Metabolismo de los lípidos en ponedoras comerciales

Alimentadas con dietas que contienen aflatoxina, fumonisina y un secuestrante

E. V. Siloto
Departamento de Fisiología, Instituto de Biocências

E. F. A. Oliveira
J. R. Sartori
V. B. Fascina
B. A. B. Martins
Depto. de Mejoramiento y Nutrición Animal,
Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia,
Universidad Estadal Paulista (UNESP),
Campus de Botucatu, Botucatu, SP,

D. R. Ledoux
División de Zootecnia y Laboratorio de Diagnóstico de Medicina Veterinaria,
Universidad de Missouri, Columbia 65211.

G. E. Rottinghaus
D. R. S. Sartori
Departamento de Fisiología,
Instituto de Biocências

Las aflatoxinas (AF) y las fumonisinas (FU) representan un grave problema que enfrentan los avicultores, generando enormes pérdidas económicas. Se llevó a cabo este experimento con el fin de determinar los efectos de la AF (1 mg/kg de alimento) y de FU (25 mg/kg de alimento), por separado o en combinación, sobre el metabolismo de los lípidos en ponedoras comerciales e investigar la eficacia de un secuestrante comercial (2 kg/t de alimento) para reducir los efectos tóxicos de dichas micotoxinas. Un total de 168 gallinas Hisex Brown de 37 semanas de edad, se aleatorizaron en una disposición factorial de 3 × 2 + 1 (3 dietas sin secuestrante, que contenían AF, FU y AF+FU; 3 dietas con secuestrante que contenían AF, FU y AF+FU; y una dieta control, libre de micotoxinas y sin secuestrante, para un total de 7 tratamientos.

Las gallinas contaminadas con AF presentaron los efectos característicos de la aflatoxicosis, tales como hígado amarillo a consecuencia de la acumulación de grasa hepática, menores valores de lipoproteína de muy baja densidad y triglicéridos en plasma y un mayor peso relativo de los riñones y del hígado. No se observaron efectos hepatotóxicos ni nefrotóxicos de la FU en este estudio. Por otra parte, la FU produjo una disminución en la longitud del intestino delgado y un aumento de la deposición de grasa abdominal. El secuestrante a base de glucano previno algunos de los efectos dañinos de estas micotoxinas, especialmente los efectos de la AF sobre el metabolismo hepático de los lípidos, el peso relativo de los riñones y de la FU en el intestino delgado.

INTRODUCCIÓN

Las micotoxinas son metabolitos secundarios producidos por hongos que contaminan los alimentos en el campo o durante su almacenamiento (Huwig et al., 2001; Rodríguez- Amaya y Sabino, 2002; Yiannikouris y Jouany, 2002). Estos metabolitos comprometen el desempeño de las aves, aumentan la susceptibilidad a las infecciones y a las enfermedades por parásitos y producen problemas reproductivos que conllevan a enormes pérdidas económicas en la industria avícola (Santurio, 2000). Las aflatoxinas (AF) son producidas por los hongos Aspergillus, principalmente el Aspergillus flavus y el Aspergillus parasiticus (Moss, 1998). La Aflatoxina B (AFB) es la de mayor prevalencia en los cereales empleados en los alimentos balanceados (Leeson et al., 1995; CAST, 2003). Los efectos mutagénicos y cardiogénicos de la AF son bien conocidos y el hígado es el principal órgano diana de esta micotoxina (Sawhney et al., 1973). Se han reportado también cambios metabólicos asociados al daño hepático, una actividad reducida de las enzimas digestivas, inmunosupresión (Neldon-Ortiz y Qureshi, 1992), y más recientemente, cambios en la expresión génica de las enzimas hepáticas, así como cambios en la morfología y función intestinal (Applegate et al., 2009; Yarru et al., 2009). Los efectos dañinos de la AF varían de acuerdo con la dosis, el tiempo de exposición, el sexo y la edad del animal (Osweiler, 1990).

Las Fumonisinas (FU) son contaminantes de los alimentos a base de maíz, producidas por el Fusarium verticillioides (anteriormente F. moniliforme), y el mayor componente de más toxicidad presente en los alimentos es la fumonisina B1 (FB1; Devegowda et al., 1998). Desde su identificación, la FU se ha asociado con patologías tales como la leucoencefalomalacia equina y el edema pulmonar porcino (Leeson et al., 1995). Las Fumonisinas también comprometen el desempeño y afectan el sistema inmunológico, aumentando la susceptibilidad a las infecciones intestinales en el cerdo (Oswald et al., 2003) y a la infección bacteriana en los pollos, induciendo alteraciones morfológicas y funcionales de los macrófagos (Qureshi y Hangler, 1992).

Algunos hongos pueden producir más de una micotoxina y la misma micotoxinas puede ser producida por diferentes especies de hongos. Sin embargo, poco se sabe acerca de cómo interactúan las micotoxinas debido a su complejidad y se necesitan estudios para comprender mejor los mecanismos que participan en tales interacciones. La toxicidad de algunas micotoxinas puede aumentar en forma sinérgica, aditiva o antagonista, cuando se combinan en la ración de los animales (Ogido et al., 2004). En pavos, los efectos de la AFB1 combinada con FB1 pueden ser más severos que cuando estas micotoxinas están presentes solas en la dieta (Weibking et al., 1994).

Por lo tanto, hay un interés generalizado en el uso de productos biológicos para reducir la disponibilidad de micotoxinas. Una de las alternativas es el uso de absorbentes que se fijen a las micotoxinas e impidan su absorción en el tracto gastrointestinal, haciéndolas inertes a los animales (Huwig et al., 2001). Se han investigado secuestrantes inorgánicos y biológicos en estudios para controlar la biodisponibilidad de las micotoxinas. Se han utilizado secuestrantes a base de glucanos, producidos a partir de carbohidratos de la pared celular de ciertas especies de levaduras (Devegowda et al., 1998; Huwig et al., 2001), con la finalidad de reducir los efectos tóxicos de las micotoxinas en las dietas de ponedoras.

El objetivo del presente estudio fue determinar los efectos de la exposición a AF y a FU, en forma individual o combinada, sobre el metabolismo de los lípidos en ponedoras comerciales, e investigar la eficacia de un secuestrante de micotoxinas derivado de la pared celular de la levadura, para reducir los efectos dañinos de estas micotoxinas.

Metabolismo de los lípidos en ponedoras comerciales Metabolismo Lipidos Ponedoras 4MATERIALES Y MÉTODOS

Aves y Manejo

En el presente estudio se utilizaron un total de 168 ponedoras comerciales Hisex Brown de 37 semanas de edad, obtenidas de una granja comercial. Las aves se aleatorizaron en 7 tratamientos con 6 réplicas de 4 aves cada uno, en una disposición factorial de 3 × 2 + 1. La unidad experimental consistía de una jaula con 4 aves y el período experimental fue de 56 d o dos ciclos de 28 días. Los tratamientos incluían 3 dietas sin secuestrante que contenían AF, FU y AF+FU; otras 3 dietas que contenían las mismas micotoxinas + secuestrante; y una dieta control libre de micotoxinas y de secuestrante.

Las aves se alojaron en 42 jaulas metálicas (40 × 45 × 45 cm), con comederos y bebederos chupón individuales; se les proporcionó agua y alimento ad libitum durante los 56 días del experimento. La temperatura promedio durante el estudio fue de 21,7 ± 4,5°C. Las ponedoras se sometieron a 16 h de luz /d. Todos los procedimientos fueron aprobados por el Comité de Ética para Investigación Animal de la Universidad.

Preparación de la Dieta, Producción de las Micotoxinas y Secuestrante

Metabolismo de los lípidos en ponedoras comerciales Metabolismo Lipidos Ponedoras 1A las ponedoras se las alimentó con una dieta a base de maíz y soya para satisfacer sus requerimientos nutricionales, de acuerdo con las recomendaciones de Rostagno et al. (2005) para ponedoras semipesadas y en base al manual para la línea de aves (Tabla 1).

La AF utilizada en este estudio (B1 y B2) se produjo por fermentación de arroz parboiled (vaporizado) con Aspergillus parasiticus (Laboratorio de Micología de la Universidad Federal de Santa María, Brasil), de acuerdo con los procedimientos descritos por West et al. (1973). Las FU (B1 y B2) se produjeron por el hongo Fusarium verticillioides y se almacenaron en un medio de cultivo a base de maíz (Veterinary Medical Diagnostic Laboratory, Universidad de Missouri, Columbia), de acuerdo con Weibking et al. (1994). Las concentraciones de micotoxina utilizadas en el presente estudio fueron de 1 y 25 mg/ kg de alimento para AF y FU, respectivamente. A fin de mejorar la homogeneidad, las micotoxinas se agregaron previamente en bolsas plásticas que contenían 1 kg de la dieta basal, identificada por tratamiento, y luego se mezclaron con la cantidad final de alimento balanceado requerido para cada tratamiento.

El secuestrante comercial utilizado en el presente estudio se obtuvo de una empresa brasilera ubicada en Araucaria, Paraná. Este secuestrante, derivado de la pared celular de la levadura, se incluyó en la dieta de las ponedoras a razón de 2 kg/t de alimento.

Todos los alimentos se analizaron para identificar la presencia de micotoxinas en el Laboratorio de Análisis Micotoxicológico (Santa Maria/RS, Brasil). Los resultados mostraron que el alimento control estaba libre de micotoxinas y los alimentos contaminados tenían concentraciones de AF y FU similares a los valores esperados.

Toma de Muestras y Determinación Analítica

Al final del día 56 se seleccionaron aleatoriamente 2 ponedoras de cada jaula por réplica para tomar muestras de sangre al final de la mañana. Las muestras de sangre se tomaron de la vena braquial con jeringas previamente heparinizadas, centrifugadas a 3.000 × g durante 15 min a temperatura ambiente. El plasma se congeló para su posterior análisis de parámetros bioquímicos.

Con el fin de evaluar los efectos de las micotoxinas sobre el metabolismo de los lípidos de las aves, se midieron el contenido de grasa hepática y los niveles plasmáticos de colesterol total, lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL), lipoproteína de alta densidad (colesterol HDL) y triglicéridos.

El colesterol total, colesterol HDL, y los triglicéridos plasmáticos se determinaron mediante el uso de kits comerciales (LaborLab) y lecturas espectrofotométricas (Ultrospec 2000, Pharmacia Biotech, Cambridge, UK). La VLDL se calculó con la ecuación de Friedwald, dividiendo los niveles de triglicéridos por 5 (Friedewald et
al., 1972).

Al final del período experimental (56 d), se pesaron 6 ponedoras por tratamiento y se sacrificaron por dislocación cervical. Se extirpó el hígado, se pesó y se congeló a −5°C para análisis adicionales del contenido graso, de acuerdo con el método de Folch (Folch et al., 1957). Se extirparon y se pesaron los ovarios, el oviducto, el bazo, el páncreas, los riñones, el corazón, el proventrículo, la molleja y la grasa abdominal. El intestino delgado y el intestino grueso (colon + ciego) se extirparon para hacer mediciones de longitud.

Análisis Estadístico

Los datos se analizaron con ANOVA, utilizando el procedimiento GLM de SAS (2002, SAS Institute Inc., Cary, NC). Cuando la prueba F era significativa (P < 0,05), se comparaban las medias entre tratamientos utilizando las pruebas de Tukey y Dunnett. Se usó la prueba de Tukey para comparar las medias entre tratamientos y se empleó la prueba de Dunnett para comparar las medias entre tratamientos y el grupo control.

RESULTADOS

No se encontraron diferencias entre tratamientos respecto al peso de los siguientes órganos: ovarios, oviducto, bazo, páncreas,
proventrículo, molleja y corazón (no se muestran los datos).

El consumo de alimento y el peso corporal no se vieron afectados por los tratamientos (Tabla 2). El peso relativo del hígado de
las ponedoras que recibieron AF (2,40%) y AF+FU (2,35%) fue mayor (P < 0,05) que el de las aves contaminadas con FU (1,92%) (Tabla 2). Al compararlas contra el grupo control (1,98%), el peso relativo del hígado fue mayor en los tratamientos con AF, en ausencia y en presencia del secuestrante (2,43 y 2,37%, respectivamente) y en el tratamiento con AF+FU sin secuestrante (2,48%), pero no hubo diferencia con el peso reportado en los tratamientos con FU y AF+FU combinadas con el secuestrante.

Metabolismo de los lípidos en ponedoras comerciales Metabolismo Lipidos Ponedoras 2

Las aves que recibieron AF mostraron un hígado amarillento de textura friable. Este resultado sugiere un efecto tóxico de la AF
en el hígado. Por el contrario, el hígado de las ponedoras que recibieron FU era de color rojizo, muy parecido al color del grupo control. No se observaron cambios en el color del hígado en las aves tratadascon secuestrante y AF, y este resultado indica el efecto protector del secuestrante comercial contra la aflatoxicosis.

Las ponedoras que recibieron FU tuvieron un mayor porcentaje de grasa abdominal (2,47%), en comparación con el tratamiento con AF+ FU (1,32%), y el tratamiento con AF fue intermedio (1,94%); no hubo efecto del secuestrante sobre la deposición de grasa abdominal (Tabla 2).

La administración de AF aumentó (P < 0,05) el peso relativo del riñón en 13,1% (0,69%) comparado con el tratamiento con FU (0,61%), y las ponedoras que recibieron ambas micotoxinas (AF+FU) mostraron un peso de los riñones intermedio (0,65%). La adición del secuestrante a las dietas que contenían micotoxinas redujo (P < 0,05) el peso relativo de los riñones (Tabla 2).

No se encontraron diferencias en la longitud del intestino grueso entre los tratamientos estudiados (Tabla 2). En comparación con el grupo control, la longitud del intestino delgado fue menor en los tratamientos con FU y AF+FU (P < 0,05). Las aves en el tratamiento con AF también acusaron una reducción en la longitud del intestino delgado (1,44 m); sin embargo, no fue significativa en comparación con el grupo control (1,57 m). Los lípidos en sangre y el porcentaje de grasa en el hígado se resumen en la Tabla 3. No se encontró efecto alguno de las micotoxinas y el secuestrante a base de glucano sobre los niveles plasmáticos de colesterol total y HDL de las ponedoras. Las aves que recibieron AF+FU tuvieron niveles plasmáticos más bajos de triglicéridos y de VLDL en comparación con las que solamente recibieron FU (Tabla 3).

Metabolismo de los lípidos en ponedoras comerciales Metabolismo Lipidos Ponedoras 3

Se observó una significativa interacción (P < 0,05) micotoxina x secuestrante por porcentaje de grasa en el hígado. Las ponedoras que recibieron AF tuvieron niveles de grasa más altos (P < 0,05) en el hígado, en comparación con las aves que se alimentaron con la dieta control. Sin embargo, cuando se agregó el secuestrante a la dieta con AF, el porcentaje de grasa en el hígado no fue diferente al de los controles. Por otra parte, la FU no afectó los niveles de grasa en el hígado, bien sea administrada sola o en combinación con el secuestrante.

DISCUSIÓN

El presente estudio evaluó la eficacia de un secuestrante a base de glucano para eliminar total o parcialmente los efectos tóxicos de la AF y la FU sobre el metabolismo de los lípidos, los pesos de los órganos y la longitud del intestino en gallinas ponedoras.

Las aflatoxinas y la FU son 2 micotoxinas que preocupan a los productores pecuarios. Las aflatoxinas se consideran extremadamente tóxicas por su rápida absorción en el intestino (Wyatt, 1991), y los signos de las aflatoxinas en las aves se han identificado claramente (Arafa et al., 1981). Las concentraciones de micotoxinas utilizadas en el presente estudio no cambiaron la aceptabilidad de las raciones por parte de las gallinas ponedoras. Estos resultados concuerdan con los observados por Oliveira et al. (2001), quien tampoco encontró diferencias en el consumo de alimento de las ponedoras (300 y 500 μg de AF/ kg). Por el contrario, Hamilton and Garlich (1971) si registraron una disminución en el consumo de alimento balanceado en ponedoras (1,25 a 20,0 mg/kg de AF). Adicionalmente, Ledoux et al. (1992) reportaron una reducción en el consumo de alimento en pollos de engorde que recibían FB1 (100 y 400 mg/kg).

También se han reportado otros efectos de la AF, incluyendo menores niveles de proteína sérica y colesterol total, inhibición de la síntesis y del transporte de lípidos hepáticos y disminución de la producción de huevos (Smith, 1963; Hamilton y Garlich, 1971; Huff et al., 1975; Aravind et al., 2003). En gallinas ponedoras el hígado es el responsable de una buena parte de la síntesis de los lípidos (colesterol y triglicéridos), que son transportados por las lipoproteínas hasta los folículos del ovario, en donde participan en la producción de la yema del huevo (Naber, 1983; Burley y Vadehra, 1989; Kuksis, 1992). Siempre que la lipogénesis exceda la producción de lipoproteínas involucradas en el transporte, tales como las VLDL, hay una acumulación de triglicéridos que conlleva al desarrollo del hígado graso (Merkley et al., 1987). En consecuencia, el balance entre la síntesis de las VLDL y la secreción se convierte en el punto clave de la regulación hepática y del exceso de grasa en el hígado de las aves.

En el presente estudio, el mayor tamaño y el color amarillento del hígado de las aves que recibieron AF se asocian con mayor retención de grasa, respaldando los hallazgos de Hamilton y Garlich (1971) y de Merkley et al. (1987). Otros autores (Smith, 1963; Huff et al., 1975; Aravind et al., 2003) han reportado la inhibición de la síntesis y del transporte de los lípidos en el hígado en aves que recibieron AF (sola combinada con FU); aun cuando no significativo, pudiera reflejar la retención, inhibición o ambas de la síntesis de las lipoproteína de muy baja densidad – VLDL – en el hígado.

Los cambios observados en el metabolismo sérico de los lípidos y el hígado graso en el presente estudio, muestran el efecto dañino de las AF en la gallina ponedora. Adicionalmente, Wyatt (1991) reportó una menor síntesis de proteínas y Siloto et al. (2011) observaron una menor producción de huevos en las aves contaminadas por AF. Esta micotoxina también pudiera producir alteración de la función renal, como sería un aumento en la excreción de calcio en orina, disminución de la excreción de fosfato orgánico y menor índice de filtración glomerular (Glahn, 1993; Martinez-de-Anda et al., 2010). El aumento en el peso relativo de los riñones de ponedoras tratadas con AF en el presente estudio, había sido reportado previamente por Trucksess et al. (1983), Wolzak et al. (1985), y Fernandez et al. (1994) y confirma el efecto tóxico de la AF sobre este órgano.

Bien conocida por sus efectos citotóxicos y carcinogénicos, el principal efecto de la FU es la inhibición de la síntesis de los esfingolípidos, moléculas claves que preservan la integridad de la membrana plasmática y actúan como moduladores del crecimiento celular (Moss, 1998; Merrill et al., 2001). Adicionalmente, esta micotoxina también aumenta el tamaño de varios órganos, incluyendo el hígado y los riñones en pavos (Ledoux et al., 1996) y codornices (Oliveira et al., 2007). En este estudio no se observaron efectos hepatotóxicos de FU, alteraciones en los lípidosplasmáticos, ni cambios en el peso relativo de los riñones.

Por otra parte, la FU produjo un aumento de la deposición de grasa abdominal. Las Fumonisinas son extremadamente tóxicas en equinos y cerdos. Sin embargo, las aves se han considerado más tolerantes a altas concentraciones de FU durante largos períodos de tiempo (Leeson et al., 1995; Kubena et al., 1999). En pollos de engorde, niveles por encima de 150 mg/kg de FB1 causan diarrea, disminuyen el consumo y la ganancia de peso, y producen necrosis hepática, además de aumentar los pesos del hígado y los riñones (Norred y Voss, 1994).

Además de su papel crucial en la digestión y absorción de nutrientes, el tracto gastrointestinal es la primera barrera contra contaminantes presentes en los alimentos (Oswald, 2006). Las células de los intestinos grueso y delgado pueden secretar moco, péptidos antimicrobianos, inmunoglobulinas y citoquinas para restringir el paso de moléculas que sean potencialmente peligrosas para los animales (Bouhet y Oswald, 2005). Los estudios que muestran el impacto de la FU sobre la mucosa intestinal reportan lesiones en la mucosa intestinal de los conejos (Ewuola et al., 2003) y lechones (Gbore, 2007). En pollos
de engorde, la FU produce atrofia de las vellosidades e hiperplasia de las células caliciformes (Brown et al., 1992; Javed et al., 2005), y estos efectos se atribuyen a la inhibición de la síntesis de los esfingolípidos (Merrill et al., 2001; Leung et al., 2003).

En el presente estudio, la reducción de la longitud del intestino delgado observada en las aves tratadas con FU (en contraste con los tratamientos libres de micotoxinas y con secuestrantes) demuestra el impacto de esta micotoxina sobre el tejido intestinal. Este resultado sugiere que FU reduce la proliferación de las células intestinales, como lo reportan Bouhet et al. (2004) y Bouhet y Oswald (2007). Estos investigadores demostraron que la FU bloquea la fase mitótica de las células epiteliales, disminuyendo su proliferación (Bouhet et al., 2004) y produciendo alteración de la viabilidad de las células epiteliales. Estos efectos que pudieran asociarse con alteraciones de la biosíntesis de los lípidos en el intestino, inducirían toxicidad de las células epiteliales intestinales.

Metabolismo de los lípidos en ponedoras comerciales Metabolismo Lipidos Ponedoras 5El uso de secuestrantes es la mejor estrategia disponible en la actualidad para minimizar los efectos adversos de las micotoxinas porque el control de calidad de los granos se torna cada vez más estricto. Se pueden prevenir muchos efectos tóxicos de las micotoxinas añadiendo secuestrantes a la dieta, disminuyendo la absorción de las micotoxinas en el tracto gastrointestinal (Huwig et al., 2001). No se observaron efectos dañinos de la AF sobre el desempeño reproductivo, las características de la canal y el peso de los órganos de los pollos de engorde cuando se agregó glucano a la dieta (Rossi et al., 2010). En el actual estudio, los efectos negativos de la AF sobre el metabolismo lipídico, especialmente en el hígado se redujeron gracias a la adición del secuestrante a base de glucano.

Las interacciones entre las micotoxinas son complejas y sus efectos pueden ser diferentes en comparación con los efectos encontrados en contaminaciones aisladas (Weibking et al., 1994). Aún se necesitan otros estudios para identificar los efectos antagónicos, aditivos o sinérgicos de la exposición de micotoxinas combinadas. Cabe esperar que las micotoxinas con modos de acción similares tienen efectos aditivos, pero algunas interacciones pueden ser antagónicas (Speijers and Speijers, 2004). En el presente estudio, las aves alimentadas con la combinación de las 2 micotoxinas mostraron efectos tóxicos más fuertes en los niveles de triglicéridos plasmáticos y de VLDL, así como en el porcentaje de grasa en el hígado. Por otra parte, la combinación de 2 micotoxinas disminuyó la deposición de grasa abdominal. Todos estos datos apuntan a una interacción entre AF y FU.

En conclusión, los resultados obtenidos en el presente estudio indican que el secuestrante de micotoxinas derivado de la pared celular de la levadura, resultó efectivo para reducir algunos de los efectos dañinos de la AF y la FU en gallinas ponedoras, especialmente los efectos de la AF sobre la grasa del hígado, el peso relativo de los riñones y el efecto de la FU que reduce la longitud del intestino delgado.

AGRADECIMIENTOS

Los autores desean expresar su agradecimiento a Alltech Brasil, Curitiba, por su apoyo al presente estudio a través de donaciones y por poner a la disposición el secuestrante y la AF.

Artículo publicado en los Avicultores y su Entorno

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