Download Micotoxinas - lamic

MICOTOXINAS, INMUNIDAD Y CONCEPTOS DE CONTROL
1
MALLMANN, C. A.1; DILKIN, P2.; TYSKA, D.3; MALLMANN, A. O.4
Profesor Titular . Dr. Universidad Federal de Santa María, DMVP, LAMIC.
2
Profesor Adjunto Dr. Universidad Federal de Santa María, DMVP, LAMIC.
3
Estudiante de La carrera de Zootecnia, UFSM, CCR, LAMIC.
4
Estudiante de la carrera de Medicina Veterinaria, UFSM, CCR, LAMIC.
Traducción: Dra. Martha Pulido L.
MV.MSc Profesora Asistente
Universidad Nacional de Colombia
Producción de Micotoxinas
Las micotoxinas son sustancias tóxicas resultantes del metabolismo secundario de
diversas cepas de hongos filamentosos. Son compuestos orgánicos, de bajo peso
molecular y no poseen inmunogenicidad. En climas tropicales y subtropicales el
desarrollo fúngico se ve favorecido por factores como excelentes condiciones de
humedad y alta temperatura. Los hongos crecen y proliferan bien en cereales,
principalmente maní, maíz, trigo, cebada. Sorgo y arroz (Tabla 1); los cuales
generalmente encuentran un sustrato altamente nutritivo para su desarrollo.
El
crecimiento fúngico y la producción de micotoxinas en cereales puede ocurrir en
diversas fases del proceso en la maduración, cosecha, transporte, procesamiento, o
en el almacenamiento de los granos. Por eso, la reducción de la humedad de los
cereales a través del secado es de fundamental importancia para reducir los niveles
de contaminación. Más de 400 micotoxinas, conocidas en la actualidad, son
producidas por aproximadamente una centena de hongos. Las principales
micotoxinas pueden ser divididas en tres grupos: Las aflatoxinas producidas por
hongos del género Aspergillus, como A. flavus y A. parasiticus; las ocratoxinas,
producidas
por los hongos Aspergillus y diversas especies de Penicillium; y las
fusariotoxinas, que tienen como principales representantes a los tricoticenos, la
zearalenona y las fumonisinas, producidas por diversas especies del
genero
Fusarium. La formación de micotoxinas es dependiente de una serie de factores
como la humedad, temperatura, presencia de oxígeno, tiempo para el crecimiento del
hongo, constitución del sustrato, lesiones o agresiones a la integridad de los granos
producidas por insectos o daño mecánico o térmico, cantidad del inóculo fúngico; así
como la interacción y competencia entre los
linajes fúngicos. Las características
genéticas del cereal representan un factor cada vez más decisivo en la solución del
problema. Esta gama de factores demuestra que el control de los mismos, en el
sentido de prevención, muchas veces se torna en algo muy difícil. Por ejemplo, las
condiciones climáticas brasileñas en el período de la cosecha de los cereales, en
función del régimen pluviométrico, no favorecen el secado de los granos,
especialmente del maíz.
Tabla 1. Principales micotoxinas, hongos productores, alimentos más contaminados
y condiciones favorables para su presentación
Micotoxina
Principales
hongos
productores
Alimentos más
propensos a la
contaminación
Aflatoxinas
Aspergillus
flavus y A.
parasiticus
Maní, castañas,
nueces, maíz y
cereales en general
Almacenamiento en condiciones
inadecuadas.
Zearalenona
Fusarium
Maíz y cereales de
invierno.
Bajas temperaturas asociadas a alta
humedad.
Fumonisinas
Fusarium
Maíz y cereales de
invierno.
Estación seca seguida de alta humedad y
temperaturas moderadas.
Tricoticenos
Fusarium
Maíz y cereales de
invierno.
Bajas temperaturas, alta humedad y
problemas de almacenamiento.
Ocratoxina A
Aspergillus y
Penicillium
Maíz y granos
alamcenados.
Principales factores de producción
Deficiencias de almacenamiento.
Los sistemas de secado y almacenamiento también contribuyen para la evolución del
problema. La temperatura de la masa de granos al interior de los silos en muchas
situaciones sobrepasa los 18°C recomendados, permitiendo un crecimiento fúngico
intenso, especialmente por la deficiente aireación de la mayoría de unidades de
almacenamiento. Adicionalmente también puede influir un exceso en la distribución
de impurezas. De otra parte muchas unidades de almacenamiento no son efectivas
en el control de puntos de calor de la masa de granos. Estas y muchas otras razones,
explican la alta prevalencia de micotoxinas como contaminantes rutinarios de los
cereales en Brasil y en países de clima similar.
Cuando las micotoxinas son ingeridas, los diferentes efectos se deben a las
estructuras químicas de las mismas, influidos por las características intrínsecas de los
animales superiores y también por la diversidad de especie, raza, sexo, edad,
factores ambientales, manejo, condiciones nutricionales e interacción con otras
sustancias químicas. La micotoxicosis implica enormes perjuicios de orden
económico, sanitario y comercial; principalmente por sus propiedades anabolizantes,
estrogénicas, carcinogénicas, mutagénicas y teratogénicas. Pero el mayor problema
de las micotoxinas se atribuye a los daños relacionados con diversos órganos de los
animales, implicando la disminución en el desempeño productivo de los mismos. Las
manifestaciones agudas ocurren cuando los individuos consumen dosis moderadas a
altas de micotoxinas. Pueden aparecer signos clínicos y un cuadro patológico
específico; dependiendo de la micotoxina ingerida, la susceptibilidad de la especie,
las condiciones individuales del organismo afectado y la interacción con otros
factores. Las lesiones son dependientes de cada micotoxina; las más frecuentes se
relacionan con hepatitis, hemorragias, nefritis, necrosis de mucosas digestivas y la
muerte. La micotoxicosis crónica es la más prevalente, ocurriendo cuando existe un
consumo de dosis de bajas a moderadas. En estos casos los animales presentan un
cuadro caracterizado por la reducción en la eficiencia productiva, disminución en la
conversión alimenticia, disminución en la tasa de crecimiento y en la ganancia de
peso. Este cuadro solamente es detectado con cuidados especiales a través de un
programa de análisis de micotoxinas presentes en el alimento. Los signos clínicos
pueden ser confundidos con deficiencias en el manejo, otras enfermedades e
inclusive es común que se confunda la micotoxicosis con deficiencias nutricionales.
En los últimos 15 años el Laboratorio de Análisis Micototoxicológico (LAMIC, por su
sigla en Portugués), de la Universidad Federal de Santa María ha venido estudiando
la frecuencia de presentación de las principales micotoxinas (Tabla 2).
Como se observa en la tabla 2, las contaminaciones con ocratoxina A y Toxina T-2 no
son significativas, a pesar de que la
última, solamente recientemente ha sido
evaluada con metodologías más adecuadas. También existen los efectos causados
principalmente por las micotoxicosis crónicas, capaces de llevar a inmunosupresión,
dejando a un animal predispuesto a otras enfermedades cuyos agentes patógenos
fácilmente se multiplican como consecuencia de la caída en la resistencia orgánica
del individuo. Un ejemplo de está situación es la falla en una respuesta adecuada a
las vacunas como consecuencia de la ingestión continua de micotoxinas.
Tabla 2 - Resultados de los análisis de micotoxinas, en diferentes alimentos,
realizados en el período de 1994 a 2008, por el Laboratorio de Análisis
Micotoxicológico (LAMIC/UFSM).
Toxina
Número de muestras
% Positivas
Media (ppb)
Máximo (ppb)
Aflatoxinas1
108.145
38,7
10,0
16.861,5
Zearalenona
88.577
20,0
43,0
18.570,0
Ocratoxina A
24.929
2,6
0,5
744,8
Toxina T-2
14.689
1,2
10,5
13.890,0
DON
25.163
37,0
242,0
23.740,2
Fumonisinas2
28.155
58,0
1116,86
289.283,0
TOTAL
128.658
26,25
1
Tomadas de Aflatoxinas B1+B2+G1+G2.
2
Tomadas de Fumonisinas B1+B2.
Efectos de diversas micotoxinas sobre el sistema inmunológico
• Efectos de las Aflatoxinas sobre el sistema inmunológico
Los efectos inmunosupresores de las aflatoxinas ya han sido demostrados en
animales domésticos y de laboratorio, principalmente en aves. A pesar de existir un
consenso en la inmunotoxicidad, el mecanismo no está completamente esclarecido.
Los efectos que las toxinas ejercen sobre el complemento, el interferón y las
concentraciones de las proteínas séricas; son básicamente resultantes de los daños
hepáticos que ocasionan y de la disminución en la producción de proteínas. Además
de comprometer la formación del interferón y el complemento, se sabe que las
aflatoxinas disminuyen la capacidad fagocítica de los macrófagos y la migración de
linfocitos y leucocitos. Adicionalmente, causan aplasia del timo y una disminución
significativa del peso de la Bursa de Fabricio, de esta manera se afecta
principalmente la inmunidad celular; la aflatoxina B1 afecta principalmente los
linfocitos T, incluyendo tanto las células T ayudadoras como las T supresoras.
Los efectos de las aflatoxinas sobre las inmunoglobulinas tampoco están bien
esclarecidos. Varios estudios indican un decrecimiento de los niveles de IgA e IgG en
animales que sufren intoxicación con alimentos con un contenido de más de 500
mg/kg de aflatoxinas. Contrario a lo anterior, otros estudios concluyen que puede
existir un aumento de la concentración de inmunoglobulinas como la IgG atribuible al
hecho de la incapacidad del hígado lesionado de remover los anticuerpos producidos
en el tracto gastrointestinal.
• Efectos inmunosupresores de la Zearalenona
Se han realizado diversos estudios con el propósito de evaluar los efectos de la
zearalenona sobre el sistema inmune de diferentes animales. La gran mayoría fueron
realizados con animales de laboratorio. Los roedores intoxicados con zearalenona no
presentaron susceptibilidad aumentada para infecciones por Listeria monocytogenes.
Los animales no presentaron alteraciones en las cantidades de leucocitos, linfocitos,
polimorfonucleares, monocitos ni eosinófilos.
Estudios de laboratorio realizados con cultivos celulares, indican que la zearalenona y
sus productos de biotransformación pueden inducir una serie de alteraciones de los
procesos metabólicos. Así, la exposición a 14 µg/ml inhibe en 50% la síntesis de
DNA de los linfocitos. Otros estudios sugieren que la zearalenona y sus productos de
biotransformación pueden inhibir la mitogénesis que induce la proliferación de los
linfocitos B y T. Los efectos de la zearalenona sobre el sistema inmune de cerdos, no
han
sido
bien
estudiados;
sin
embargo,
se
considera
que
los
efectos
inmunosupresores son irrelevantes cuando se comparan con los problemas
reproductivos ocasionados por esta micotoxina.
• Efectos inmunosupresores de las Fumonisinas
El potencial inmunopatogénico de las fumonisinas es por demás temido en la
explotación agropecuaria. Sin embargo, pocas investigaciones dimensionan la real
importancia de las fumonisinas en la disminución de la capacidad inmunológica de los
animales intoxicados. Estudios estadísticos han comprobado el papel de la FB1 en la
ocurrencia del Síndrome Reproductivo y Respiratorio Porcino (PRRS). Los
investigadores han concluido que la asociación de las dos enfermedades es
altamente significativa en 21 lotes revisados, pues de los 12 que presentaron los
signos clínicos de enfermedad, 8 consumían alimento con más de 20 mg/kg de FB1,
y de 9 lotes sin enfermedad, apenas uno consumía alimento con más de 20 mg de
FB1/kg de alimento. La disminución de la concentración de macrófagos en el pulmón
pudo ser constatada a partir de una semana de intoxicación en lechones alimentados
con una ración que contenía 20 mg de FB1/kg. Asociado con esa baja de inmunidad,
se pudo evidenciar también una mayor susceptibilidad a la infección por
Pseudomonas aeruginosa. El aumento en la susceptibilidad a Escherichia coli en
lechones intoxicados, también ha sido comprobada. Dosis de 0,5 mg de FB1/kg de
peso vivo/día, por un período de 7 días fueron suficientes para llevar a un aumento
significativo de la diseminación bacteriana cuando Escherichia coli fue administrada
vía oral. Aunque los animales no presentaron lesiones derivadas de la intoxicación
por FB1, los investigadores concluyeron que la colonización bacteriana 24 horas
postinoculación, fue significativamente mayor en los pulmones, bazo y
riñones y
mayor aún en órganos del sistema digestivo como íleo, ciego, colon y tejido linfoide
asociado. También observaron que los animales intoxicados por FB1 presentaron
menores cantidades de citoquinas inflamatorias locales.
• Efectos inmunosupresores de los Tricotecenos.
Los tricoticenos (TCTs) pertenecen al grupo de micotoxinas de gran importancia por
los procesos de inmunosupresión que ocasionan. La capacidad inhibitoria de estas
toxinas sobre la síntesis proteica de la membrana celular aparentemente influyen
sobre la de respuesta del sistema inmune. En las intoxicaciones con esta micotoxina
los efectos deletéreos como degeneración y necrosis pueden ser observados en
células de división rápida, como las de la mucosa intestinal, el bazo, timo, médula
ósea y agregados linfoides. Se aha observado disminución en la producción de
inmunoglobulinas y los anticuerpos séricos. Los efectos negativos sobre las células
del sistema inmune, la resistencia del hospedero y la producción de inmunoglobulinas
ya han sido comprobadas en diversas intoxicaciones experimentales. Las
intoxicaciones crónicas por TCTs en animales inducen un significativo aumento en la
susceptibilidad a diversos patógenos, como Cryptococcus, Cándida, Listeria,
Mycobacterium, Salmonella y Herpes simplex Tipo 1. La interacción TCTs con las
enfermedades infecciosas parece ocurrir cuando el mecanismo de resistencia
depende de la inmunidad celular. Así, la capacidad fagocitaria es disminuida
significativamente, debido a la intoxicación con la toxina T-2, pudiendo desencadenar
la ocurrencia de aspergilosis
en los animales afectados. El efecto parece ser
inducido, principalmente por la disminución de la migración neutrofílica, la fagocitosis
de los macrófagos, la disminución al rechazo de órganos transplantados y la
hipersensibilidad tipo retardada. La disminución de la inmunidad inducida por la
intoxicación por tricoticenos se evidencia por el aumento en la incidencia de
enfermedades específicas, o las cuasadas por patógenos oportunistas, causando las
infecciones secundarias. Sin embargo, el organismo de los animales intoxicados
también evidencia una respuesta insastifactoria a las vacunas.
• Efectos de la Ocratoxina A sobre el sistema inmunológico
La ocratoxina A solamente es eliminada del organismo en 3 ó 4 semanas posteriores
al retiro del alimento contaminado. La dificultad de eliminar rápidamente la toxina del
organismo confiere a la Ocratoxina A propiedades altamente tóxicas para diversos
órganos
y
sistemas.
Además
son
muy
importantes
sus
propiedades
inmunosupresivas en fetos, animales jóvenes y adultos. Los principales efectos están
relacionados con la disminución de la fagocitosis y la disminución de la acción
linfocitaria.
Con
esto,
la
susceptibilidad
a
infecciones
bacterianas
se
ve
significativamente incrementada. La respuesta inmune proporcionada por la
vacunación también se ve significativamente afectada, principalmente en cerdos
jóvenes.
Control y gerencia de las micotoxinas
El mejor método para controlar la contaminación por micotoxinas, aún continua
siendo la prevención, buscando una alimentación libre de las mismas. Pero cuando
el producto ya está contaminado y va a ser usado en el alimento, es necesario
eliminar o disminuir esta contaminación.
La prevención de la producción de micotoxinas incluye la prevención de la biosíntesis
y el metabolismo de las toxinas en el campo y durante el almacenamiento. La
descontaminación de micotoxinas posterior a la producción se refiere al tratamiento
post-cosecha para remover, destruir o reducir el efecto tóxico. A veces es difícil
impedir la formación de micotoxinas en el campo o en el almacenamiento, por esto, el
monitoreo puede impedir que las micotoxinas se tornen en una significativa fuente de
riesgo para la salud, pues el conocimiento acerca de la contaminación permitiría la
adopción de medidas estratégicas para disminuir el riesgo.
El control y gerenciamiento de las micotoxinas implica un proceso que presenta una
serie de actividades críticas. Este proceso de muestreo representa uno de los más
importantes por ser la base técnica de la toma de decisiones. El procedimiento
analítico con base científica, está representado por la Cromatografía en Fase Líquida
acoplada a la espectrometría de masas (LCMS/MS), el resultado obtenido en este
análisis es un punto crítico entre el muestro y la toma de decisiones. Estas, deben
considerar el uso seguro de la dieta,
de forma que el riesgo de intoxicación
por micotoxinas pueda ser minimizado;
y
que
el
costo
beneficio
sea
exactamente cuantificado, permitiendo
la maximización de la productividad
del lote y el lucro de la actividad
(Figura 1).
El análisis de micotoxinas en materias
primas y alimentos es prácticamente
imprescindible en las industrias de
productos
destinados
al
Figura 1 – Programa de seguimiento y
control de
micotoxinas.
consumo
humano y animal, como también por la posibilidad de importación y exportación de
una serie de alimentos con posibilidad de contaminación.
EL procedimiento a ser adoptado en los casos en que la contaminación encontrada
sobre pase una determinada concentración predefinida, es una adopción de medidas
de control del alimento. Esto puede ser realizado por la dilución y adopción de
medidas como el uso de aditivos antimicotoxinas (AAM, por su sigla en Portugués) o
medidas más severas, como la destrucción del producto.
La medida más utilizada actualmente en el control de micotoxinas es la inclusión de
AAMs, actualmente existen una gran variedad de productos, pero no todos presentan
resultados que comprueben su eficiencia protectora. Por tanto, la toma de la decisión
de optar por algún producto debe fundamentarse en los resultados de las
evaluaciones de los AAM a través de pruebas de adsorción in vitro e in vivo.
Las metodologías de las evaluaciones in vitro se basan en la simulación de
condiciones que el AAM encuentra en su zona de acción en el organismo, es decir,
en el tracto gastrointestinal. Para alas evaluaciones in vivo se sugiere como protocolo
experimental un patrón constituido por dos tratamientos control, uno para la
micotoxina utilizada y otro para el producto a ser evaluado, un tratamiento libre de
micotoxinas y AAM (blanco) y en otro tratamiento con la micotoxina y el AAM de
acuerdo con la dosis determinada. Para una correcta selección de los AAMs
disponibles en el mercado, se recomienda seguir los siguientes criterios: resultados
de la evaluación in vitro con desvío máximo de 5% en relación con el sistema de
concentración de AAM utilizado en el experimento in vivo. Las evaluaciones in vivo
del tratamiento con la presencia de AAM adicionado con la toxina a controlar en la
alimentación, deberán presentar una ganancia de peso superior o la evaluación de
otro criterio, que demuestre la existencia de una diferencia estadística favorable al
tratamiento al compararlos con los resultados del alimento sin la adición de la
micotoxina.
REFERERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
MALLMANN C. A.; DILKIN, P. Micotoxinas e Micotoxicoses em Suínos 240 p. Editora
Pallotti.
MALLMANN, C. A.; DILKIN P.; RAUBER, R. H.; GIACOMINI, L. Critérios para
seleção de um bom sequestrante para micotoxinas. Conferência APINCO 2006
de Ciência e Tecnologia Avícolas. Anais..., p. 213-224. 2006.
MALLMANN, C. A.; DILKIN P.; RAUBER, R. H.; GIACOMINI, L. PERREIRA, C. E.
Micotoxinas
em
Ingredientes
para
Ração
de
Aves.
XX
Latinoamericano de Avicultura, Brasil 2007. Anais…, p. 191-204. 2007.
Congresso