Capacidad de adsorción de micotoxinas en productos de calidad premium en Costa Rica – estudio de referencia

Introducción

Las micotoxinas son el metabolito secundario de los hongos y son una preocupación importante en la producción animal, ya que se encuentran como contaminantes de los alimentos. En los últimos años en Costa Rica ha existido existe una gran prevalencia de micotoxinas, destacando Fumonisinas (FUM), Deoxynivalenol (DON) y Ocratoxina (OTA) Para materias primas, la harina de maíz, fue la que mayormente mostró prevalencia. Sorpresivamente, los cambios en la climatología no aparentan ser la causa de la presencia de diversos tipos de micotoxinas¹.

Las aves son sensible a la presencia de las micotoxinas en el alimento. El efecto de las diferentes micotoxinas en determinados individuos dependerá de diversos factores como (tipo de ave, edad, etapa productiva, etc.). La presencia de micotoxinas en el alimento de las aves puede ser causante de signos clínicos y subclínicos y consecuentemente reducciones en comportamiento productivo². Además de los efectos negativos en productividad, las micotoxinas pueden acabar en productos alimenticios, como por ejemplo el huevo, la carne o los órganos. Esto podría suponer una amenaza para la salud humana³.

Estas preocupaciones enfatizan la necesidad de de contar con soluciones para reducir los efectos negativos de las micotoxinas en las aves, y están disponibles en la forma de productos comerciales. La toxicidad de las micotoxinas ingeridas se relaciona con el hecho de si son metabolizadas en el tracto gastrointestinal y terminan en la circulación, o de si logran ser adsorbidas antes de causar algún daño. Otros factores que pueden afectar la toxicidad son el número de metabolitos ingeridos, el periodo de exposición y la sensibilidad del animal³. Una de las formas más comunes de acción de los absorbentes de micotoxinas, está ya indicado en el nombre de los mismo y es ser adsorbentes de micotoxinas. Entre los ingredientes capaces de fijar las micotoxinas están las arcillas y los derivados de las levaduras. Dichos elementos son capaces de fijar micotoxinas en el tracto digestivo de los animales, que les causen daño. Un importante parámetro de dichos adsorbentes es su capacidad de adsorción, la cual debe ser alta tanto a un pH 3 y dentro del rango pH3-pH7, ya que este rango representa el total de tracto digestivo. La pregunta surge en tanto a saber cuántos productos comerciales son capaces de fijar las diversas micotoxinas. Esto dependerá de la composición, la estructura de los ingredientes y del tipo de micotoxina. Las aflatoxinas son conocidas por ser adsorbidas por la mayor parte de las arcillas, pero las micotoxinas como el DON son difíciles de fijar.

El propósito de este estudio fue investigar la eficiencia de adsorción de los principales productos calidad premium, comercialmente disponibles en Costa Rica. Los productos incluidos en éste estudio son diferentes en su composición.
Algunos productos (ejemplo producto 1, 2 y 5) solo incluyeron elementos como derivados de levadura y minerales de arcilla, destinados a la adsorción de micotoxinas. Otros productos proveen un espectro de solución más amplio pues también incluyen ingredientes con otras funciones. Ejemplos son, enzimas para la biotransformación de micotoxinas, hacia metabolitos menos tóxicos extractos de plantas o de algas que pretenden apoyar la función hepática y la función inmune, como los que se incluyen como en el producto 3 y el 4. Otros ingredientes funcionales pueden incluir moléculas que pretenden prevenir el crecimiento de hongos en el alimento almacenado o bien moléculas que favorezcan la integridad intestinal y la salud hepática (hepato-protección), en el producto⁶.

Materiales y Métodos

El autor de este trabajo en colaboración con el Centro para la Excelencia en Micotoxicología y Salud Pública en Ghent (Bélgica) realizó un estudio de referencia con diversos productos absorbentes de micotoxinas comerciales y de calidad premium, utilizados en Costa Rica. En el estudio, la eficacia de adsorción (%) fue estimada para las diferentes micotoxinas:

A fin de similar las condiciones del total de tracto gastrointestinal, la capacidad de adsorción de los absorbentes fue evaluada a un pH 3 (estómago), y después el pH fue incrementado gradualmente hasta un pH7 (tracto intestinal).
Cada una de las micotoxinas que fueron incluidas, a razón de; DON (100 ng/ml), AFB1 (5 ng/ml), AFB2 (5 ng/ml), AFG1 (5 ng/ml), AFG2 (5 ng/ml), ZEN (25 ng/ml), FUM B1 (100 ng/ml), FUM B2 (100 ng/ml), OTA (12.5 ng/ml), HT-2 (25 ng/ml), T2 (25 ng/ml), Enn B (20 ng/ml).

Tres condiciones diferentes fueron evaluadas para cada muestra por separado de micotoxina;

1. Con buffer y una mezcla estandarizada de micotoxina
2. Con buffer, una mezcla estandarizada de micotoxina y el producto adsorbente.
3. Con el buffer y el producto adsorbente

Las soluciones para el pH3 fueron incubadas por una hora a 37 °C y agitadas constantemente. Una muestra fue colectada a pH 3, y posteriormente la micotoxina fue extraída. El buffer remanente fue entonces ajustado a un pH7 por otras tres horas de incubación y después la muestra fue colectada a un pH 7. Las muestras fueron analizadas por CromatografíaTandem y espectrometría de masas líquida (LC-MS/MS) y las eficiencia en adsorción fue calculada.

Resultados

La capacidad de adsorción se presenta en la Tabla 1 y es categorizada por la siguiente leyenda:

0 = 0% (adsorción no significativa)
+ = 1-10% (adsorción no significativa
++ = 10-30% (adsorción muy limitada)
+++ = 30-50% (adsorción limitada)
++++ = 50-70% (adsorción parcial)
+++++ = > 70%. (adsorción completa)

Considerando que el promedio del total de las micotoxinas, de todos los adsorbentes evaluados, excepto por el producto
1, mostraron una alta capacidad de adsorción. Especialmente los productos 3, 4 y 6 tuvieron una adsorción completa a un pH 3. Como era de esperarse, las micotoxinas en el grupo de los tricotecenos, son difíciles de adsorber. Los productos evaluados mostraron efectos similares, con mejores resultados para el producto 1. Sin embargo, el producto 1, se comportó pobremente para fijar AF, FUM y ENN, las cuales son micotoxinas fáciles de absorber. El producto 2 muestra una eficiencia de adsorción más baja para los tricotecenos, comparado con los otros productos. El producto 6 muestra una mejor capacidad de adsorción para la zearalenona que los otros productos en la prueba.

Tabla 1. Eficiencia en la adsorción de micotoxinas de los diferentes productos utilizados en Costa Rica

Discusión
Las aflatoxinas (AF) afectan el hígado, riñones, inmunidad y consecuentemente también la productividad de las aves. Estos efectos son frecuentemente subclínicos. La aflatoxicosis aguda, la cual es la toxicidad causada por altas dosis de aflatoxinas, causa mortalidad en la aves⁴. La inmunidad humoral y celular se reduce con la contaminación de aflatoxinas, causando una pérdida de la habilidad para resistir los patógenos. Además de ello, el consumo del alimento, y la eficiencia se afectan también, conduciendo a una baja en el crecimiento y una baja de la postura. Cuando las aflatoxinas son ingeridas, estas son absorbidas en el intestino delgado, después de lo cual se almacenan en el hígado, y en los músculos, causando serios efectos hepatotóxicos. Actualmente, cerca de 20 tipos de aflatoxinas son conocidas por afectar la salud animal, clasificadas en 4 grupos; B1, B2, G1 y G2. La aflatoxina B1 es considerada la más tóxica.⁵. Los resultados muestran que para todos los adsorbentes evaluados, excepto para el producto 1, son capaces de adsorber completamente las aflatoxinas (AFB1, AFB2, AFG1, AFG2) en todo el rango de pH del tracto gastrointestinal (Tabla 1). Esto indica que estos 5 productos pueden proteger a las aves contra aflatoxicosis y evitar las pérdidas en productividad relacionadas con los alimentos contaminados con aflatoxinas.

Los tricotecenos, como el HT2, T2 y el DON, pueden causar efectos agudos y crónicos. Algunos efectos incluyen una reducción del crecimiento, lesiones orales, problemas de emplume, baja en el pico de postura, regresión de la bolsa de
Fabricio, problemas hepáticos e inmunosupresión⁶. Los síntomas causados por los tricotecenos pueden resultar en un decremento en la producción e incluso la muerte⁷. El producto 1 muestra alta adsorción de la HT2, adsorción parcial del
DON y limitada adsorción de T2. La capacidad de adsorción de los tricotecenos por este producto es alta comparada con otros productos, los cuales muestran una capacidad limitada de adsorción de estos.

Las fumonisinas (FUM) son otro tipo de micotoxinas altamente distribuidas. Los cerdos son considerados los más sensibles a las fumonisinas. Las aves son también afectadas por estas micotoxinas, pero son consideradas como más resistentes contra los efectos negativos de las fumonisinas, comparados con los cerdos. Cuando se ingiere la micotoxina, ésta es absorbida en el intestino donde desarrollará sus efectos dañinos., como reducción en la altura de las microvellosidades e hiperplasia de células caliciformes. Las fumonisinas son conocidas por su efecto sobre la inmunidad también⁸. Cuando observamos la adsorción de las fumonisinas por los productos evaluados, puede verse que el producto 1 no adsorbe fumonisinas, mientras los otros productos muestran alta capacidad adsorbente a un pH3 y de parcial a limitada at un pH3-pH 7. Esto indica que parte de las fumonisinas fijadas son liberadas a nivel intestinal, cuando el pH aumenta.

Las ocratoxinas (OTA), son ingeridas y absorbidas, y terminarán en gran parte en el hígado o en los riñones, donde causaran daño. Además las ocratoxinas también despliegan efectos inmunomoduladores, lo que reduce la resistencia contra patógenos. Las aves son capaces de excretar las ocratoxinas bastante rápido, lo que permite reducir los efectos negativos que pudiera causar. Estos efectos negativos dependen principalmente de la dosis y del tiempo de exposición a la toxina². Los productos 1, 2 y 5 muestran una adsorción parcial a la ocratoxina a un pH 3, mientras que los productos 3, 4 y 6 muestran gran adsorción. Cuando el pH se incrementa a pH 7, todos los productos muestran una adsorción limitada, indicando una liberación de la ocratoxina a nivel intestinal.

La contaminación con Zearalenona (ZEN) es también muy difundida, con muchos productos agrícolas contaminados por ésta micotoxina y causando efectos negativos en hígado, riñón, sistema inmune y la reproducción. La estructura molecular de la ZEN y sus metabolitos, claramente recuerda la de los estrógenos y por lo mismo, fijándose a los receptores de estos y causando desordenes reproductivos⁹. Los productos 1, 3, 4 y 5 muestran una capacidad limitada de fijación de ZEN. El producto 2 no tiene capacidad de fijar ZEN. El producto 6 muestra que los mejores resultados relativos al ZEN, con una fijación completa a un pH3 y fijación parcial a un pH 3 a 7. Esto indica, que en base solo en adsorción, solo el producto 6 puede proveer protección en alimentos contaminados con ZEN.

Las eniatinas (ENN) son micotoxinas emergentes y que son frecuentemente detectadas en alimentos para aves. En contraste con las otras micotoxinas mencionadas, las eniatinas no se presume causen problemas de salud en las aves. El producto 1 no es capaz de fijar las eniatinas, pero todos los demás productos logran una adsorción total de eniatinas¹⁰.
Los productos 2 al 6 pueden por lo tanto, ser considerados como protectores aun contra altos niveles de eniatinas en el alimento, al adsorberlas en el tracto gastrointestinal.

Diferentes tipos de micotoxinas suelen ocurrir de manera simultánea, causando una contaminación conjunta. Esta situación puede causar efectos antagónicos, aditivos o sinérgicos en los animales¹¹. Por ejemplo, como la ZEN y el DON, ambos producidos por micotoxinas de Fusarium, y que suelen coexistir¹². La ZEN es conocida por potenciar el daño causado por otras toxinas como el DON y las aflatoxinas, comprometiendo la producción y la inmunidad de las aves⁹. Dado que este fue un estudio in vitro, las condiciones fueron bien controladas. La capacidad de adsorción fue evaluada para cada micotoxina y los efectos de coexistencia no fueron evaluados. Estudios posteriores pueden ser enfocados en hacer pruebas in vivo en aves, analizando la habilidad de los diferentes adsorbentes para reducir las micotoxicosis ante una coexistencia de estas en los alimentos. De igual forma sería interesante extender el estudio a otras funciones zootécnicas (reproductoras, ponedoras y pollo de engorde). Como se observe en ésta prueba y como fue anteriormente reportado13 algunas micotoxinas son difíciles de adsorber y los mecanismos de acción difieren entre las varias micotoxinas y los diferentes adsorbentes. Por lo anterior, se requiere de una estrategia combinada para adsorber eficientemente las diferentes micotoxinas prevalentes en los alimentos y para proteger a los animales de los efectos dañinos de las micotoxinas. Dicho solución de Amplio espectro, debiera permitir la hepato-protección y mejorar el sistema inmune, así como la barrera intestinal, evitando el desarrollo de nuevos hongos en el alimento almacenado al incluir ácidos orgánico en su composición. Los productos 1, 2 y 5 no incluyen dichos componentes y por lo mismo no proporcionaran de protección contra las micotoxinas que son difíciles de adsorber. Los productos 3 y 4 no incluyen componentes destinados a la hepato-protección ni al apoyo a la función inmune, y así mismo carecen de elementos para evitar el desarrollo de los hongos. El producto 6 si incluye componentes que están destinados para todas esas funciones, lo que contribuirá tanto a la prevención como a la productividad, al darse el consumo de alimento contaminado con micotoxinas.

En conclusión, la eficiencia de adsorción difiere entre los diferentes adsorbentes comerciales. La mayoría de productos mostraron una limitada capacidad para adsorber a los tricotecenos, mientras que hubo una buena adsorción de otras micotoxinas. Esto resalta la necesidad de incluir un producto que no solo se enfoque en adsorber a las micotoxinas, como también proteja a los animales contra los efectos dañinos de las micotoxinas.