Micotoxinas de Fusarium spp.: Cambio climático e impacto en la avicultura

En los últimos años, la producción avícola ha experimentado cambios debido al crecimiento de hongos y la presencia de micotoxinas en los cultivos de cereales utilizados para la alimentación de las aves. Estos cambios están relacionados con el fenómeno del cambio climático y presentan desafíos significativos en la industria avícola alrededor del mundo.

El hongo Fusarium y su relación con el cambio climático

El cambio climático persiste y continúa teniendo un impacto negativo en los cultivos de cereales a nivel global, (1). Este impacto se manifiesta en la pérdida de áreas de cultivo y en una mayor susceptibilidad a la contaminación fúngica y a la presencia de micotoxinas, compuestos tóxicos producidos de forma natural por ciertos tipos de hongos (5). 

Se proyecta que, en los próximos años, el cambio climático aumente las temperaturas en 1,4 a 5,5°C y triplique las concentraciones de dióxido de carbono (CO2). Esto tiene un fuerte impacto en los cultivos, lo que a su vez afecta la producción animal (1, 4). 

La exposición a concentraciones elevadas de dióxido de carbono (CO2) y las interacciones con la temperatura y la disponibilidad de agua, afectan la fisiología de los cultivos. Estos factores pueden modificar la composición de la micoflora en los cultivos durante su maduración, lo que favorece el crecimiento de hongos micotoxigénicos, bajo condiciones de estrés (3, 4).

El cambio climático propicia la proliferación del hongo Fusarium spp. en la producción avícola, debido al aumento de temperatura y humedad, consecuencia de las alteraciones en los patrones de precipitación y sequías (1).

Una interacción entre aumentos de temperatura, humedad y CO2, demostró potenciar el crecimiento de Fusarium (6).

El cambio climático propicia la proliferación del hongo Fusarium spp. en la producción avícola, debido al aumento de temperatura y humedad, consecuencia de las alteraciones en los patrones de precipitación y sequías (1).

Cada hongo presenta condiciones óptimas de temperatura y humedad para su crecimiento y producción de micotoxinas (6). Las especies de Fusarium spp. son adaptables y toleran distintos niveles de pH y temperaturas, entre 6⁰C a 40⁰C, con una óptima entre 18⁰C y 30⁰C y requieren alta humedad (20-22%) (1). 

La adaptación al cambio climático (CC) puede alterar su distribución geográfica y el patrón de micotoxinas (1). 

Las sequías y el estrés por calor a nivel mundial en el 2022 aumentaron la producción de micotoxinas en cultivos, afectando la calidad y seguridad alimentaria (2). 

Estos factores crean un entorno favorable para el crecimiento de este hongo en los cultivos de cereales destinados a la alimentación de las aves, especialmente en las etapas finales de desarrollo de las plantas, previo a la cosecha (5).

Micotoxinas del hongo Fusarium  

Los hongos Fusarium producen micotoxinas como el Desoxinivalenol (DON), la Zearalenona (ZEA) y las Fumonisinas (FUM), contaminando las materias primas y alimentos utilizados en la producción avícola, amenazando la salud de las aves y la calidad de los productos.

Datos recientes revelan que estas micotoxinas se encuentran a niveles preocupantes en varias regiones del mundo, lo que plantea un desafío global en la producción avícola (5). 

Fumonisinas 

Las Fumonisinas (FUM) son las micotoxinas más prevalentes en cereales en todo el mundo.

En los últimos años, investigaciones globales y regionales, han demostrado que las FUM ocupan el primer o segundo lugar en términos de tasas de positividad y concentraciones presentes en materias primas y en alimentos para animales (7). Entre ellas, la Fumonisina B1 se considera la más tóxica y prevalente, acompañada de la Fumonisina B2 y B3 (1).

La contaminación con FUM está estrictamente relacionada con las condiciones agroclimáticas, principalmente durante el período de floración y pre-cosecha del maíz. Durante los episodios de calor intenso y sequía que han afectado al maíz en los últimos años, se ha observado un incremento en la contaminación causada por Fusarium verticillioides y FUM (4). 

En 2022 se analizaron muestras de alimentos y materias primas en 7 países de Latinoamérica para evaluar la prevalencia de micotoxinas. Los resultados indican una alta prevalencia promedio, a una o más micotoxinas, del 80%.

Las más prevalentes fueron la Fumonisina B1 (59%), Zearalenona (51%), Aflatoxina (38%) y DON (30%). 

Según la encuesta DSM 2021, en Asia el maíz sufre una alta prevalencia de FUM de un 91%, en el Sur de Europa las tasas alcanzan entre el 75% y el 86% y, en América del Norte, es la segunda micotoxina más frecuente (69%) después de DON (70%) (7). 

La co-contaminación de FUM con DON potencia los efectos tóxicos de estas sustancias. Además, la capacidad de las FUM para convertirse en formas enmascaradas u ocultas añade cantidades adicionales que pueden llegar al 100% de los compuestos originales, lo que empeora significativamente la situación (9).

Deoxinivalenol (DON) Y Zearalenona (ZEA)

Las micotoxinas DON y ZEA conforman una de las combinaciones más prevalentes y de interacción sinérgica de toxicidad en cereales y alimentos (13). Fusarium graminearum ha desplazado a otros hongos, debido a cambios en las prácticas de rotación de cultivos y al incremento en el uso del maíz en la alimentación animal (4).

El cambio climático afectó la prevalencia, las lluvias y variaciones de temperatura durante los períodos de floración y maduración aumentan la contaminación del trigo y maíz (4).

Las concentraciones de ZEA en el maíz de Europa Central en 2021 se correlacionaron con el aumento de la lluvia y la temperatura durante la floración, que condujo a una mayor humedad propicia para los hongos y micotoxinas en el grano (13).

La micotoxina B-tricoteceno más prevalente es el Deoxinivalenol (DON), que tuvo una positividad del 52% en granos y alimentos en 2022, con un valor promedio de 814 μg/kg a nivel mundial.

Los hongos tóxicos de DON se encuentran comúnmente en áreas templadas y se están propagando debido al calentamiento global. Las combinaciones más observadas en cultivos y alimentos son DON con Fumonisina (FUM) y con Zearalenona (ZEA) (10). 

En la investigación de 2022 en Europa, DON fue el más prevalente, seguido de ZEA y FUM (10). 

Los análisis de muestras de maíz en EE. UU. durante 2021 indican un aumento en la presencia de micotoxinas en comparación con 2020. Los mayores cambios se observaron en en B-tricotecenos (+12 %) y Zearalenona (+8 %) (12).

Impacto de las Micotoxinas de Fusarium en la producción avícola

Las micotoxinas de Fusarium tienen un impacto significativo en la producción avícola, ya que las aves son particularmente sensibles a estas sustancias tóxicas.

Las Fumonisinas, pueden causar daños en varios órganos, incluyendo el riñón, el hígado, los pulmones y el corazón, lo que resulta en un bajo crecimiento y rendimiento, un aumento en el peso de los órganos (hígado, proventrículo y molleja) y efectos inmunosupresores. 

Además, la exposición a estas toxinas aumenta la susceptibilidad a infecciones por Salmonella spp. y Clostridium spp., provocando pérdidas económicas considerables (8). 

El Deoxinivalenol (DON) inhibe la síntesis de proteínas y puede afectar negativamente la función gastrointestinal y el sistema inmunológico de las aves. Los impactos crónicos incluyen la reducción del consumo de alimento y de la ganancia de peso corporal, así como también la alteración de la absorción de nutrientes y una mayor susceptibilidad a enfermedades infecciosas (10). 

Por otro lado, la Zearalenona (ZEA) puede imitar a los estrógenos naturales y afectar la función de los órganos reproductores, así como la producción y calidad de los huevos. Además, tiene efectos tóxicos en el hígado, riñón y sistema inmune. 

Conclusión

Es importante tener en cuenta que, siempre existe cierta contaminación con micotoxinas y debido a los efectos sinérgicos de las micotoxinas combinadas, esto puede representar un riesgo para los animales. Por lo tanto, el uso de aditivos alimentarios de amplio espectro con propiedades inactivadoras de micotoxinas, que actúen antes de que lleguen al intestino, es esencial para evitar que sean absorbidas y produzcan sus efectos nocivos.

Referencias

Zingales, V.; Taroncher, M.; Martino, P.A.; Ruiz, M.-J.; Caloni, F. Climate Change and Effects on Molds and Mycotoxins. Toxins 2022, 14, 445. https://doi.org/10.3390/ toxins14070445

EFECTOS A LARGO PLAZO DEL CALOR Y LA SEQUÍA EN LA AGRICULTURA (2022, septiembre). Dr. Bata LTD. Monthly Newsletter. 

Medina, Angel & Rodríguez, Alicia & Magan, Naresh. (2015). Climate change and mycotoxigenic fungi: Impacts on mycotoxin production. Current Opinion in Food Science. 5. 10.1016/j.cofs.2015.11.002.

Magan, Naresh & Medina, Angel & Aldred, D.. (2011). Possible climate‐change effects on mycotoxin contamination of food crops pre‐ and postharvest. Plant Pathology. 60. 150 – 163. 10.1111/j.1365-3059.2010.02412.x.

FAO (2023) Micotoxinas. https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/mycotoxins

El cambio climático afecta el riesgo de micotoxinas en todo el mundo. (2022, Noviembre). Dr. Bata LTD. Monthly Newsletter. 

Ocurrencia global de las fumonisinas en materias primas y alimentos para animales (2022, octubre). Dr. Bata LTD. Monthly Newsletter. 

Impacto negativo de las fumonisinas en la producción animal (2022, septiembre). Dr. Bata LTD. Monthly Newsletter. 

EFSA CONTAM Panel (EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain), Knutsen H-K, Alexander J, 2018. Scientific opinion on the risks for animal health related to the presence of fumonisins, their modified forms and hidden forms in feed. EFSA Journal 2018;16(5):5242, 144 pp. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2018.5242

Ocurrencia global de Deoxynivalenol en materias primas y alimentos para animales (2023, marzo). Dr. Bata LTD. Monthly Newsletter. 

Toxicidad de Zearalenona en producción animal (2022, diciembre). Dr. Bata LTD. Monthly Newsletter. 

Sitio web: https://mycotoxinsite.com/home/?lang=en

Ocurrencia global de Zearalenona en materias primas y alimentos para animales (2023, enero). Dr. Bata LTD. Monthly Newsletter.