Micotoxinas y su efecto en la productividad en ganado lechero. I

Nutriad International

Introducción

Los hongos y sus productos, las micotoxinas, son omnipresentes. Ellos juegan un papel esencial en el reciclaje de nutrientes, especialmente si se relaciona con plantas. Consecuentemente, ellos se encuentran normalmente en plantas y materiales de plantas durante todas las etapas de su crecimiento, pero especialmente en plantas maduras o durante el almacenaje de sus productos cosechados. Durante las varias etapas de su desarrollo, los hongos producen una serie de metabolitos que pueden tener efectos negativos severos en los animales (o humanos) que consumen las partes de la planta en los cuales los hongos o sus metabolitos están presentes. Estos metabolitos o micotoxinas son de interés creciente para nutriólogos y productores conforme su prevalencia e impacto en la productividad parece irse incrementando (Fink- Gremmels, 2008).

Los rumiantes, especialmente aquellos criados en condiciones modernas y/o industrializadas de producción, son frecuentemente alimentados en forma exclusiva a base de alimentos conservados. Muchos de estos alimentos han sido almacenados por periodos de tiempo prolongados, muchas veces en condiciones de almacenaje por debajo del óptimo. Estas condiciones de almacenaje tienden a ser favorables para el desarrollo y crecimiento de un amplio rango de hongos. Esto es verdad tanto para el caso del componente forrajes (primeramente henos y ensilados) como en la porción de concentrados (frecuentemente subproductos alimenticios de origen industrial). Cambios en las condiciones normales de crecimiento del hongo –como ocurre durante el almacenaje, ensilaje o preparación del alimento – estimularán la producción de metabolitos secundarios (micotoxinas) muchas de las cuales son tóxicas para el animal. Sin embargo, información experimental parece sugerir que los rumiantes son menos susceptibles que otras especies animales a los efectos adversos asociados con la exposición de micotoxinas.

La presencia ubicua de las micotoxinas y su efecto general en la salud y productividad de los animales ya ha sido descrita por varios autores (Driehuis et al., 2008; Yiannikouris, A. and J-P. Jouany. 2002; Whitlow and Hagler, 2005). La lista de micotoxinas (reconocidas) y los hongos que las producen es larga y no todas han sido estudiadas en términos de sus efectos en los animales. Esto es especialmente cierto en el caso de rumiantes. En las especies no rumiantes los efectos son frecuentemente más pronunciados y en cualquier caso, más fácilmente observados. En rumiantes se considera que el rumen y la fermentación ruminal juegan un importante papel potencialmente neutralizador o bien de modificación de las micotoxinas, muchos de los efectos de las micotoxinas son atenuados y la concentración crítica (tóxica) de las micotoxinas al hospedador animal se piensa es mayor.

Consecuentemente, en rumiantes, las micotoxinas y sus efectos han recibido menor atención y es sólo hasta recientemente que se le ha dado mayor consideración a sus efectos en producción, estatus de salud y reproducción. Como una notable excepción al comentario anterior debemos mencionar a las aflatoxinas y sus metabolitos. Estas toxinas han sido estudiadas en forma extensiva en producción de ganado lechero, pero la mayor parte de estos estudios han sido enfocados en las implicaciones en salud humana del metabolito M1 de la aflatoxina en leche.

Tipo de Micotoxinas y sus efectos en ganado lechero.

Tipo de micotoxinas.

Generalmente se reconocen tres tipos de hongos para la producción de micotoxinas con efectos definidos en el ganado, especialmente ganado lechero: Aspergillus, Fusarium y Penicillium. Para fines de esta discusión nos limitaremos a estos tres grupos ya que ellos son los que predominan. En el cuadro 1 se presentan las principales micotoxinas producidas por estos tres grupos de hongos.

Cada grupo de hongos puede producir una multitud de micotoxinas y algunas de éstas pueden ser producidas por más de un género de hongos. Las micotoxinas enlistadas difieren grandemente en su estructura química y por lo tanto, en sus efectos en la salud y productividad animal. Las micotoxinas más importantes o más conocidas que están presentes en las dietas del ganado son Aflatoxina, Ocratoxina (OTA), Deoxynivalenol (DON), Zearalenona (ZEA), T-2 Toxina, Fumonisina y Patulina. Sin embargo, ciertos componentes de la dieta del rumiante pueden contribuir con micotoxinas específicas. Fink-Gremmels (2008) se refieren a las Aflatoxinas, Fumonisinas, Zearalenona, los Tricoticenos (DON) y los Alcaloides del Ergot como las micotoxinas predominantes en los concentrados, mientras que en alimentos con un proceso de conservación (predominantemente los ensilados) contienen predominantemente Patulina, Ácido Micofenólico y Roquefortinas.

Contrario a la creencia general, las pasturas de pastos frescos no están libres de micotoxinas. Más bien ellas tienen su grupo específico de micotoxinas como las Lolitremas, Ergovalina, Paspalitremas, Alcaloides asociados al Ergot y Tricoticenos. Es importante hacer la aclaración de que los efectos de estas micotoxinas en rumiantes están frecuentemente mejor documentados y se comprenden mejor que el de micotoxinas clásicas que ocurren en concentrados o alimentos conservados. Esto es especialmente el caso para Lolitremas y Ergovalina, que se presentan en ryegrass perene y alta festuca, respectivamente.

Mientras que todas estas micotoxinas tienen efectos negativos en rumiantes, solamente las micotoxinas pertenecientes al grupo de las Aflatoxinas están sujetas a límites legales y por lo tanto, a medidas estrictas de control de calidad.

Estos límites y controles están relacionados directamente con el riesgo que implican en salud humana ya que las Aflatoxinas (AFB1 y AFM1) son conocidos agentes carcinogénicos (Fink-Gremmels, 2008). Sin embargo, también otras micotoxinas, de forma importante, la OTA y Fumonisina (FB1) se sospecha son carcinogénicas y están bajo investigación (Yiannikouris and. Jouany. 2002).

En el Cuadro 2 presenta los límites actuales propuestos por la FDA y la Comunidad Europea (EU por sus siglas en inglés) para las Aflatoxinas y nos proporciona sus recomendaciones de los niveles máximos para otras micotoxinas predominantes en alimentos de rumiantes. En general hay una aceptable coincidencia entre estas dos instancias pero es importante notar que mientras la FDA es más estricta en Fumonisinas, la EU es más estricta en Aflatoxinas en alimentos. Sin embargo, la EU permite hasta 20 ppb en ingredientes en forma individual. La EU también proporciona sus recomendaciones para la Ocratoxina A y Zearalenona.

La EU reconoce la importancia de contar con recomendaciones para T-2 y HT-2 pero indica que mientras la presencia de la T-2 y HT-2 en productos destinados para alimentación animal es un motivo de preocupación, en la actualidad la información para estas toxinas en productos destinados para alimentación animal es muy limitada y que los métodos actuales de análisis no son lo suficientemente sensibles.

Efectos generales.

Se han reportado efectos adversos en consum
de alimento en rumiantes, lo anterior se ha observado para un amplio rango de hongos y concentraciones de micotoxinas, Aflatoxinas y Fusarium, lo anterior aplica igualmente para raciones completas o ingredientes en forma individual, (Dänicke et al. 2005; Yiannikouris and Jouany, 2002).

El efecto primario puede asociarse con cambios en los ingredientes causados por la simple presencia del hongo o sus hifas. Cualquier grado de crecimiento significativo en ingredientes o alimento va a ocasionar que la ración sea menos palatable y en ocasiones polvosa. Incluso niveles bajos de contaminación puede ocasionar rechazo del alimento o una reducción en el consumo.

Mientras que el efecto primario en palatabilidad es inmediato y probablemente el factor más importante, si continua el consumo de altos niveles de micotoxinas se presentará un efecto sistémico secundario, a través de modificaciones del metabolismo o bien un impacto directo en el estatus general en la salud del animal. Se ha demostrado la reducción en el consumo de alimento como consecuencia de la dosificación de altos niveles de micotoxinas puras en el alimento (Yiannikouris and Jouany, 2002). Bajo condiciones normales de alimentación, es claro que para que se presente este efecto, las micotoxinas deben ser absorbidas y actuar a nivel tisular.

Fermentación en rumen.

Un factor de mayor importancia en la absorción de las micotoxinas en rumiantes es la fermentación ruminal. El Cuadro 3 proporciona un resumen del grado de bio-conversión ruminal y transferencia a la leche. Es bien sabido que la fermentación microbiana modifica la concentración y estructura química de la mayoría, si no todas, las micotoxinas.

En algunos casos esta bio-transformación resulta en una detoxificación parcial como es el caso de DON u Ocratoxinas (Charmley et al 1993; Keese, 2008; Korosteleva et al., 2007) pero en otros casos en un componente con mayor poder detrimental, como por ejemplo, Aflatoxinas de concentrados o Ergovalina en forrajes (Fink-Gremmels, 2008).

De manera más específica, en el rumen la Ocratoxina A es rápidamente convertida a un metabolito menos tóxico, la Ocratoxina-α por los microbios ruminales (especialmente los protozoarios) y sólo mínimas cantidades de la Ocratoxina A intacta son absorbidas. Se piensa que la micotoxina DON se convierte casi completamente en una menos tóxica DOM (el metabolito de DON en el cual se rompió el grupo epóxido). Sin embargo, la información encontrada en literatura referente a los efectos de DON no es consistente y no existe un consenso real.

Reportes de campo asocian a la toxina DON con bajos rendimientos productivos en hatos ganaderos (Gotlieb, 1997; Seglar, 1997) y la alimentación con piensos contaminados con DON toxina se han asociado con reducciones en el consumo de alimento, producción de leche y cambios en la composición de la leche (Charmley et al., 1993).

Por otro lado, estudios recientes han demostrado que elevadas concentraciones de DON (hasta 3,500 ppm) no causaron efectos significativos adversos en salud, pero dieron lugar a un incremento en la concentración de amoniaco después del consumo de alimento (Dänicke et al. 2005; Keese, 2008). El incremento en la concentración de amoniaco puede reflejar un incremento en la degradación de la proteína microbiana o, en forma alternativa, una reducción en su utilización por los microbios ruminales. También se ha observado una actividad antomicrobiana por parte de las micotoxinas del genero Fusarium (May et al., 2000).

Los efectos de DON y Ocratoxinas en el animal no pueden ser excluidos. Claramente altos niveles de DON u Ocratoxinas van a “saturar” el sistema ruminal y dar lugar a un paso de mayores concentraciones de micotoxinas al intestino delgado y por lo tanto a sangre e hígado. Además de esto, al parecer las Fumonisinas pasan el rumen sin sufrir alteración alguna.

En un estudio se observó que el consumo de hasta 1.3 g en vacas Jersey, por alrededor de 2 semanas, dio lugar a una disminución en el consumo de alimento y producción de leche (Caloni et al. 2000). Signos de intoxicación también incluyeron una elevación de la actividad de las enzimas en suero, específicamente de la enzima hepática, la aspartato aminotransferasa (AST).

Metabolismo de las micotoxinas.

Las micotoxinas que se absorben del tracto gastrointestinal afectan primeramente el sistema enzimático (Jouany, 2006). Como pasa en el rumen, las micotoxinas son transformadas en varios tejidos involucrados en absorción o metabolismo, sin embargo, esto es más notable en el hígado y en el riñón.

Mientras la bioconversión y/o detoxificación parcial tienen lugar en los tejidos mencionados anteriormente, las micotoxinas al mismo tiempo afectarán su metabolismo y su estado de salud (y por lo tanto, de todo el organismo).

Los efectos de varias micotoxinas en las funciones enzimáticas específicas han sido determinados; no obstante los reportes al respecto no han sido exhaustivos y todavía persiste una falta de certidumbre considerable al respecto de las concentraciones mínimas que resulten en efectos significativos.

En el cuadro 4 se resumen los efectos de un número limitado de micotoxinas. La mayoría de los cambios identificados en las enzimas hepáticas y sus metabolitos tienen que ver con las Aflatoxinas, pero también se enlistan algunos efectos de la Ocratoxina y claramente se muestra que esta micotoxina es capaz de alterar el metabolismo hepático en el ganado.

Solos o en conjunto estos eventos reflejan el potencial de las micotoxinas para causar traumas a nivel hepato-celular y afectar seriamente el metabolismo hepático y el de otros órganos vitales.

A niveles bajos (niveles subclínicos) los efectos de micotoxinas individuales puede ser que no sean aparentes y los niveles umbral no han sido determinados en término de cambios metabólicos. Es probable, sin embargo, que los efectos individuales de las toxinas sean aditivos.

Esto es especialmente el caso para vacas altas productoras de leche, en donde el hígado ya está fuertemente comprometido y en donde el animal se encuentra en una etapa de una menor competencia inmunológica.

La interferencia con una función normal del hígado en forma natural va a resultar en un incremento en el riesgo de enfermedades metabólicas y otros cambios metabólicos dando lugar a una mayor producción y/o efectos detrimentales en la salud en general.

Respuestas en Sistema Inmune.

Las micotoxinas provocarán cambios en la respuesta inmune. La Aflatoxina B1, los Tricoticenos y la Ocratoxina A, al igual que sus metabolitos, tienen propiedades inmunotóxicas y/o supresivas, actuando principalmente en el sistema inmunecelular (Jouany et al., 2009).

Incluso la exposición a bajos niveles de micotoxinas puede resultar en inmunosupresión dando lugar a una mayor incidencia de enfermedades infecciosas sin síntomas declarados de micotoxicosis (Richard et al., 1978).

En términos de efectos en la salud, las consecuencias más importantes de las micotoxinas en ganado lechero se presentarán durante los periodos de vida más críticos de la vida de la vaca: el periodo de transición y la subsiguiente lactación temprana, donde el estatus del sistema inmune está ya de por sí comprometido y el riesgo de enfermedades metabólicas se incrementa.

El incremento en liberación de corticosteroides en conjunto con la acción inmunosupresiva de las micotoxinas incrementará la sensibilidad de la vaca a infecciones externas e infecciones oportunistas.

Esto a la vez complicará el diagnóstico de micotoxicosis, especialmente los efectos de bajos niveles de micotoxinas que no parecen agravar o tener un impacto en el estatus del sistema inmune. Korostoleva et al., (2009) reportaron efectos en la respuesta inmune en vacas alimentadas con un alimento naturalmente contaminado con toxinas de Fusarium (primeramente DON a 3.5 ppm y niveles trazas de Zearalenona).

A estos niveles bajos de contaminación no hay efecto en la producción de leche o composición de la misma, pero los parámetros inmunes fueron afectados significativamente (Cuadro 5).

Bajos niveles de contaminación con Tricoticenos disminuyeron la fagocitosis por neutrófilos, reflejando una reducida capacidad de montar una respuesta inmune no específica en vacas alimentadas con la dieta contaminada.

El incremento simultáneo en la respuesta primaria en anticuerpos (principalmente IgG e IgA) sin cambios en la respuesta secundaria se consideró indicativo de una disrupción de la capacidad de señalamiento intracelular de los leucocitos.

Artículo publicado en Entorno Ganadero Octubre-Noviembre 2010