrone y Susca, 2017). La ocratoxina A es extremadamente potente, pero los efectos negativos en rumiantes son raros, ya que se transforma en rumen en compuestos menos activos por los protozoarios (Mobashar et al., 2010).

Tabla 1. Principales efectos en rumiantes de las micotoxinas observados en trabajos experimentales o de campo (resumido de Gallo et al., 2015) 

INICIO DE LA CONTAMINACIÓN Y CONDICIONES DE DESARROLLO

Por otra parte, el crecimiento de los hongos y la producción de toxinas por parte de estos no son constantes, sino que dependen de condiciones ambientales como la humedad y la temperatura. En general, condiciones de alta temperatura y humedad ambiental favorecen tanto el crecimiento del hongo como la producción de micotoxinas.

En este sentido, los fenómenos relacionados con el cambio climático parecen estar modificando los patrones de presentación de brotes de micotoxicosis, que están apareciendo en regiones donde antes no lo hacían (Tolosa et al., 2021).

La contaminación de hongos en los granos (y por lo tanto la concentración de micotoxinas) no es uniforme, siendo habitual que, en las partidas, en los silos u otros sitios de almacenamiento, aparezcan sectores más contaminados que otros, a modo de “focos de acumulación” (Food Safety authority of Ireland, 2009) y aún que existan diferencias entre granos de una misma partida (Tittlemier et al., 2022).

En silos de grano húmedo de sorgo almacenados en bolsas, García y Santos et al. (2020) reportan un efecto beneficioso del tiempo de almacenamiento. Si el almacenamiento se da en condiciones adecuadas, el pH bajo sostenido en el tiempo reduce la concentración de taninos condensados (que en el grano son potenciales protectores de la contaminación por hongos, pero dificultan la fermentación ruminal), y disminuye la contaminación fúngica.

De acuerdo con este trabajo, 180 días de almacenamiento en bolsas serían ideales para mejorar la fermentación ruminal de granos de difícil digestión y reducir la contaminación. Según García y Santos et al. (2022), en silos de grano de sorgo la abundancia relativa de Fusarium disminuyó después de 30 días de almacenamiento, y en granos con alto contenido de taninos disminuyó Aspergillus spp.

Estos hallazgos nos abren una perspectiva nueva sobre posibles ventajas de utilizar granos con altos contenidos en taninos para elaborar ensilajes, al menos en ambientes con alto riesgo de contaminación fúngica.

Es en este sentido que se recomienda sobre los alimentos: la identificación y cuantificación de los hongos toxicogénicos y la determinación y cuantificación de las concentraciones de micotoxinas. Con esta información se podrán tomar las medidas de control y prevención que permitan mitigar el riesgo de contaminación en alimentos de consumo humano y animal.

IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN

Para la identificación y cuantificación de los hongos toxicogénicos contaminantes de alimentos históricamente se realiza el aislamiento y la identificación morfológica según sus características fenotípicas. En estos métodos las colonias desarrolladas de los cultivos aislados de alimentos son contadas y transferidas a medios específicos para su identificación bajo microscopio óptico por sus características micro y macromorfológicas de acuerdo con las claves de identificación convencionales correspondientes para los principales géneros fúngicos.

Estos métodos permiten realizar la identificación de los aislamientos a nivel de especie mediante la amplificación y la secuenciación de diferentes genes (Ward et al., 2002; O´Donnell et al., 2004) o por amplificación con primers específicos (Nicolaisen et al., 2009; Scauflaire et al., 2012).

Para determinar y cuantificar concentraciones de micotoxinas en alimentos se pueden realizar diferentes métodos de inmunoensayos y cromatográficos (Diaz y Smith, 2005). Las técnicas cromatográficas como la cromatografía en capa fina (TLC), la cromatografía líquida (HPLC), la cromatografía líquida de ultra resolución (UHPLC) y la cromatografía líquida – espectrometría de masa (LC-MS).

Este último método LC-MS se está desarrollando ampliamente, por su gran potencial para evaluar grandes cantidades de muestras y simultáneamente diferentes micotoxinas (Krska et al., 2008). Otra metodología actualmente utilizada es una técnica combinada e integrada inmunocromatográfica rápida.

Este método combina anticuerpos en una única tira de membrana, permitiendo así la detección de diversos analitos en tan solo minutos. Requiere de un equipo portátil de cromatografía de flujo lateral, que permite determinar concentraciones de un amplio rango de micotoxinas en los propios establecimientos.

CONTROL + PREVENCIÓN

Para controlar y prevenir la contaminación por hongos toxicogénicos y micotoxinas en alimentos el manejo debe comenzar en el campo, ello incluye el tipo de siembra, variedad de cultivo, control de malezas, riego y rotación de cultivos (Edwards, 2004). Debido a que los factores climáticos no pueden ser controlados y éstos influyen sobre el desarrollo de hongos y micotoxinas, las medidas utilizadas en el campo muchas veces no son eficientes y se debe actuar en la cosecha y almacenamiento.

En la cosecha se debe evitar el daño del grano, ya que predispone a la contaminación por hongos y micotoxinas. Ya en el almacenamiento puede ser posible el control de la humedad y

 temperatura de modo que se pueda disminuir el riesgo de contaminación (Shapira & Paster, 2004). El medio ácido y la actividad hídrica baja son formas eficaces de controlar e inhibir el crecimiento bacteriano. Sin embargo, los hongos pueden crecer en una gama más amplia de condiciones fisicoquímicas que la mayoría de las bacterias.

Cuando los alimentos están contaminados por micotoxinas una de las estrategias utilizadas para su control es la aplicación de agentes secuestrantes. Estas sustancias son polímeros inorgánicos u orgánicos de gran peso molecular que reducen la absorción en el tubo digestivo de las micotoxinas, reduciendo la toxicidad de estas en el organismo animal. Para ello, los secuestrantes forman complejos irreversibles con estas toxinas en la luz intestinal y posteriormente son eliminadas por las heces (Devegowda y Murthy, 2005). La mayoría son compuestos orgánicos, inorgánicos o multimodulares (Díaz y Smith, 2005).