Monográfico

Micotoxinas LATAM

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La población mundial ha crecido rápida y sostenidamente durante las últimas décadas y, consecuentemente, la producción de alimentos de origen animal y la seguridad alimentaria se convirtieron hoy en desafíos de enorme importancia.

Más del 70% de la producción mundial de cereales es destinada a la alimentación animal: por lo tanto, cualquier alteración en la calidad de estas materias primas para la elaboración de alimentos provocará significativos impactos en la productividad animal.

La contaminación de los granos con diferentes especies de hongos no es una novedad, sin embargo, algunos cambios recientes en el clima y en las tecnologías para el cultivo, combinados con la gran capacidad de adaptación de estos hongos, han incrementado su prevalencia.

Está claro que la contaminación de los granos con hongos no es sólo un problema en sí mismo, sino que bajo ciertas condiciones ambientales (temperatura, disponibilidad de oxígeno y humedad) producirán metabolitos tóxicos (micotoxinas).

Las micotoxinas son compuestos con diversa estructura química, en general de bajo peso molecular, producidas por muchas especies de hongos siendo los principales Aspergillus, Penicillium y Fusarium.

Estos hongos y sus metabolitos tóxicos afectan la calidad de las materias primas y por esta vía causan pérdidas económicas millonarias; por mencionar sólo una estadística podemos citar la estimación de los Estados Unidos en USD 900 millones millones (Desjardins et al, 2003).

 

Figura 1. Estructura molecular de las micotoxinas de mayor prevalencia

 

 

La contaminación por micotoxinas puede ocurrir en diversas etapas de la producción de granos tales como previo a la cosecha, el transporte, procesamiento y almacenamiento. Tanto la contaminación fúngica como la posterior producción de micotoxinas están estrechamente relacionadas con factores como la humedad, la temperatura, el nivel de oxígeno y la calidad del grano (Tabla 1).

 

Tabla 1. Hongos productores de micotoxinas y las condiciones climáticas para su desarrollo

Las mejoras en la calidad del proceso de cosecha, procesamiento y almacenamiento de grano hacen que las micotoxinas producidas por hongos durante el período posterior a la cosecha (por ejemplo, Aflatoxinas) presenten, en la actualidad, una incidencia menor.

Por otro lado, las micotoxinas producidas por Fusarium spp. se forman en los granos todavía en el campo, por lo que la existencia de estas toxinas no depende de la calidad del almacenamiento. Como resultado, éstas, han tomado una importancia creciente en los programas de control.

 

Debido a que los métodos de control varían según la micotoxina prevalente en cada caso, resulta de vital importancia conocer la prevalencia de micotoxinas en las distintas zonas y su estacionalidad.

Durante el 2019, Vetanco S.A. ha realizado más de 4000 determinaciones de micotoxinas en materias primas de 8 países de Latinoamérica. Del total analizado se obtuvo una positividad del 76%.

 

Las prevalencias para cada micotoxina se pueden visualizar en el gráfico 1.

Gráfico 1. Porcentaje de prevalencias generales del 2019

 

Mecanismos de acción

La ingestión de micotoxinas por parte de los animales puede causar cuadros agudos o crónicos. Las lesiones pueden ser desde severas úlceras y mortandad hasta una leve disminución de los parámetros productivos.

Sin embargo, las consecuencias más comunes de la ingestión de micotoxinas son la disminución de la inmunidad y las alteraciones del tracto gastrointestinal (TGI).

Aunque cada tipo de micotoxina incide de manera distinta sobre los animales, existen extensos reportes de cómo las micotoxinas interactúan con el epitelio intestinal.

Lograr un TGI sano es clave para lograr un adecuado desarrollo de la microflora intestinal y así poder obtener los resultados productivos deseados (Bryden, W.L., 2004).

Actualmente se conocen aproximadamente 300 tipos distintos de micotoxinas, pero se estima que pueden existir más de 20.000 tipos diferentes. En la producción animal, algunas de las micotoxinas de mayor relevancia son:

  • Aflatoxinas
  • Fumonisinas
  • Ocratoxinas
  • Tricotecenos (DON/T2/TH2/DAS)
  • Zearalenonas

A continuación, se enumeran algunas de las alteraciones que se pueden observar a causa de las distintas micotoxinas (Tabla 2).

Tabla 2. Alteraciones generadas por las micotoxinas

Las lesiones macroscópicas que las micotoxinas pueden provocar en los animales son muy variadas y poco características. Adicionalmente, hay que considerar que rara vez un alimento balanceado se encuentra contaminado con una única micotoxina: lo más común son las contaminaciones mixtas.

Las contaminaciones con más de una micotoxina pueden generar efectos sinérgicos o aditivos.

El efecto aditivo sucede cuando el resultado a la exposición de dos micotoxinas es superior a la exposición de las mismas individualmente.

Tanto DON como Fumonisina disminuyen la cantidad de células caliciformes y la altura de las vellosidades intestinales. Pero cuando se encuentran juntas, la disminución de ambos parámetros es superior.

Un efecto sinérgico se da cuando diferentes micotoxinas actúan en etapas distintas de un mismo mecanismo de acción. Por ejemplo:

  • T2 incrementa la peroxidación lipídica, causando un incremento en la concentración de especies reactivas del oxígeno (ROS).
  • Mientras que Aflatoxina B1, inhibe los mecanismos naturales de eliminación de ROS.

Figura 1: Efecto sinérgico (línea completa) y Efecto aditivo (línea punteada)

 

Métodos de control

De igual forma que existe una amplia variedad de micotoxinas, existe una amplia gama de métodos de control. Estos van desde buenas prácticas de agricultura y almacenamiento, hasta productos enzimáticos con un elevado valor tecnológico (Tabla 3).

Históricamente, los ácidos inhibidores del crecimiento de hongos y los adsorbentes minerales figuran como la principal estrategia para el control de micotoxinas; sin embargo, las mejoras tecnológicas permiten obtener nuevas perspectivas de control en la producción animal.

 

Tabla 3.Métodos de control de micotoxinas 

Los inhibidores fúngicos impiden el crecimiento vegetativo de los hongos y, consecuentemente, la formación de micotoxinas durante el almacenamiento de grano, mientras que los adsorbentes operan con eficacia en la eliminación de micotoxinas polares en el tracto digestivo de los animales, ya que la adsorción se hace principalmente por polaridad (carga iónica de las moléculas).

 

En los últimos años, el uso de enzimas para la inactivación de las micotoxinas se ha convertido en una herramienta segura y eficaz, con efectos sobre una amplia gama de micotoxinas que en su mayoría no están adecuadamente controladas a través de los métodos tradicionales.
  • Las enzimas son estructuras ampliamente conocidas por su efecto fundamental en el metabolismo de los seres vivos, con actividades que van desde la contracción muscular hasta el intercambio gaseoso en los pulmones.

 

  • Las enzimas son sustancias orgánicas de naturaleza normalmente proteica con actividad intracelular y extracelular. Tienen funciones catalíticas de reacciones químicas, permitiendo que se produzcan en la forma y velocidad necesarias. Esta capacidad catalítica de las enzimas también las hace adecuadas para aplicaciones industriales, tales como la producción de antibióticos a gran escala y mejorar la digestibilidad de los nutrientes en las dietas de monogástricos (por ejemplo, fitasas).

De este modo, sus mecanismos de inactivación enzimática resultan en una plataforma eficaz para la detoxificación de micotoxinas que están apenas controladas por mecanismos tradicionales en la producción animal.

Estudios en las áreas de la microbiología y enzimología condujeron al descubrimiento de las enzimas secretadas por microorganismos capaces de metabolizar las micotoxinas. Este mecanismo se llama detoxificación, biotransformación o inactivación enzimática.

Puesto que las enzimas son muy específicas (catalizan reacciones químicas en un punto dado en una molécula) y dependen de un medio característico (temperatura, pH, tiempo, etc.), resulta de vital importancia usar enzimas adaptadas a las especies animales que van a ser utilizadas, ya que no es lo mismo el pH y tiempo de permanencia del alimento en los rumiantes que en los monogástricos.

Por lo tanto, no solo las enzimas, sino que también la composición total de los productos basados en enzimas es importante para el efecto biológico del producto en los animales



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