08/09/2016
Micotoxinas

Aplicación de Biomarcadores en campo. Control de micotoxinas en producción animal

Mª Elena Guynot de Boismenu 1; Néstor Serra Gómez-Nicolau 2
1Dpto. I+D de Adiveter, S.L., meguinot@adiveter.com; Dpto. Técnico de Adiveter, S.L., nserra@adiveter.com 2

Los biomarcadores de exposición miden la dosis interna, es decir, la micotoxina absorbida, y los biomarcadores de efecto miden cambios estructurales o funcionales producidos en el organismo tras la exposición a la micotoxina.

El análisis de biomarcadores de exposición representa un avance en la evaluación y el control del problema de la contaminación por micotoxinas, y supone a la vez una herramienta de verificación del correcto funcionamiento de los secuestrantes.

Las micotoxinas son productos tóxicos derivados del metabolismo natural de ciertos hongos filamentosos producidos en condiciones favorables de humedad y temperatura.

          A nivel mundial, tienen una repercusión importante en la seguridad alimentaria y provocan importantes pérdidas económicas.

          » En alimentación animal las siguientes micotoxinas son de importancia estratégica:

  • AFLATOXINA B1 (AFB1)
  • ZEARALENONA (ZEA)
  • DEOXINIVALENOL (DON)
  • FUMONISINA B1 (FB1)
  • FUMONISINA B2 (FB2)
  • OCRATOXINA A (OTA)
  • TOXINA T-2 (T2)
  • TOXINA HT-2 (HT2)

 

NUEVAS HERRAMIENTAS PARA EVALUAR EL GRADO DE EXPOSICIÓN

La principal ruta de exposición a las micotoxinas es por a oral, por ingesta de alimentos contaminados, existiendo también la absorción cutánea y respiratoria.

         La exposición a concentraciones bajas o moderadas de micotoxinas durante un período largo de tiempo micotoxicosis crónica–, suele ser la causa más importante de pérdidas económicas en el sector pecuario.

 

Los efectos generales de las micotoxinas en el organismo son:

  • Disminución del crecimiento, producción y desarollo
  • Menor desarrollo y resistencia a enfermedades
  • No obstante, los cuadros de micotoxicosis pueden confundirse con otras enfermedades o con deficiencias nutricionales o de manejo

 

NIVELES DE LOS ESTUDIOS DE EXPOSICIÓN A MICOTOXINAS

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El estudio de la exposición a micotoxinas puede realizarse a distintos niveles mediante:

  • El análisis de materias primas pienso
  • La determinación de micotoxinas y sus metabolitos en muestras fisiológicas (sangre, bilis, orina, hígado y riñón), herramienta que se utiliza frecuentemente para un diagnóstico preciso del grado deexposición (Dänicke et al., 2013).
  • La aplicación de esta herramienta requiere del uso de técnicas sofisticadas y sensibles que permitan detectar niveles de ppb y ppt.
  • El uso de métodos basados en la cromatografía líquida acoplada a un detector de espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) permite el desarrollo de métodos altamente sensibles y selectivos, factibles de ser aplicados en el análisis de metabolitos a concentraciones muy bajas y en muestras biológicas complejas (Ediage et al., 2012; Solfrizzo et al., 2011;Warth et al., 2012, Gambacorta et al., 2013 y Pitt, 2009).

 

ABSORCIÓN & BIOTRANSFORMACIÓN

Una vez ingeridas, el destino de las micotoxinas viene determinado por una secuencia de procesos:

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Figura 1. Modelo ADME aplicado a las micotoxinas

 

ABSORCIÓN

Después de la ingesta, la absorción ocurre principalmente a nivel del tracto digestivo, por difusión pasiva.

La cinética o tasa de absorción dependerá de las características químicas de la micotoxina y de la fisiología de la especie animal.

Las aflatoxinas son absorbidas rápidamente en todas las especies.

Los tricotecenos, ocratoxina y fumonisina tienen una absorción que puede variar entre 1 y 65%.

La fumonisina, dado su carácter polar, tiene una absorción muy baja, un 4% en cerdos y un 0,7%

 

CIRCULACIÓN

La circulación de las micotoxinas en el organismo también determina su grado de toxicidad.

Sobre ZEA, Zwierzchowski et al. (2005) postularon que sus fluctuaciones en suero pueden deberse a recirculación y probablemente a la función detoxificadora del hígado.

Hecho también observado  por Goyart et al. (2007), quienes encontraron una alta variación entre cerdos que consumieron DON en relación a su concentración sérica.

Los autores concluyen que el nivel de exposición no puede ser predicho a través del análisis de DON en suero.

En el caso de OTA, la reabsorción activa a nivel de los túbulos proximales del riñón retarda su eliminación, aumentando su vida media en sangre y acumulación en el tejido renal (Milićević, 2008).

La biotransformación es el mecanismo por el cual el organismo modifica los xenobióticos (compuesto ajeno al organismo), a través de las reacciones de FASE I (activación) y de FASE II (detoxificación).

Micotoxinas con recirculación entero-hepática se segregan a través de la bilis al lumen intestinal, incrementando su tiempo de exposición y ejerciendo nuevamente su toxicidad sobre el tejido epitelial.

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Figura 2. Sistema de recirculación entero-hepática

 

BIOTRANSFORMACIÓN

La biotransformación es el mecanismo por el cual el organismo modifica los xenobióticos (compuesto ajeno al organismo), a través de las reacciones de FASE I (activación) y de FASE II (detoxificación).

En las micotoxinas la biotransformación ocurre en el tracto digestivo, por la acción de microorganismos (especialmente importante en rumiantes), y en hígado y riñón por acción enzimática.

 

METABOLIZACIÓN

La metabolización puede:

  • Disminuir el efecto tóxico de las micotoxinas
  • Producir un metabolito s tóxico que la molécula original

 

ZEA es metabolizada principalmente a α-ZEA y β-ZEA.

α-ZEA tiene más afinidad por receptores estrogénicos que ZEA, mientras que el isómero β-ZEA está considerado como un metabolito de detoxificación (Goyart et al., 2007).

Los cerdos son s sensible a ZEA, ya que α-zearalenona es el principal metabolito, mientras que en animales s resistentes a esta micotoxina, como aves y rumiantes, se produce principalmente β-ZEA (Olsen, 1989).

Según diversos autores, la ingesta de micotoxinas se relaciona con una posible transferencia hacia los órganos del animal (Goyarts et al., 2007; Khan et al., 2013; Petterson, 2004; Völkel et al., 2011), pudiéndose detectar la propia micotoxina o sus metabolitos en tejidos, fluidos y productos de origen animal (leche y huevos).

Según Bryden (2012) y Völkel et al. (2011), los factores que determinan la metabolización/ excreción, grado de transferencia y acumulación o deposición en tejidos son:

  • La propia micotoxina
  • La especie y raza del animal
  • La concentración de micotoxina, cantidad y duración del consumo de alimento contaminado
  • El estado de salud del animal

 

BIOMARCADORES

Los biomarcadores se definen como cambios o alteraciones celulares, biológicas o moleculares que se producen en los tejidos en respuesta a un xenobiótico, en este caso las micotoxinas (Turner et al., 1999; Mayeux, 2004; Garban et al., 2005; Baldwin et al., 2011; Silins y Högberg, 2011). (Tabla 1).

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Tabla 1. Biomarcadores presentes en fluidos o tejidos que pueden ser utilizados para medir la exposición a las principales micotoxinas que afectan a los animales (fuente: adaptado de Baldwin et al., 2011)

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CLASIFICACIÓN DE BIOMARCADORES

Según el Committe on Biological Markers of the National Research Council (1987), los biomarcadores se clasifican en:

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Figura 3. Clasificación de biomarcadores adaptado de Groopman y Kensler, 1999

 

Los biomarcadores de exposición miden la dosis interna (micotoxina absorbida), mediante el análisis de la micotoxina o alguno de sus metabolitos.

Los biomarcadores de efecto miden cambios estructurales o funcionales producidos en el organismo tras la exposición a la micotoxina.

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EN SANGRE

Los niveles de micotoxinas reflejan un corto período de tiempo de exposición (unas pocas horas o días) (Silins y Högberg, 2011).

EN TEJIDOS

La detección refleja una exposición a más largo plazo.

Siendo en el hígado donde los residuos xenobióticos persisten durante más tiempo, resulta una matriz idónea para el análisis de residuos de micotoxinas.

 

El tiempo que transcurre entre la retirada del alimento contaminado y la toma de muestra influirá en el nivel de residuos de micotoxinas en los tejidos, ya que el metabolismo de la micotoxina ingerida sigue su curso, resultando en la eliminación a través de la orina y/o heces.

Al no continuar la ingesta, el animal es capaz de depurar o eliminar la toxina hasta niveles no detectables (Gimeno, 2014).

Según Goyart et al. (2007), al aumentar el intervalo entre el fin de ingesta de DON y el sacrificio de los animales, la concentración de DON+DON-1 en suero, riñón, musculo y grasa trasera disminuye, en bilis aumenta, mientras que en el hígado la concentración permanece constante.

Este tiempo de depuración está determinado por la toxicocinética que sigue la micotoxina y la especie animal (Pettersson, 2004).

Debemos tener en cuenta en el análisis de micotoxinas en órganos que la actividad enzimática no se detiene completamente, por lo que se debe mantener la cadena de frío (congelación o refrigeración) durante el transporte y conservación de la muestraA diferencia de alimentos y piensos, en tejidos y fluidos biológicos, la distribución de las micotoxinas es homogénea.

A diferencia de alimentos y piensos, en tejidos y fluidos biológicos, la distribución de las micotoxinas es homogénea.

En animales pequeños se aconseja procesar todo el órgano; en animales grandes, por ejemplo cerdo, basta con homogenizar parte del órgano y luego tomar una sub-muestra para ser procesada (Valenta et al., 1998).

La determinación de micotoxinas en tejidos proporciona información indirecta de la ingesta de micotoxinas y una estimación veraz del grado de exposición a las mismas, mientras que el control de contaminación en alimentos puede verse afectado por errores de muestreo (Dragan et al., 2010).

El programa ADIVETER consta de un sistema de detección y cuantificación de micotoxinas en materias primas y piensos completos; y de la evaluación de biomarcadores de exposición en hígado de animales afectados (obtenidos mediante necropsia de las bajas o colas en la propia explotación o a nivel de matadero).

Los métodos de análisis desarrollados por Adiveter para la detección y cuantificación de micotoxinas y sus metabolitos se basan en LC-MS/MS.

En el caso de detectar la presencia de micotoxinas, se lleva a cabo un estudio de la problemática existente en las instalaciones y se plantea un plan de acción para contrarrestar los efectos.

 

PROGRAMA ADIVETER DIAGNÓSTICO DE MICOTOXINAS EN CAMPO |

DIAGNÓSTICO DE MICOTOXINAS EN CAMPO | Estimación de la magnitud del problema en los animales afectados de la explotación.

DIAGNÓSTICO DE MICOTOXINAS EN FÁBRICA DE PIENSO | Analíticas de micotoxinas en materias primas y piensos.

ESTRATEGIA DE PREVENCIÓN EN PIENSOS | Aplicación de un adsorbente de micotoxinas y de fungicidas.

VERIFICACIÓN DEL PROGRAMA DE CONTROL | Analíticas de cuantificación de residuos de micotoxinas y/o sus metabolitos en hígados obtenidos en granja y/o matadero.

 

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