Introducción
Latinoamérica, luego del avance con el potencial acuerdo entre el Mercosur y la Unión Europea, se encuentra en un punto de inflexión. En el acuerdo está estipulado una reducción sustancial de aranceles y el potencial acceso a nuevos mercados de altos ingresos de más de 700 millones de personas (BBC News Mundo, 2026).
Sin embargo, el mercado europeo es un mercado sofisticado que ejerce mucha presión y da mucha importancia a los procesos de producción y su trazabilidad para asegurar el aprovisionamiento de alimentos seguros y sostenibles (Gill, 2026).
- En lo que respecta a la nutrición animal existe una paradoja con la suplementación de minerales, ya que estos son esenciales para vida, pero en exceso pueden llegar a ser tóxicos para los animales y nocivos para el medio ambiente (suelo y agua principalmente) (El Sitio Avícola, 2011).
Especialistas de la FAO analizaron en un informe principales fuentes de contaminación de suelo y agua (Figura 1). Entre ellas, destacaron que las principales prácticas agrícolas que contribuyen a la contaminación del suelo en Latinoamérica son el mal manejo de los fertilizantes minerales y plaguicidas, que son ampliamente aplicados en la región, y el uso de abono no compostado y purines como fertilizantes (FAO & PNUMA, 2022).
Figura 1. Gráfico jerárquico de las principales fuentes de contaminación del suelo en Latinoamérica. Fuente: (FAO & PNUMA, 2022).
Los microminerales que son aportados como correctores de fórmula son generalmente cobre (Cu), zinc (Zn), hierro (Fe), manganeso (Mn), yodo (I) y selenio (Se).
Actualmente parte de la suplementación se lleva adelante con activos que, por su baja solubilidad, deben ser suplementados en exceso.
Esto hace que más del 60% de los minerales suplementados empleando fuentes minerales menos solubles, tales como carbonatos u óxidos, sean excretados (FAO & UNEP, 2021).
- Teniendo en cuenta esto, resulta clave y muy necesario el desarrollo de nuevas tecnologías que puedan hacer más eficiente e incrementen el aprovechamiento de los minerales suplementados.
En la actualidad se están utilizando alternativas como los microminerales quelatados u orgánicos que logran una biodisponibilidad mayor que las alternativas basadas en sulfatos, óxidos y carbonatos (Valle, 2015), aunque en los últimos tiempos se han comenzado a utilizar microminerales encapsulados e hidroximinerales como formas de revalorización de fuentes inorgánicas que pueden resultar más económicas (Toro Velásquez & de los Mozos, 2024).
En esta línea, el Instituto de Nanosistemas de la Universidad de San Martín, junto a empresas del medio, ha trabajado en el desarrollo de un nuevo concepto de microminerales encapsulados en matrices nanoestructuradas que están siendo testeados en diversas aplicaciones (Mitidieri et al., 2022; Gochez et al., 2024).
La tecnología consta de una partícula base nanoestructurada que es capaz de encapsular diferentes iones metálicos (Tort Valls, Pilar, Buenos Aires, Argentina). De esta manera, se pueden obtener diferentes versiones del producto, dependiendo de qué elemento se procese, y producir versiones que contengan cobre, zinc, cobalto, entre otros.
- Estos productos, a pesar de presentar una carga metálica cuatro veces menor a sus versiones de óxidos equivalentes, presentan un desempeño similar, lo cual hace que su efecto por unidad metálica sea superior (Mitidieri et al., 2022; Gochez et al., 2024).
Actividad antimicrobiana y efecto sobre hongos micotoxigénicos in vitro
Esta plataforma tecnológica ha sido testeada como productos para controlar crecimientos fúngicos y bacterianos asociado con enfermedades en cultivos cítricos, vitivinícolas y olivícolas (Mitidieri et al., 2022; Gochez et al., 2024).
- También se ha estudiado su actividad antimicrobiana frente a bacterias Gram positivas y Gram negativas, tales como Staphyloccocus aureus, Pseudomonas aeruginosa, E. coli, así como levaduras como Candida albicans y hongos filamentosos (Raghupathi et al., 2011; Azam et al., 2012; Lemiere et al., 2013).
El mecanismo de acción propuesto involucra la generación de especies reactivas del oxígeno (ROS), alteraciones en la permeabilidad de membrana, liberación de iones metálicos y daño directo sobre macromoléculas celulares, incluyendo proteínas y ADN.
En el caso de los hongos capaces de producir micotoxinas como Fusarium verticillioides y Aspergillus parasiticus, la combinación de una versión de Cu y Zn nanoestructurados fue capaz de disminuir el desarrollo de colonias de F. verticillioides, de manera equivalente al tratamiento con ketoconazol (p≤0,05, Figura 2) y, consecuentemente se redujo la concentración de fumonisinas (FB1 y FB2) a niveles no detectables (Cuadro 1), resultado que coincide con lo reportado por estudios de otros autores, donde nanopartículas metálicas inhibieron la producción de micotoxinas al afectar viabilidad fúngica y expresión de genes clave en la ruta de síntesis de fumonisinas (Savi et al., 2013; Al-Rajhi et al., 2022).
Figura 2. Crecimiento radial del micelio de Fusarium verticillioides a través de medición del diámetro de colonia. Realizado por el Laboratorio de Toxicología del IP-IPVET INTA (información propia).
Mientras que en el caso de A. parasiticus, combinación de Cu y Zn nanoestructurados disminuyó el desarrollo de colonias (p≤0,05, Figura 3), a la vez que redujo la producción de micotoxinas (Cuadro 2), obteniendo un desempeño superior al logrado por el antifúngico ketoconazol.
- Estos resultados sugieren que los minerales nanoestructurados no solo afectan el crecimiento del hongo, sino que también modula procesos metabólicos vinculados con la síntesis de toxinas.
Retos y limitaciones de los estudios in vivo
Producción de aflatoxinas en Aspergillus spp. está fuertemente regulada por el estado redox intracelular y por la disponibilidad de cofactores metálicos que modulan la actividad de enzimas claves de esta vía (Reberberi et al., 2006).
- De esta manera, alteraciones en el balance oxidativo inducidas por metales o nanopartículas pueden modular la expresión de genes reguladores como aflR y afectar producción de toxinas incluso cuando el crecimiento fúngico no es completamente suprimido (Wang et al., 2022).
En consecuencia, el efecto observado podría explicarse por una acción combinada, una inhibición parcial del desarrollo micelial sumado a una interferencia en las rutas metabólicas responsables de producción de aflatoxinas.
Figura 3. Crecimiento radial del micelio de Aspergillus parasiticus a través de la medición del diámetro de colonia. Realizado por el Laboratorio de Toxicología del IP-IPVET INTA (información propia).
Cuadro 2. Concentración de aflatoxinas determinadas mediante cromatografía líquida de alta resolución
Cabe remarcar que el óxido cuproso al 70% también redujo la concentración de fumonisinas (Cuadro 1) y aflatoxinas (Cuadro 2).
- No obstante, en el caso de estas últimas, el perfil de reducción fue diferente al observado con la combinación nanoestructurada, lo que supone que el tamaño de partícula y la superficie específica podrían influir en la interacción con las estructuras celulares y con los sistemas enzimáticos implicados en la toxigénesis.
Evaluación in vivo de minerales nanoestructurados en pollos parrilleros
Los activos nanoestructurados también fueron evaluados como suplementos minerales y como alternativa al uso de antibióticos (ATB) en dos ensayos en pollos parrilleros realizados por la Sección de Avicultura del INTA-EEA Pergamino.
Ensayo 1. Evaluación como suplementos minerales
Se llevó a cabo un ensayo preliminar donde se evaluó el desempeño productivo de las aves con el suministro en la dieta de diferentes activos nano tales como nanopartículas de fosfato monocálcico, nanopartículas de selenio, nanoestructurados de cobalto, cobre y zinc en simultáneo, los cuales fueron suplementados a una dosis 50% inferior respecto de sus equivalentes comerciales.
A los 28 días, el tratamiento Control alcanzó un peso promedio de 1.617 g con una conversión alimenticia de 1,515, mientras que el grupo suplementado con activos nano obtuvo un peso de 1.453 g, con una conversión de 1,572, difiriendo significativamente solo en el peso (p≤0.05, Cuadro 3).
Si bien estos resultados podrían sugerir un menor desempeño con la suplementación nanoestructurada a dosis reducida, la interpretación debe realizarse con cautela dado que en esta prueba se evaluó una batería de cinco activos nano.
Esto supone que alguno de ellos podría haber sido limitante en etapas tempranas de crecimiento rápido, donde la tasa de deposición tisular y la actividad enzimática dependiente de metales es elevada.
A pesar de que las nanopartículas presentan mayor superficie específica y potencialmente mayor biodisponibilidad (Zhao et al., 2014; Swain et al., 2016), la relación dosis-respuesta no necesariamente es lineal, y la reducción excesiva del aporte puede comprometer funciones metabólicas esenciales, especialmente en condiciones de alta demanda fisiológica.
Cuadro 3. Resultados zootécnicos en pollos de 28 días de edad ensayo de evaluación del desempeño de una combinación de minerales nanoestructurados.
Otra cuestión no menor en la suplementación mineral es la seguridad metabólica. El Cu, si bien es esencial, puede generar efectos adversos cuando se acumula en el hígado, induciendo estrés oxidativo y alteraciones enzimáticas (Bach & Devant, 2004).
Al comparar una dieta Basal (sin suplementación de Cu), Cu nanoestructurado (100 g/t de Cu metálico) y Cu comercial (sulfato cúprico, 200 g/t de Cu metálico), no se observaron diferencias significativas en el contenido de Cu plasmático (p>0,05, Cuadro 4).
- Sin embargo, el grupo suplementado con Cu Comercial presentó una concentración hepática más de dos veces superior a la de los grupos NanoCu y Basal (p≤0,05, Cuadro 5).
Estudios previos han demostrado que nanopartículas minerales pueden modificar la cinética de absorción y la distribución tisular respecto de sales inorgánicas convencionales (Zhao et al., 2014), lo cual podría explicar la menor acumulación hepática observada, pese a una dosis proporcionalmente inferior.
De esta forma se reduce el riesgo de hepatotoxicidad.
Cuadro 4. Concentración de Cu en muestras de plasma de animales alimentados con diferentes fuentes de cobre.
Cuadro 5. Concentración de Cu+2 en muestras de hígado de animales alimentados con diferentes fuentes de cobre.
Ensayo 2. Alternativa a los antibióticos (ATB)
En el segundo ensayo se evaluó la eficacia de la combinación de nanoestructurado de Cu (130 g/t) y Zn (100 g/t) como alternativa a un ATB (virginiamicina, 20 g/t) bajo condiciones de desafío moderado (cama reutilizada con alta humedad, mayor densidad de aves, vacunación anticoccidial a 10x), lo que permite evaluar la capacidad de los tratamientos para mantener la integridad y funcionalidad intestinal (Iglesias, 2024).
La prueba se realizó entre el nacimiento y los 21 días de vida. Al final de esta, no se detectaron diferencias significativas en consumo, peso ni conversión entre los tratamientos Basal, ATB y NanoCuZn (p>0,05, Cuadro 6).
Cuadro 6. Parámetros zootécnicos a los 21 días de vida en pollos bajo condiciones de desafío moderado.
- El análisis histomorfométrico de duodeno y yeyuno-íleon mostró que el duodeno presentó mayor longitud de vellosidades independientemente del tratamiento (p≤0,05, Cuadro 7), lo cual es lógico, dada la función primaria de digestión y absorción inicial (Uni et al., 1999; Yamauchi, 2002).
El tratamiento con ATB presentó mayor longitud y superficie de vellosidad respecto al Basal (p≤0,05), lo que se asocia con el efecto clásico de los ATB sobre la reducción de carga microbiana y mejora de eficiencia absortiva (Dibner & Richards, 2005). Mientras que el tratamiento con Cu y Zn Nanoestructurados presentó un incremento significativo en la superficie (en ambas secciones intestinales) y en el ancho de la vellosidad duodenal respecto al Basal (p≤0,05).
Cuadro 7. Parámetros histomorfométricos a los 22 días de vida en pollos con desafío moderado.
El incremento en el ancho de la vellosidad duodenal sugiere una mayor superficie de absorción, probablemente asociado a mejoras de la integridad epitelial (Wang et al., 2022; Hu et al., 2024).
Sin embargo, en el tratamiento con Cu y Zn Nanoestructurados se halló una relación vellosidad/cripta inferior al tratamiento con ATB, sin diferir del Basal. Esto indicaría que existe una mayor tasa de recambio de enterocitos, reflejando una renovación activa, lo cual se vincula con un epitelio menos maduro e implica un mayor costo energético (Adibmoradi et al., 2006; Miles et al., 2006; Sun et al., 2016).
Actualmente se está completando este estudio, mediante la evaluación de la microbiota intestinal de los tres tratamientos.
Conclusiónes
Los minerales nanoestructurados de Cu y Zn mostraron un comportamiento diferente respecto de las fuentes inorgánicas convencionales. Pese a que no se observaron mejoras productivas concluyentes en todos los escenarios evaluados, sí se encontraron efectos destacables sobre la morfología intestinal bajo condiciones de desafío moderado y una menor acumulación hepática de cobre en comparación con el sulfato cúprico comercial.
- Además, su capacidad de modular la producción de micotoxinas in vitro sugiere que estos activos podrían integrarse como herramientas complementarias en la producción y almacenaje de granos.
Si bien es necesario continuar con ensayos complementarios para corroborar el potencial uso de productos nanoestructurados en salud y alimentación animal, estos productos podrían convertirse en una alternativa a versiones inorgánicas con mayores cargas metálicas y menor solubilidad que puedan competir con las versiones orgánicas de suplementos minerales, con el objetivo ulterior de reducir el potencial de contaminación, evitar efectos negativos en la salud de los animales mediante una menor acumulación de estos en hígado y reducir/evitar la utilización de ATB en los procesos productivos.