La alimentación del lechón recién destetado constituye uno de los aspectos más críticos en las explotaciones porcinas con lo cual es necesario un programa de alimentación óptimo para lograr un efecto significativo en el rendimiento productivo de los animales. El cambio drástico de la leche materna a una dieta basada en cereales y proteínas de baja digestibilidad induce a un breve período de ayuno causado por las alteraciones en el sistema digestivo del lechón, que conducen a una reducción en su crecimiento. Por lo tanto, es fundamental estimular el consumo y evitar que el poco alimento que ingieren los animales en los primeros días de la etapa crítica de destete presente compuestos con efecto negativo sobre la nutrición como son las micotoxinas.
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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 (Mallmann et al., 2010). La mayoría de los hongos que causan problemas en plantas y animales pertenecen a la subdivisión Deuteromycotina (Fungi imperfecti) que incluye tres géneros de importancia: Aspergillus, Fusarium y Penicillium. La infección de los cereales y leguminosas por éstos y otros hongos puede resultar en menor producción de granos y semillas, en el deterioro de su calidad nutritiva y en el desarrollo de toxicidad (Bennett y Klich, 2003; Lori et al., 2003). En muchos casos, las micotoxinas son producidas en el campo durante la etapa de crecimiento de la planta, sin embargo, también se producen o se incrementan durante la cosecha, secado y almacenamiento. Los factores más importantes en el proceso de producción de micotoxinas son la disponibilidad de agua y la temperatura.
Los alimentos contaminados afectan la economía de la industria animal por rechazo del alimento, disminución de la tasa de crecimiento, efectos negativos sobre la reproducción,
reducción de la función inmunológica, mortalidad de animales y contaminación de productos de origen animal(Devegowda, 2009).
La enfermedad causada por las micotoxinas se denomina micotoxicosis. En animales susceptibles, la enfermedad se inicia después de la ingesta de alimentos contaminados con una dosis tóxica de micotoxinas. La expresión de la enfermedad depende del tipo, dosis y combinación de las micotoxinas ingeridas (Hollinger y Ekperigin, 1999; Bennett y Klich, 2003). La micotoxicosis se considera un problema a nivel mundial, pero la incidencia de determinadas micotoxinas varía según las regiones geográficas, a causa principalmente de la diferencia climática. En climas como el nuestro, el desarrollo fúngico es favorecido por factores como las condiciones óptimas de humedad y temperatura (Mallmann et al., 2010).
Micotoxinas producidas por hongos del género Fusarium
Las especies del género Fusarium son comúnmente aisladas en la naturaleza, se hallan sobre diferentes sustratos cumpliendo su ciclo biológico, mediante micelios, conidios, clamidosporas y ascosporas. Son importantes fitopatógenos y ocasionan enfermedades tales como podredumbres y marchitamientos de diversos cultivos, alteran la calidad comercial de granos y frutos, además de afectar el alimento del hombre y los animales generando metabolitos tóxicos que actúan por contacto o ingestión (Lori, 1985).
Las especies de Fusarium de mayor importancia, son aquellas que producen micotoxinas en trigo, maíz, arroz, cebada, avena y otros granos de cereales que son utilizados en la
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alimentación humana y en la producción de alimentos para animales. Las principales toxinas producidas por este género fúngico son los tricotecenos (deoxinivalenol, nivalenol, diacetoxiscirpenol, toxina T-2), zearalenona y fumonisina. Este proyecto se abocó al estudio de DON debido a que el cerdo constituye la especie más sensible a los efectos tóxicos producidos por DON (Rotter et al., 1996a; Piotrowska et al., 2014) y porque la casuística de micotoxinas en muestras que arribaron a nuestro laboratorio indicó que el DON constituyó una de las micotoxinas frecuentemente aislada. En relación a ello, en nuestro laboratorio se llevó a cabo un estudio para identificar la microbiota y las principales micotoxinas presentes en el trigo (como afrechillo) y el maíz (como grano seco o alimento fermentado); ingredientes empleados como alimento porcino en la zona sur de la provincia de Buenos Aires. Los resultados obtenidos indicaron que los principales hongos aislados en alimentos fermentados pertenecen al género Penicillium (74%), Aspergillus (32%) y Scopulariopsis (21%). En muestras de maíz los géneros más relevantes fueron Penicillium (70%), Fusarium (47%) y Aspergillus (34%), mientras que Penicillium (42%), Fusarium (27%) y Alternaria (25%) fueron los más aislados en el afrechillo de trigo. La micotoxina DON fue detectada en el 59% de las muestras de maíz, en el 45% de las muestras de trigo y en el 38% de las muestras de alimento fermentado (Roigé et al., 2009).
Tricotecenos
Los tricotecenos son un grupo de metabolitos sesquiterpénicos producidos principalmente por Fusarium graminearum y Fusarium Sporotrichiodes. Químicamente se caracterizan por un doble enlace entre los carbonos 9 y 10 y un grupo epóxido entre los carbonos 12 y 13, que en su conjunto le confieren la toxicidad a las micotoxinas (Eriksen, 2003). Son conocidos como potentes inhibidores de la síntesis proteica. Se han identificado 180 tricotecenos que frecuentemente son encontrados en granos como trigo, maíz, cebada, arroz y avena. Dentro de este grupo, se destaca el DON que es conocido como “vomitoxina” por generar efectos eméticos en cerdos (figura 4) (Rotter et al., 1996b). La micotoxina DON es el tricoteceno de tipo B que se presenta con mayor frecuencia y es producida por varias especies de Fusarium que incluyen F. graminearum, F. culmorum, F. crookwellense y F. sambucinum. Se presenta comúnmente en granos, particularmente en maíz, trigo y cebada en áreas con clima templado (Alizadeh et al., 2015).
La ingestión de DON ha ocasionado brotes de micotoxicosis agudas en la población humana en India, China y zonas rurales del Japón. El brote surgido en China en 1984-1985 se debió al consumo de maíz y trigo mohosos; en un plazo entre cinco y treinta minutos aparecieron
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los síntomas como náuseas, vómitos, dolores abdominales, diarrea, mareos y cefaleas. También se vieron afectados animales de granja como cerdos y pollos (Soriano del Castillo, 2007).
Figura 4. Estructura química del deoxinivalenol.
Mecanismo de acción y patogenia de la intoxicación.
La acción tóxica del DON se debe a distintos mecanismos, dos de los más importantes son:
a) Inhibición de la síntesis proteica, actuando en forma directa sobre la trascripción y transducción. Esta inhibición se produce por la unión de DON a la subunidad 60S de los ribosomas de las células eucariotas generando una potente acción inhibitoria de la peptidil- transferasa e impidiendo la incorporación de los aminoácidos al comienzo o en la elongación y terminación de la cadena polipeptídica (Eriksen y Pettersson, 2004; Dänicke et al., 2006). Como consecuencia de la inhibición proteica, DON decrece la expresión de claudinas y ocludinas en las células epiteliales lo que debilita la barrera intestinal conduciendo a una mayor permeabilidad a toxinas y bacterias (Pinton et al., 2009; Basso et al., 2013; Akbari et al., 2014; Przybylska- Gornowicz et al., 2015).
b) Acción citotóxica principalmente sobre tejidos de rápido crecimiento y muy rápido recambio, como por ejemplo médula ósea, epitelio intestinal, gónadas y tejidos linfáticos. Los efectos a nivel celular incluyen un incremento en la expresión de genes pro-inflamatorios, afecta la división, proliferación y diferenciación celular, la integridad de la membrana celular, la comunicación intercelular e induce la apoptosis (Jone et al. 1987; Zhou et al., 2000; Pestka, 2008; Alizadeh et al., 2015). Los tricotecenos inhiben la síntesis de ADN y ARN a concentraciones similares o mayores a las concentraciones requeridas para inhibir la síntesis
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proteica. El mecanismo exacto de dicha inhibición es desconocido pero podría deberse a un efecto secundario de la inhibición de la síntesis de proteínas o del efecto de apoptosis que producen los tricotecenos (Eriksen y Pettersson, 2004). Las micotoxinas actúan como agentes inmunosupresores (Desjardins, 2006; Eriksen, 2003). En adición, algunos tricotecenos como el DON incrementan las concentraciones de triptófano, serotonina y el ácido 5-hidroxindolacético en el cerebro, las cuales participan en la regulación de la ingesta de alimento (Leathwood, 1987; Swamy et al., 2002; Bonnet et al., 2012). En relación a ello, varios estudios han demostrado que DON inhibe la motilidad del intestino delgado mediado por receptores serotoninérgicos intestinales (Fioramonti et al., 1993; Eriksen y Pettersson, 2004).
Absorción, distribución y excreción
Las toxinas se absorben rápidamente luego de ser ingeridas y la mayor parte de la absorción se produce en las porciones proximales del tracto gastrointestinal (Dänicke et al., 2010). Se ha demostrado que entre un 80-90% de la absorción de DON se produce en estómago, duodeno y yeyuno proximal. Los tricotecenos son estables a pH neutro y ácido y por lo tanto, no son hidrolizados en el estómago (Eriksen, 2003). La absorción se produce por difusión pasiva; por otro lado, la toxina retorna al tracto intestinal a través de la circulación enterohepática (Grenier y Applegate, 2013). En cerdos, DON puede detectarse en muestras de sangre en menos de 30 min de la exposición oral a la toxina. Los tricotecenos no se acumulan en los tejidos debido a que son rápidamente excretados y solo trazas de toxinas (< 50 ng/g) pueden ser encontradas en subproductos animales. La principal ruta de excreción de DON después del ingreso por vía endovenosa es la urinaria y tras una exposición oral de DON puede ser excretada también por materia fecal (Prelusky et al., 1988, Eriksen y Pettersson, 2004).
Metabolismo del deoxinivalenol
El metabolismo del DON implica la transformación de la toxina original en diversos derivados de su degradación que se producen en el tracto digestivo mediada por la microbiota intestinal y por el organismo, donde la mucosa intestinal, el hígado y los riñones son los principales actores del metabolismo de fase II. Bajo esta forma, se generan metabolitos menos tóxicos. La microbiota intestinal metaboliza el DON a la forma de-epoxidación, también llamada de-epoxi-DON, DOM-1 (DON metabolito 1) o simplemente de-DON (Eriksen et al., 2002; Dänicke et al., 2004). Como resultado del metabolismo de fase II surgen las formas conjugadas
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del DON (Yoshizawa et al., 1983; Westlake et al., 1987; Charmley et al., 1993; Dänicke y Brezina, 2013). La biotransformación intestinal de DON tiene lugar en el intestino grueso con lo cual existe una escasa detoxificación antes de que la micotoxina sea absorbida (Grenier y Applegate, 2013).
Toxicidad
Los efectos producidos por la exposición de DON dependen de la fuente de DON (purificado versus contaminación natural), la concentración de la toxina, de la duración a la exposición (agudo o crónico), de la especie y edad del animal (Pestka, 2007; Grupta, 2012; Alizadeh et al., 2015). Concentraciones de DON inferiores a 1 ppm en el alimento no producen efectos en cerdos, mientras que niveles entre 2 y 20 ppm han producido sintomatología en los animales (Lawlor y Lynch, 2001b). Otros investigadores sugieren que el consumo de dietas infectadas naturalmente o en forma artificial con concentraciones que varían entre 0,6 y 2 mg DON/kg alimento generó un menor consumo y ganancia de peso en los cerdos (Friend et al., 1982; Young et al., 1983; Bergsjo et al., 1992; Overnes et al., 1997; Eriksen y Pettersson, 2004). Cuando las concentraciones de DON en la dieta son altas, los signos clínicos de intoxicación incluyen vómitos, leucocitosis, hemorragia y, eventualmente, shock circulatorio (Pestka, 2007; Alizadeh et al., 2015). Ante una exposición de concentraciones moderadas de DON sólo se observa un rechazo temporal al alimento. Por cada 1 mg/kg de DON en la dieta se estima que el consumo de alimento disminuye un 5%. Cuando voluntariamente los animales reducen el consumo, los vómitos se detienen. La anorexia causada por la micotoxina es consecuencia de diversos mecanismos regulatorios, incluyendo la secreción de serotonina y del péptido YY intestinal (Rotter et al., 1996a; Eriksen y Pettersson, 2004; Przybylska-Gornowicz et al., 2015). En relación al tracto gastrointestinal, las lesiones que se observan son engrosamiento de la región esofágica del estómago, inflamación intestinal ocasionando diarrea aguda, necrosis gastrointestinal y alteraciones en la función de la barrera intestinal (Pestka, 2007; Pinton y Oswald, 2014, Alizadeh et al., 2015). Estudios inmunológicos han demostrado que el DON selectivamente aumenta en suero la inmunoglobulina A sugiriendo que el sistema inmune asociado a la mucosa es el blanco primario de esta micotoxina. Dicha inmunoglobulina es poli específica, autoreactiva y conduce a la formación de inmunocomplejos depositándose por ejemplo en el glomérulo renal (Pestka, 2003). Estos efectos directos sobre la barrera intestinal y el sistema inmune intestinal podrían impactar sobre la salud y performance del cerdo (Pinton y Oswald, 2014; Ghareeb et al., 2015). Se ha descripto que DON causa alteraciones en el sistema
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nervioso (Bonnet et al., 2012) y afecta adversamente la producción de la hormona de crecimiento (Sala Echave et al., 2008; Amuzie y Pestka, 2010; Alizadeh et al., 2015).
Existen pocos estudios que muestren evidencia de efectos adversos del DON sobre parámetros reproductivos. Se ha observado una tendencia hacia un menor peso y longitud de los fetos en cerdas alimentadas con 1,7 o 3,5 mg DON/kg de alimento durante la preñez. No se han observado efectos de DON sobre los pesos o el tamaño de los neonatos o en la ganancia de peso y tasa de supervivencia durante la etapa de lactancia (Chavez, 1984; Friend et al., 1986; Eriksen y Pettersson, 2004).
En resumen y de acuerdo a los datos bibliográficos, el efecto de DON sobre la ingesta de alimento y la ganancia de peso se producen a concentraciones superiores de 0,9 mg DON/kg de alimento cuando se utiliza una dieta infectada naturalmente. Si bien el efecto de DON sobre el consumo y ganancia de peso es temporal, el aumento de peso reducido de los animales no se compensa más tarde y alcanzan el peso de faena a una edad mayor que los cerdos que no recibieron dietas contaminadas con toxina. Los efectos sobre el sistema inmune se presentan con concentraciones que exceden los 2,8 mg DON/kg alimento mientras que el completo rechazo del alimento se presenta a niveles que exceden los 12 mg/kg. Teniendo en cuenta las concentraciones necesarias de DON para reducir el consumo de alimento, se asume que no existen efectos de DON en alimentos contaminados en forma natural a concentraciones de aproximadamente 0,6-1 mg DON/kg de alimento (Eriksen y Pettersson, 2004). En adición, las intoxicaciones con altas concentraciones de DON son poco frecuentes, mientras que la exposición crónica a bajas concentraciones de DON son las más frecuentes y las de mayor interés debido a las pérdidas económicas en la producción animal generada por el menor consumo y ganancia de peso de los animales. A pesar que los datos bibliográficos sobre micotoxinas reportan investigaciones sobre los mecanismos celulares y la toxicidad celular asociada con la patología y performance animal, existen escasos estudios que indiquen el efecto de las micotoxinas en la salud intestinal. Ello es importante debido a que la interacción inicial de las micotoxinas se produce con el epitelio intestinal con lo cual el epitelio queda expuesto a dichas toxinas en concentraciones superiores en comparación con otros tejidos. También porque en el epitelio intestinal predomina una alta tasa de síntesis de proteínas y los enterocitos constituyen células de rápido recambio, constituyendo células blanco para que DON ejerza su mecanismo de acción.
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