Micotoxinas em suínos: Zearalenona

A alimentação animal é uma parte essencial da cadeia alimentar e desempenha um papel fundamental na segurança e qualidade dos produtos de origem animal na cadeia de abastecimento alimentar.

No entanto, a contaminação natural de matérias-primas alimentares com patógenos fúngicos, antes e depois da colheita, é um problema contínuo e crescente em todo o mundo, pois muitas dessas espécies de fungos produzem micotoxinas que interferem na saúde animal (Siri- Anusornsak et al., 2022).

A Zearalenona (ZEA) é uma micotoxina produzida principalmente por fungos pertencentes ao gênero Fusarium, incluindo F. culmorum, F. graminearum e F. crookwellense, em cereais e rações (Seeling et al., 2006; Mallmann & Simões, 2022). A ZEA é classificada como um metabólito fúngico estrogênico não esteroide, quimicamente descrito como uma lactona do ácido resorcílico (Mallmann & Simões, 2022).

Os níveis de contaminação de ZEA variam distintamente por região, país e clima. Essa micotoxina é comumente encontrada contaminando cereais em regiões com temperaturas baixas e alta umidade (Caballero et al., 2015).

Muitas pesquisas revelaram uma interação potencial entre as concentrações de ZEA em grãos e rações balanceadas e as chuvas que ocorreram em um determinado ano (Bryden, 2012; Audenaert et al. 2014).

Como exemplo, em 2014, na Sérvia, devido às severas condições climáticas úmidas, foi encontrada uma prevalência de 100% de zearalenona nas amostras de milho (Kos et al., 2020; Kos et al., 2021).

O milho é o cereal mais contaminado, embora a ZEA também tenha sido encontrada em soja, arroz, centeio, sorgo, aveia, cevada e produtos de trigo (Zinedine et al., 2007). Gruber-Dorninger et al. (2019) analisaram 74.821 amostras coletadas em 100 países e, dentre as micotoxinas testadas, ZEA é uma das três principais com a maior taxa de contaminação em todas as regiões do mundo, exceto no sul da Ásia.

Com 45% de prevalência e concentração média de 55 μg/kg de Zearalenona entre as amostras positivas. A positividade e a concentração da micotoxina encontrada neste levantamento são apresentadas na Tabela 1.

Tabela 1 – Ocorrência global de Zearalenona em amostras de diferentes commodities. Adaptado de Gruber-Dorninger et al. (2019).

No levantamento de micotoxinas na América do Sul, ZEA é a segunda micotoxina mais prevalente após a fumonisina, e a taxa positiva e o valor médio foi de 46,9% e 51 μg/kg para ingredientes de ração e ração animal de 2008 a 2017, respectivamente.

Além disso, a América do Sul produziu a terceira maior taxa de contaminação de ZEA em comparação com outras regiões do mundo, e 13,1% das amostras positivas não cumpriram o menor valor de orientação da União Europeia (100 μg/kg) (Gruber-Dorninger et al., 2019).

Na análise de amostras de milho do Brasil foi constatado 78,6% de positividade para ZEA na faixa de concentração de 15,4 a 72,1 μg/kg em 2016. Outro levantamento de micotoxinas de 2022 indicou resultado de ZEA com taxa de prevalência em 69% (Vetanco, 2023), das amostras e uma concentração média de 157 μg/kg, considerada desta forma em alto nível de risco.

A zearalenona é uma micotoxina com efeitos fortemente estrogênicos, hepatotóxicos, bem como imunotóxicos (Azam et al., 2019; Zinedine et al., 2007).

As sensibilidades das toxicidades de ZEA em animais de produção dependem da taxa de distribuição destes metabólitos no animal e das situações do sistema reprodutivo (por exemplo, macho ou fêmea; período de desenvolvimento ou gestacional) (Fink-Gremmels et al., 2007).

O metabolismo da zearalenona ocorre no fígado e é transformada em dois metabólitos primários: α-zearalenol (α-ZEA) e β-zearalenol (β-ZEA) (Olsen et al., 1987; Malekinejad et al., 2006), que são estruturalmente semelhantes ao estrogênio endógeno, portanto, ligam-se aos receptores de estradiol na ausência ou na baixa presença de estrogênio, resultando em alterações morfológicas e biológicas nos órgãos reprodutivos (Fink-Gremmels et al., 2007).

Além disso, ZEA causa alterações reprodutivas devido ao maior potencial estrogênico do que outros compostos estrogênicos não esteroidais naturais (Zinedine et al., 2007).

O α-ZEA tem maior afinidade por receptores de estrogênio e, portanto, é mais tóxico que a ZEA, enquanto a β-ZEA tem menor afinidade por esses receptores, tornando-o praticamente nulo (Ropejko & Twaruzek, 2021).

Os suínos são a espécie de animais de produção mais sensíveis aos efeitos da ZEA, enquanto os ruminantes ocupam a segunda posição dentre as espécies mais sensíveis e, no final desta lista se encontram as aves, caracterizadas como a espécie mais resistente (Ji et al., 2019).

A principal razão para este fenômeno é que o principal metabólito é α-ZEA em suínos, enquanto em ruminantes e aves é β-ZEA (Buranatragool et al., 2015).

O fígado é o principal órgão de distribuição de zearalenona, pois induz alterações histopatológicas e causa um aumento nas transaminases séricas e nos níveis de bilirrubina (Zinedine et al., 2007).

No geral, não afeta negativamente o desempenho zootécnico em animais de produção, a menos que esteja presente em níveis extremamente altos em cereais e rações (Winkler et al., 2014).

E, embora seja fortemente estrogênico, a quantidade de ZEA que se transfere para os produtos animais finais (carne, ovos e leite) é mínima em sistemas agrícolas típicos (Liu & Applegate, 2020), portanto, humanos tem baixa probabilidade de contaminação indireta por meio do sistema da cadeia alimentar.

Como citado anteriormente, os suínos são considerados como espécie mais suscetível à ZEA, sendo as fêmeas neonatas mais suscetíveis, comparadas com fêmeas maduras e machos (Hennig-Pauka et al., 2018; Liu et al., 2019).

Os efeitos estrogênicos preliminares desta micotoxina induzem distúrbios de fertilidade (infertilidade ou fertilidade reduzida) (Tassis et al., 2022), inibindo a secreção de hormônios esteróides, interferindo na resposta estrogênica na fase pré-ovulatória e na maturação folicular (Zhang et al., 2018; Silva et al., 2021). Na Tabela 2 são apresentados os níveis máximos de micotoxinas em suínos de acordo com a fase de produção.

 

Distúrbios de fertilidade causados pela contaminação por ZEA em

A alimentação de fêmeas suínas com 1,3 mg/kg de ZEA na ração reduz os níveis de plaquetas, hemoglobina, globulina, triglicerídeos e lipoproteínas de alta densidade no soro; aumenta as atividades enzimáticas; e leva à degeneração do fígado e rins (Jiang et al., 2010). Além disso, a ZEA tem ação tóxica no fígado e baço, induzindo estresse oxidativo e inflamação (Dänicke et al., 2007; Denli et al., 2015).

Pesquisas de meta-análise descrevem que rações contendo uma média de 3,8 mg/kg de ZEA interferem no desempenho zootécnico, em 15,8% no consumo de ração e 28,8% em reduções no ganho de peso (Hee et al., 2013).

Por fim, considerando os efeitos em futuras gerações, os leitões podem ser expostos aos efeitos da ZEA durante a gestação ou pela ingestão do leite contaminado (Dänicke et al., 2007).

Normalmente, o histórico de introdução de uma partida nova de alimento, às vezes com características macroscópicas alteradas, está associado ao quadro de intoxicação (Dilkin, 2002). O diagnóstico presuntivo é baseado principalmente na observação de sinais clínicos e na análise dos cereais e rações.

No entanto, a ZEA, assim como muitas outras micotoxinas, pode apresentar efeitos antes que os sinais clínicos se tornem evidentes (Jakimiuk et al., 2015).

O diagnóstico definitivo é realizado através da detecção da micotoxina no alimento dos animais intoxicados. As técnicas laboratoriais mais utilizadas são análises por kits de ELISA, Cromatografia em Camada Delgada (TLC) e Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) (Dilkin et al., 2001).

A análise de amostras de cereais e ração é acompanhada por certos desafios, pois as amostras representativas de rações precisam ser coletadas, levando em consideração a distribuição não homogênea de certas micotoxinas dentro de um lote (Miraglia et al., 2005).

Além disso, o momento da amostragem, pois os lotes de rações podem ter trocado entre o momento da coleta de amostra e o início dos efeitos induzidos pela micotoxina.

O melhor método para prevenir a contaminação de alimentos com micotoxinas é prevenir o crescimento de fungos, porém, a contaminação de grãos é um problema real e que pode ocorrer em diversos momentos como na lavoura durante o cultivo dos grãos, durante o período pré-colheita ou por condições inadequadas de armazenagem.

Na prática, podem ser utilizadas diferentes estratégias para minimizar os efeitos da ZEA na produção de suínos. Assim como há uma grande variedade de micotoxinas, existe uma enorme variedade de métodos de controle. Esses variam desde:

Boas práticas agrícolas de armazenamento, à produtos enzimáticos com um elevado valor tecnológico.

Os inibidores fúngicos impedem o crescimento vegetativo de fungos e, consequentemente, a formação de micotoxinas durante o armazenamento de grãos.

Enquanto os adsorventes agem na remoção de micotoxinas no trato digestivo dos animais, dependendo basicamente da polaridade (carga iônica das moléculas) de cada micotoxina, sendo que neste caso específico, a ZEA possui uma polaridade muito baixa, desta forma, não sendo caracterizada como a melhor ferramenta de controle frente a este desafio.

Nos últimos anos, o uso de enzimas para a inativação de micotoxinas tornou-se uma ferramenta segura e efetiva, com ação sobre uma ampla gama de micotoxinas que na sua maioria não são adequadamente controladas por métodos tradicionais.

Os inativadores enzimáticos têm uma atividade biológica que lhes permite alterar a estrutura química das micotoxinas, transformando-as em metabólitos atóxicos e, agindo de forma específica, cada enzima em cada micotoxina, desta forma sem danos colaterais ao animal e/ou a dieta.

 

Um estudo realizado por Tso et al. (2019) comparou a eficácia dos diferentes produtos comerciais (adsorventes e inativadores enzimáticos) na eliminação de ZEA, utilizando um modelo in vitro dinâmico, simulando as condições digestivas dos suínos.

No ensaio, pode-se observar que os adsorventes não tiveram uma boa eficácia sobre a ZEA, uma vez que somente foram capazes de eliminar menos de 40% do desafio inicial. Por outro lado, os produtos enzimáticos apresentaram maior eficiência de eliminação, mas com diferenças muito perceptíveis segundo o pH de ação das enzimas (Figura 2).

É fundamental escolher a ferramenta mais adequada, haja visto o desafio de micotoxinas encontrado em cada situação, principalmente para micotoxinas de baixa polaridade como a zearalenona, sendo desta forma os inativadores enzimáticos uma opção viável pois apresentam maior capacidade de eliminação desta micotoxina.

É importante também entender as características das enzimas (pH de ação), priorizando as que tenham ação em caráter ácido, pois a inativação já iniciará a nível de estômago.