Doctora en Químicas, ha participado desde 1990 en numerosos proyectos públicos de investigación en el ámbito de la nutrición animal, […]
Doctora en Químicas, ha participado desde 1990 en numerosos proyectos públicos de investigación en el ámbito de la nutrición animal, a nivel estatal y europeo.
Desde su nombramiento como directora de Investigación en Nutrición de Monogástricos en IRTA – Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentaries – en 1998 ha liderado diversos proyectos vinculados a la revisión y evaluación de diversos aditivos de uso actual en alimentación animal – fitasas, carbohidrasas, agentes inmunoestimuladores y detoxificantes de micotoxinas – , además de dirigir proyectos privados con un gran número de empresas del sector.
De hecho, las micotoxinas y sus efectos tóxicos sobre los animales y el hombre se conocen desde hace mucho tiempo. Ya en el siglo X se describió en Francia una enfermedad conocida como el “fuego de San Antonio”, que se debía al consumo de centeno contaminado con “alcaloides ergóticos”, producidos por el hongo Claviceps purpurea.
Pero recientemente ha crecido la preocupación por estas sustancias tóxicas. Hay diversos aspectos a tener en cuenta: el incremento de la producción biológica, el auge en la producción de biocarburantes y el cambio climático.
En este tipo de producción, para evitar la proliferación de hongos se aplican sistemas como la rotación de cultivos y la reducción de la cantidad de nitrógeno utilizado como fertilizante.
En la producción de bioetanol, se procesan cereales como el trigo o maíz, en condiciones que favorecen que sus subproductos (como las pulpas o los DDGS) puedan ser contaminados por hongos.
En él, los factores medioambientales como la temperatura y la humedad relativa influencian el ciclo de vida de los hongos micotoxigénicos, y por tanto, su capacidad para producir micotoxinas.
El aumento progresivo de las temperaturas y la disponibilidad del agua pueden influir en la eficacia de las aplicaciones pre-cosecha de fungicidas y pesticidas y provocar un incremento en el número de microorganismos patógenos y de micotoxinas en toda la cadena alimentaria.
Este aumento de temperaturas también puede alterar la distribución geográfica o el ciclo de vida de los insectos que promueven infecciones fúngicas de cultivos, y que conlleven la aparición de microorganismos, y que enfermedades de origen alimentario propias de otras latitudes más cálidas se desarrollen en nuestro entorno.
También se ha observado que algunas especies de hongos están siendo desplazados por otros hongos más virulentos y agresivos. Por ejemplo, en informe de la FAO de 2008 sobre “el cambio climático y sus implicaciones en la seguridad alimentaria”, se describe que Fusarium culmorum está siendo sustituido por F. graminearum, más virulento.
En países con climas templados, como la zona sur de Europa, si la temperatura empieza a subir, se favorece el desarrollo de Aspergillus, y la producción de aflatoxina B1.
Se han identificado más de 300 tipos de micotoxinas, pero hasta el momento, solo una treintena de ellas presentan propiedades tóxicas realmente preocupantes.
Estas micotoxinas se encuentran como contaminantes naturales en diversos productos de origen vegetal, principalmente en los cereales (maíz, trigo, cebada, arroz) y sus subproductos, pero también en frutos como los pistachos, las nueces o las almendras.
Asimismo se pueden encontrar estas micotoxinas o sus metabolitos en alimentos de origen animal (como la aflatoxina M1, en la leche) procedente de la ingesta de ingredientes contaminados.
Las micotoxinas que más se encuentran en los ingredientes para alimentación animal son las aflatoxinas (principalmente la B1), la ocratoxina A, la zearalenona, el deoxinivalenol (DON), la toxina T-2 y las fumonisinas (principalmente la B1 y la B2), producidas por hongos del género Aspergillus y Penicillium (en los dos primeros casos) y del género Fusarium en el resto.
Asimismo podemos distinguir dos grupos en los hongos productores de micotoxinas: los que producen las toxinas en las plantas en el campo (como la zearalenona), y los que las producen después de la cosecha, principalmente durante el almacenamiento del grano (como la ocratoxina A).
A nivel mundial, se observa que las zonas en las que se registra más contaminación por micotoxinas son América del Norte y el sur de Europa, y globalmente, la micotoxina que aparece más es el deoxinivalenol (DON), con un 66% de prevalencia en las materias primas para piensos analizadas en el año 2014, y con un nivel de contaminación promedio de 1394 ppb.
Las otras micotoxinas que se encontraron en más de la mitad de las muestras analizadas el año 2012, en niveles superiores a los recomendados, fueron las fumonisinas (56% de las muestras, con un promedio de 1594 ppb) y la zearalenona (53% de las muestras, con un promedio de 221 ppb) (Biomin Survey Report 2014).
La formación de micotoxinas depende de muchos factores como la humedad, la temperatura, la presencia de oxígeno, tiempo de desarrollo del hongo, la integridad de los granos, etc.
El control de estos factores, en el sentido de prevención, es difícil en muchas ocasiones. Los sistemas de secado de grano y el almacenamiento también contribuyen en la aparición de contaminaciones.
Por ejemplo, los granos almacenados no deberían tener una actividad de agua superior a 0.65 y la temperatura de la masa de los granos en el interior de los silos en muchas situaciones sobrepasa los 20°C recomendados, para prevenir un crecimiento fúngico, que se agrava si hay una aireación deficiente o un exceso de impurezas.
Estas son algunas de las razones que explicaría la alta prevalencia de micotoxinas como contaminantes rutinarios de los ingredientes para piensos.
En primer lugar debe minimizarse la presencia de hongos toxigénicos, aplicando las Buenas Prácticas Agrícolas (GAP) en la fase de desarrollo de las plantas, asícomo la calidad y la temperatura de las instalaciones durante el almacenamiento del grano.
Una vez recogido el grano se pueden aplicar técnicas de limpieza (aspirado de polvo, lavado con carbonato sódico, separación de granos defectuosos, etc); pero todas estas técnicas presentan una relativa eficacia de descontaminación.
Además, las micotoxinas son muy termoresistentes, por lo que los tratamiento térmicos son en general poco útiles para reducir la contaminación.
En el establecimiento de los niveles máximos de micotoxinas en materias primas y piensos, se tienen en cuenta, la toxidad aguda y la toxicidad crónica, producida por bajos niveles de las micotoxinas.
Pero recientemente se están evaluando los efectos de la presencia conjunta de varias micotoxinas, y la toxicidad de las micotoxinas modificadas y de sus metabolitos, mediante técnicas más sensibles, no sólo sobre los órganos diana, sino también sobre el sistema immune, sobre el tracto digestivo y su influencia sobre un crecimiento inferior al esperado de los animales, aun sin mostrar signos de toxicidad evidente.
Ello lleva a pensar que en un futuro se rebajen los niveles máximos de toxicidad aceptados.
La EFSA aplica el termino de “micotoxinas modificadas” al grupo formado por las micotoxinas enmascaradas, las micotoxinas “ligadas” con otros compuestos a menudo polares, y a los metabolitos de las micotoxinas.
De una forma más global, las micotoxinas modificadas serían aquellas en las que su estructura química se ha alterado. Hasta hace poco este grupo de micotoxinas solo aparecía en algunos análisis de micotoxinas originales, y por ellos se denominaban enmascaradas. Las micotoxinas modificadas se pueden hidrolizar, biotransformar y absorber en el tracto gastrointestinal, de forma similar a las micotoxinas originales.
Aun así, las formas modificadas de las micotoxinas también deberían tenerse en cuenta en la medida de los niveles totales de contaminación. Es difícil de precisar de una forma general, ya que depende tanto del tipo de micotoxina y de su forma modificada, como del producto utilizado para detoxificar.
Se observa una distinta toxicidad de las micotoxinas según la especie: las aflatoxinas son muy tóxicas tanto para las aves como para el porcino, pero las aves son más sensibles a la presencia de la toxina T2 y de la ocratoxina, en tanto los cerdos se ven más afectados por los tricotecenos, en espacial DON.
En las aves, la metabolización en el hígado de la AFB1 produce los metabolitos aflatoxicol y AFB1-8,9-epoxido que conllevan la aparición de lesiones hepáticas. En el cerdo, la metabolización de la aflatoxina B1 en el hígado produce el metabolito AFM1, que puede aparecer en la leche de las cerdas y en el suero sanguíneo.
Los rumiantes son más resistentes a las micotoxinas que otras especies animales, pero se debe controlar la posible transferencia de micotoxinas, en particular las aflatoxinas, a la leche, donde se encuentra el metabolito AFM1.
Actualmente, se dispone de métodos más sensibles y rápidos para el análisis de las micotoxinas y sus metabolitos, como la cromatografía líquida con detector de masas (LC-MS/MS) que permiten determinar concentraciones más bajas, llegando a límites de cuantificación de 0.1 ppb, por ejemplo para el caso de la Aflatoxina B1.
Esta técnica permite asimismo el análisis de múltiples micotoxinas y sus metabolitos, que antes no eran ni siquiera detectados, lo que contribuye a un conocimiento cada vez mayor sobre la co-presencia de diferentes micotoxinas que pueden tener efectos sinérgicos.
Algunos procedimientos analíticos ya permiten detectar la presencia de diversas micotoxinas, a niveles muy bajos, lo que permite el control de las materias primas y piensos, pero aun son métodos caros, y algunos de ellos difícilmente pueden utilizarse en análisis de rutina. Sin embargo, se están desarrollando ya sensores que permitirán en un futuro detectar estas toxinas de forma rápida y más económica.
Ambas estrategias son necesarias, ya que no todas las micotoxinas responden de igual forma. Los agentes detoxificantes que actúan por secuestro son eficaces principalmente frente a las aflatoxinas, a la ocratoxina A y la toxina T-2 pero no frente a la mayoría de tricotecenos.
Para este grupo de micotoxinas, la estrategia de detoxificacion que parece más eficaz es su degradación a metabolitos no tóxicos, mediante agentes biotransformadores como son algunas bacterias, hongos, levaduras o enzimas.
En todo caso, la combinación de ambas estrategias es la más recomendada.
Las micotonixas son un grupo de compuestos de formula química y por tanto, de propiedades físicas y químicas muy variable. Por ello, los mecanismos de detoxificacion que son eficaces para algunos tipos no lo son para otros grupos. En concreto, los productos detoxificantes basados en adsorción/secuestro no son adecuados para el grupo de tricotecenos.
Los proyectos de investigación abarcan diversos ámbitos: el desarrollo de nuevos métodos de detección y análisis de las micotoxinas, los metabolitos que aparecen tras la ingestión y metabolización de las micotoxinas y su toxicidad, el posible sinergismo entre diversas micotoxinas, y los mecanismos de detoxificación.
En el caso de las micotoxinas que se adsorben poco, se están buscando cómo biotransformarlas, mediante enzimas específicos que degraden la estructura tóxica de la micotoxina. Y más concretamente, ¿en los que se llevan a cabo en su centro de investigación?
En nuestro centro, realizamos los estudios in vivo, en aves y en lechones, evaluando la eficacia de los productos detoxificantes sobre determinadas micotoxinas, en las condiciones experimentales indicadas por la EFSA.
Se evalúan los parámetros productivos de los animales, y se recogen muestras de sangre y heces, se pesan órganos y se estudia la integridad del tracto gastrointestinal y el estado immunitario de los animales. En las muestras recogidas puede analizarse la presencia de las micotoxinas en estudio.
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