El ergot o cornezuelo de centeno es un hongo parásito del género Claviceps, que tiene una distribución mundial y posee una amplia capacidad de habitar los cereales de grano disminuyendo su calidad. El miembro más predominante de este género de hongos es Claviceps purpurea, que toma esa denominación por reemplazar los granos del cereal por cuerpos duros de color púrpura (Arcella et.al, 2017). El ergot contamina los cultivos sobre todo en períodos prolongados de frío y humedad e infecta cuando el florete se encuentra abierto. Dentro de su actividad, se le atribuye la formación de un grupo de micotoxinas frecuentes en los cereales que son los alcaloides de ergot. Estos alcaloides son compuestos sumamente tóxicos tanto para humanos como animales, por lo que, si se consumen en proporciones suficientes, se desarrolla una enfermedad conocida como ergotismo. Gran parte de los países restringen el consumo del grano contaminado con cornezuelo y redirigen su uso para alimentar al ganado. Aunque, es errónea la información de que el ganado es menos sensible a los efectos de los alcaloides, las regulaciones siguen siendo menos rigurosas cuando hay contaminación por alcaloides en el alimento para animales (Coufal et.al, 2016).
El cornezuelo tiene dos etapas dentro de su ciclo vital: la germinación y la fase de melaza. La germinación del cornezuelo es un proceso por el cual desarrolla estructuras que le permiten producir esporas (llamadas ascosporas), que se transportan o trasladan a través del viento e infectan los ovarios de la flor de los cereales. El cornezuelo invade los granos de cereal, depositando estructuras denominadas esclerocios que tras un período de incubación logran germinar. La especie C. purpurea necesita de 4 a 8 semanas para iniciar su germinación y se estima que el rango de temperatura óptimo es de 18 a 20 °C, aunque su tiempo en germinar puede disminuir a medida que las condiciones de frío y humedad son más amplias. Por su parte, la fase de melaza consiste en la propagación de una conidia pegajosa contaminada a través de los insectos. Una vez que concluye esta etapa, el ovario infectado se endurece y se reemplaza por el cuerpo del cornezuelo. El grano infectado puede caer, contaminando el campo o a su vez el resto de la cosecha. Cabe resaltar que, si las flores de los granos de cereal se fecundan antes de la infección por cornezuelo, mayor resistencia presentarían las plantas frente al hongo (Coufal et.al, 2016).
Hasta el momento se han identificado más de 50 tipos diferentes de alcaloides del cornezuelo en los granos infectados por Claviceps spp. Estos alcaloides se han repartido en dos subfamilias importantes como los alcaloides ergopeptina y ergolina. Asimismo, se han dividido los alcaloides Ergot biogenéticamente en tres clases: clavinet, derivados del ácido lisérgico simple y alcaloides peptídicos (Arcella et.al, 2017). La clasificación de los alcaloides sigue aún sin completarse y es un reto complejo, donde nuevos alcaloides son encontrados. Lo que es evidente, es que el tipo de alcaloide y su concentración cambia conforme a la especie de hongo, el tipo de grano de cereal y el entorno; de modo que, la producción de alcaloides será mayor cuando se den lluvias intensas y suelos húmedos. Con lo mencionado, se ha reportado que la concentración de alcaloides presentes en los esclerocios del hongo del cornezuelo puede alcanzar hasta un 0,75% de la materia seca (Coufal et.al, 2016).
Como alcaloides predominantes en los cuerpos del cornezuelo están: ergotamina, ergosina, ergocristina, ergocriptina y ergocornina. Por su parte, los alcaloides conocidos como ergovalina y ergina son producidos por hongos endófitos de los forrajes. La cantidad de alcaloides producidos por hongos endófitos es sumamente inferior a la concentración de alcaloides encontrados en los esclerocios de Claviceps spp. (Coufal et.al, 2016).
Los alcaloides de ergot interrumpen varios de los procesos biológicos y, en consecuencia, múltiples efectos son desarrollados en el organismo humano y animal. Esta interrupción se atribuye a que los alcaloides disponen estructuralmente de un anillo tetracíclico de ergorlina, similar a la estructura del anillo de neurotransmisores comunes como norepinefrina, serotonina y dopamina. Como es de conocimiento, estas aminas biogénicas poseen receptores en diferentes partes del organismo y desafortunadamente los alcaloides de ergot pueden unirse o asociarse a dichos receptores. La interacción de los alcaloides con el receptor amina es sumamente compleja (incluso la actividad cambia entre alcaloides), de manera que las toxinas pueden actuar como agonistas (estimulantes), agonistas parciales o antagonistas del receptor, obteniendo una diversidad de problemas que se atribuyen a la intoxicación por alcaloides Ergot (Klotz, 2015).
Hay una enorme controversia en cuanto a la concentración de alcaloides del cornezuelo permitidas en el alimento del ganado. La toxicidad presente en estas moléculas dependerá de su concentración absoluta individual, el tipo de alcaloide y las interacciones que puedan desarrollarse con otros tipos de micotoxinas presentes en el alimento. Cada país tiene establecido una legislación acerca de la concentración tolerable de cuerpos ergotamínicos en el alimento humano y animal. La Unión Europea y América del Norte permiten niveles de 0-0,05% de contaminación por cornezuelo en granos de cereales destinados al consumo humano. Mientras que, para el ganado, la concentración tolerable es de 0,1 y 0,3 ppm de cornezuelo total. Está prohibido que los cereales superen estos rangos de concentración (Coufal et.al, 2016).
La intoxicación por ergot puede manifestarse en pocas horas o presentarse meses después. La variabilidad de respuesta ante la intoxicación se explica en base al tipo y concentración de esta micotoxina. Además, muchas veces el diagnóstico de intoxicación por ergot se confunde con otras afecciones, a menudo respiratorias (Coufal et.al, 2016).
La intoxicación por cornezuelo se manifiesta de forma convulsiva, gangrenosa o con otra sintomatología clínica. En la forma convulsiva, los animales experimentan convulsiones, tambaleo, parálisis temporal y espasmos musculares. Este tipo de intoxicación es más común observarla en ovejas, caballos, y de manera inusual en bovinos. Por su parte, el envenenamiento de tipo gangrenoso es más frecuente en los bovinos y cerdos. Por alteraciones en la circulación y suministro de sangre, los animales padecen cojeras seguido de la pérdida de extremidades como la cola, orejas y pezuñas. Llamado también ergotismo gangrenoso, necesita de hasta 3 meses para ser evidente clínicamente con signos tempranos como: pérdida gradual del peso, mayor frecuencia respiratoria, reducción de la producción de leche y descenso en el rendimiento reproductivo. Otros signos clínicos del ergotismo, aunque menos severos son el vómito, fiebre y la alteración endocrina (Coufal et.al, 2016).
Existen diferencias notables sobre los niveles de tolerancia entre especies, la variabilidad en la tasa de absorción y la capacidad de desintoxicación. Las aves de acuerdo con su especie pueden ser tolerantes o extremadamente sensibles (como los patos). A comparación de los mamíferos, las aves de corral parecen tener una mejor capacidad de detoxificación de alcaloides, no obstante, tras largos períodos de exposición estas toxinas pueden provocar pérdida del apetito, diarrea, aumento de la sed, vómitos y debilidad (Coufal et.al, 2016).
A continuación, se explicará la sintomatología clínica presentada en las distintas especies animales ante la intoxicación con alcaloides de ergot.
• Rumiantes
La gangrena asociada a la intoxicación con alcaloides es la principal patología observada en ganado y suele afectar comúnmente las orejas, cola y pezuñas. La pérdida de extremidades por la deprivación de la circulación sanguínea asociada a la enfermedad es bastante frecuente en los rumiantes a diferencia de los cerdos y las aves, dado que, muchas veces no disponen de un ambiente con temperatura controlada. En las ovejas, los efectos del ergotismo suelen ser más leves que el resto del ganado y con mayor frecuencia presentan signos convulsivos. En adición a la patología observada por la reducción del flujo sanguíneo también se reportan: bajas tasas de concepción, cortos períodos de gestación, abortos, reducción en el crecimiento y deterioro de la calidad del esperma. Los rumiantes también experimentan agalactia, que es la pérdida o disfuncionalidad en la producción de leche. Se sugiere que los animales padecen de esta patología tras consumir el alimento infectado con ergot; y después de privar el alimento contaminado, la prolactina tarda meses para retornar a sus concentraciones normales (Thompson, 2017).
Una vez que el animal desarrolla ergotismo, la sugerencia veterinaria implica controlar y cambiar inmediatamente a una dieta libre de cornezuelo; sin embargo, cuando en el ganado se detecta clínicamente la gangrena periférica, la eliminación del alimento contaminado no conducirá a su recuperación (Coufal et.al, 2016).
•Cerdos
Los efectos presentados en suinos son similares a los observados en rumiantes. Los signos clínicos en cerdos son: reducción en el crecimiento, menor consumo de alimento, pérdidas en reproducción (camadas de menor tamaño, parto prematuro, repetición de celo, mastitis y metritis) y descenso en la producción de leche (inhibición de la producción de prolactina). En algunos casos, también se reporta cojera de los cuartos traseros y necrosis de las extremidades; aunque las producciones de ambiente controlado reducen el impacto de la gangrena (Thompson, 2017).
•Aves
Las aves que consumen alimentos contaminados con alcaloides de ergot muestran reducciones en su crecimiento, menor conversión alimenticia, disnea, consumen menos alimento y pueden presentar diarrea. Además, se reporta una elevada mortalidad. El descenso de las concentraciones de prolactina también se observa en aves, afectando la incubación y su comportamiento. La reducción de la hormona prolactina ocasiona que los niveles circulantes de las gonadotropinas sean bajos, de forma que se evidencia una regresión ovárica. Al igual que en otras especies, las aves también son susceptibles a la gangrena y las zonas afectadas suelen ser: patas, picos y crestas (Thompson, 2017).
•Caballos
Los efectos de la gangrena típicamente no se observan en caballos, no obstante, cuando el período de exposición es crónico o prolongado, la afección puede tener lugar. En su mayoría, los caballos tienden a exhibir signos convulsivos y otras alteraciones secundarias, entre ellas se encuentran las reproductivas. Las hembras pueden experimentar abortos, períodos de gestación extendidos, distocias más frecuentes, retención placentaria y un menor desarrollo mamario (descenso en la producción de leche). Varios de estos problemas reproductivos se asocian a la depresión de hormonas como la progesterona, estradiol y prolactina, bajo los efectos de los alcaloides del cornezuelo (Thompson, 2017).
Por la naturaleza ubicua y adaptable de los hongos, es difícil predecir cuándo y dónde ocurrirá su contaminación en el alimento. La variedad de factores que influyen en el origen y crecimiento de los hongos es muy extensa y fluctuante, donde cualquier cambio en la condición climática o manejo de cosecha puede resultar en contaminación por hongos o micotoxinas. Las toxinas pueden invadir los cultivos en cualquier etapa, ya sea cosecha, transporte o almacenamiento. De manera que, el control de la contaminación de cereales por micotoxinas de Ergot, se centrará en las fases de pre y post cosecha. El manejo de las micotoxinas se direcciona en torno a la adopción de Buenas Prácticas Agrícolas, Buenas Prácticas de Manufactura y Análisis de Peligros y Puntos Críticos de Control (Agriopoulou, 2021).
•Control antes de la cosecha
La aplicación de agentes plaguicidas y funguicidas ha sido el enfoque para el control de hongos fitopatogénicos y sus metabolitos derivados en los cultivos alimenticios. La búsqueda actual se basa en estrategias más sostenibles con el ambiente que sean efectivas contra las contaminaciones en la producción agrícola. Una de las posibles herramientas a emplearse es el control biológico. El uso de agentes biológicos posee un espectro de acción limitado en comparación con los fungicidas químicos, sin embargo, los medios biológicos también pueden funcionar bastante bien si se utilizan de forma conjunta con los fungicidas químicos. Como agentes de control biológico, se han empleado levaduras, hongos, bacterias y enzimas que pueden degradar y absorber varias de las micotoxinas. El control biológico en los alcaloides de ergot, tiene un número limitado de estudios publicados y dentro de dichos estudios se han utilizado bacterias y hongos como Pseudomonas aureofaciens y Trichoderma lignorum, respectivamente; los cuales no presentaron un efecto significativo en la germinación de los esclerocios (Agriopoulou, 2021).
Al igual que los funguicidas y plaguicidas, las buenas prácticas agrícolas son métodos empleados para el control de hongos y sus metabolitos en los cultivos. En la supervivencia de los hongos del género Claviceps, los esclerocios son estructuras de gran relevancia que en pocas palabras sirven para la hibernación del patógeno. Cuando llega el período frío de primavera, estas estructuras germinan y se propagan en el entorno (Agriopoulou, 2021).
Como buena práctica agrícola, se ha comprobado que el uso de la cianamida cálcica como fertilizante reduce la germinación de los cornezuelos en un 40 a 50%. Otras prácticas relacionadas como la rotación de cultivos, arado profundo, control de malezas y herbicidas contribuyen favorablemente en el control de los alcaloides de ergot; por motivo de que los cultivos son más robustos y menos vulnerables a infectarse con hongos patógenos. Por último, una de las principales acciones preventivas, es el uso de semillas que no estén infectadas. Muchos de los esclerocios pueden concentrarse en las semillas, y cuando germinan, producen una considerable cantidad de ascosporas que se distribuyen en el suelo y en el ambiente. Dicho esto, el contribuir a la explotación con semilla libre de patógenos evita la contaminación y pérdida de las cosechas (Agriopoulou, 2021).
•Control en la cosecha y postcosecha
En la medida en que los granos de la cosecha van madurando, el control de los esclerocios tiende a ser más efectivo, debido a que la visibilidad de la contaminación del cultivo aumenta. Una cosecha tardía mejora la obtención de cultivos con bajos índices de esclerocios. Cuando la contaminación por esclerocios es demasiado visible se prefiere no mezclar la semilla contaminada con la no infectada, ni a su vez utilizarla como alimento para animales. El uso de clasificadoras por gravedad o por color es una buena alternativa en la reducción de las cargas de contaminación moderada, al remover los esclerocios de la post-cosecha (Agriopoulou, 2021).
Hay varias técnicas de descontaminación del cultivo que se aplican o se centran en dos direcciones. La primera dirección tiene como enfoque el degradar las micotoxinas a unos compuestos menos tóxicos, mientras que la segunda, busca evitar que se reduzca el contenido de nutrientes de los productos agrícolas (Agriopoulou, 2021).
Un término importante a resaltar, es que la descontaminación no es lo mismo que la desintoxicación; dado que en el proceso de degradación se generan productos con una toxicidad desconocida. Entre los procesos de descontaminación, consta el calentamiento que es una forma física capaz de convertir la forma tóxica de un alcaloide como la ergotamina en un producto menos tóxico. Dentro de los alcaloides del cornezuelo, la ergotamina y la ergosina son bastante estables a los tratamientos térmicos y, por otro lado, la ergocristina, ergokriptina, ergocornina y ergometrina son las más susceptibles al calentamiento, por lo que su concentración se reduce al aplicarse el tratamiento térmico. Ante la presentación de una menor cantidad de micotoxinas, otras técnicas de descontaminación físicas pueden ser aplicadas, como es el caso de la clasificación, molienda y flotación. Finalmente, el procesamiento de los granos también contribuye con la eliminación de los alcaloides Ergot, aunque las técnicas comunes como hervir, hornear, cocinar, pasteurizar y freír no reducen en su mayoría las micotoxinas estables (Agriopoulou, 2021).
•El uso de los secuestrantes de micotoxinas
Los secuestrantes de micotoxinas han demostrado ser una estrategia eficaz para contrarrestar los efectos perjudiciales de los alcaloides de ergot una vez que los animales han ingerido alimento contaminado. Los secuestrantes de micotoxinas son compuestos que se añaden a la dieta animal con el propósito de unirse y neutralizar las micotoxinas presentes en los alimentos. Esta estrategia es aplicable también a los ergots, ya que los secuestrantes tienen la capacidad de unirse a estos metabolitos y reducir su absorción en el tracto gastrointestinal de los animales. Al minimizar la absorción de los ergots, los secuestrantes de micotoxinas pueden contribuir significativamente a mitigar los efectos negativos de los alcaloides de ergot en la salud y el rendimiento animal, salvaguardando así la seguridad y el bienestar del ganado (Sillué et al, 2021).
En resumen, los alcaloides de ergot, producidos por el hongo Claviceps purpurea, son tóxicos y pueden causar efectos adversos en la salud humana y en la nutrición animal. Los cereales contaminados con estos compuestos pueden llevar a síntomas como convulsiones, gangrena y disfunciones reproductivas en animales que los consumen. La prevención y el control de esta contaminación son cruciales para garantizar la seguridad alimentaria y el rendimiento animal. Esto implica prácticas agrícolas adecuadas, detección y eliminación de esclerocios, y el uso de secuestrantes de micotoxinas en la alimentación animal para neutralizar los efectos dañinos de los alcaloides de ergot. En general, comprender estos compuestos y aplicar estrategias adecuadas es esencial para asegurar una producción animal segura y saludable.
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