Introducción
Las micotoxinas emergentes y modificadas han recibido gran interés tras observarse signos clínicos en animales que no se correlacionaban con los niveles de micotoxinas detectados en el pienso. En este escenario, es importante tener presente que la contaminación natural de las materias primas y piensos suele ser una “multi-contaminación” de diferentes micotoxinas entre las que pueden estar presentes las micotoxinas emergentes y modificadas, que no son detectadas rutinariamente en los análisis de control.
Hay poca información sobre la toxicidad de las micotoxinas emergentes. De acuerdo con la última publicación de EFSA (2014) centrada en la beauvericina y las eniatinas, escasos estudios han evaluado la toxicidad aguda de estas micotoxinas in vivo, se menciona un estudio en ratones evaluando el efecto de la beauvericina.
Sin embargo, diferentes estudios in vitro han evaluado la toxicidad de estas micotoxinas en las aves. En la tabla resumen, se muestran diferentes estudios que permiten conocer el mecanismo de acción, conocido hasta el momento, de estas micotoxinas emergentes.
Mecanismos de acción de las micotoxinas emergentes
1. Estrés oxidativo
Considerando el equilibrio redox intracelular, diferentes estudios han observado un aumento de los niveles de radicales libres de oxígeno (ROS) en diversos cultivos celulares. Este aumento de ROS ha sido acompañado por el aumento de productos de la peroxidación lipídica como el MDA o TBARS (biomarcadores del estrés oxidativo) y la disminución de enzimas antioxidantes como el glutatión. Así, se ha demostrado que las micotoxinas emergentes inducen estrés oxidativo a nivel celular.
Ahora bien, EFSA (2014) reportó un estudio en el que se observó una reducción de ROS en células humanas tratadas con agua oxigenada (Dornetshuber et al., 2009), sugiriendo que se requiere más información sobre el equilibrio redox y las micotoxinas emergentes en las diferentes líneas celulares, e incluso, considerando la especie animal.
2. Citotixicidad
La citotoxicidad de las micotoxinas emergentes se ha evaluado en diferentes estudios in vitro. Ahora bien, centrándonos en líneas celulares provenientes de aves, cabe destacar el estudio de Dombrik-Kurtzmann (2003), quien evaluó el efecto de la beauvericina en linfocitos de pavos. Se observó fragmentación del ADN y la consecuente apoptosis. Así, hay evidencias in vitro de la citotoxicidad de micotoxinas emergentes en avicultura.
En efecto, se ha descrito una potente actividad citotóxica al inducir la apoptosis. Según EFSA (2014), la apoptosis es inducida principalmente por dos vías:
- Aumento de los niveles de calcio intracitoplasmáticos que estimulan las endonucleasas dependientes de calcio.
- Se intercalan con el ADN, abriendo terreno para la actividad de las endonucleasas.
Asimismo, diversos autores han atribuido la citotoxicidad de la beauvericina y las eniatinas a sus propiedades ionóforas.
3. Integridad intestinal
Dado que la citotoxicidad se ha observado en diferentes líneas celulares y sabiendo que la barrera intestinal es el primer contacto de los animales con las micotoxinas tras su ingesta, es de gran interés conocer el efecto de la beauvericina y las eniatinas sobre las células intestinales. Ahora bien, el efecto de las micotoxinas emergentes sobre la barrera intestinal ha sido poco estudiado por el momento.
Springer et al. (2016) evaluaron el efecto de la beauvericina y las eniatinas sobre la resistencia eléctrica transmembranal de células epiteliales intestinales, en concreto del yeyuno, ya que es una región importante para la absorción de las micotoxinas. Se observó un aumento de la permeabilidad intestinal relacionado con una disminución de la expresión de uniones estrechas. En concreto, la eniatina B mostró el efecto más potente, seguida de la beauvericina, la eniatina B1, la eniatina A y la eniatina A1. Entre las eniatinas, se describió efecto aditivo; hecho que no se observó en combinación con DON. Por el contrario, Albonico et al. (2016) no describieron un efecto de la beauvericina sobre la permeabilidad intestinal o las citoquinas pro-inflamatorias en caso de contaminación individual, pero sí cuando se presentaban junto con fumonisina B1 o DON. La diferencia entre estudios se puede deber al cultivo celular utilizado, así como las concentraciones de las micotoxinas. Sin embargo, el conjunto de los estudios demuestra que las micotoxinas emergentes tienen un impacto sobre la integridad intestinal y recalca la importancia de ser conscientes de las multi-contaminaciones por micotoxinas.
4. Contextualización de estudios in vivo
De acuerdo con EFSA (2014), los estudios disponibles sobre la toxicidad de las micotoxinas emergentes en avicultura se realizaron en pollos de engorde, gallinas ponedoras y pavos expuestos a una multi-contaminación de micotoxinas Fusarium, incluyendo la beauvericina y las eniatinas. En general, la fuente natural de micotoxinas para los estudios fue el maíz y no se observaron efectos sobre los parámetros productivos, el rendimiento de canal ni el peso relativo de órganos como el hígado, bazo, bolsa de Fabricio, corazón, etc. Asimismo, no se detectaron concentraciones de beauvericina ni eniatinas en productos para el consumo animal (tejido muscular o huevo).
A continuación, se muestran los niveles de contaminación que no provocan efectos adversos sobre los rendimientos productivos ni la fisiología de las aves según EFSA (2014):
Tabla 1. Niveles (ppb en pienso) sin efectos adversos observados1.
| Pollos de engorde | Gallinas ponedoras | Pavos | ||
|---|---|---|---|---|
| Beauvericina | 12600 ppb | 8930 ppb | 2480 ppb | |
| Eniatinas | B | 12720 ppb | 11230 ppb | – |
| B1 | 4060 ppb | 3060 ppb | – | |
1En multi-contaminación con otras micotoxinas Fusarium.
Considerando el peso vivo y el consumo, se muestran los niveles según el peso vivo del animal/d.
Tabla 2. Niveles (µg/kg PV/día) sin efectos adversos observados1.
| Pollos de engorde | Gallinas ponedoras | Pavos | ||
|---|---|---|---|---|
| Beauvericina | 1220 µg/kg PV/día | 536 µg/kg PV/día | 136 µg/kg PV/día | |
| Eniatinas | B | 763 µg/kg PV/día | 674 µg/kg PV/día | – |
| B1 | 244 µg/kg PV/día | 216 µg/kg PV/día | – | |
1En multi-contaminación con otras micotoxinas Fusarium.
Hay que tener presente que estos valores se presentan de acuerdo con los niveles máximos evaluados de las micotoxinas en los estudios revisados. La ausencia de efectos negativos sobre las aves de corral se puede deber a la baja biodisponibilidad y la rápida eliminación de estas micotoxinas en el organismo (Fraeyman et al., 2018).
Estudios recientes han demostrado efectos de micotoxinas emergentes sobre la barrera intestinal y los rendimientos productivos. La reducción de la profundidad de las criptas observada en pollos de engorde desafiados con eniatina se puede deber al efecto inhibitorio sobre la proliferación de los enterocitos que ejerce la micotoxina (Fraeyman et al., 2018). En la misma línea, Santos y van Eerden (2021) observaron un aumento de la ratio altura vellosidades:profundidad criptas (VH:CD) del íleon de pollos de engorde de 14 días de vida que se atribuyó a una reducción de la proliferación de las células intestinales, sin un efecto inmediato sobre la altura de las vellosidades. A los 28 días, se observó una reducción de la altura de las vellosidades en el yeyuno y de la ratio VH:CD en yeyuno e íleon (con mayor profundidad de criptas). Así, la menor superficie de absorción de nutrientes es una posible explicación a los peores rendimientos productivos observados. Por otro lado, el crecimiento y la eficiencia alimenticia se ven comprometidos ya que el ave destina mayor energía para restaurar el epitelio. Estos resultados se han observado en pollos de engorde desafiados tras ingerir una dieta multi-contaminada con micotoxinas como la beauvericina, las eniatinas, el DON y metabolitos.
Tabla 3. Recopilación de estudios in vitro e in vivo del efecto de las micotoxinas emergentes en avicultura 1.
| Referencia | Estudio | Micotoxinas | Efectos | |
|---|---|---|---|---|
| Prosperini et al. (2013) referencia de EFSA (2014) | In vitro | Células Caco-2 | beauvericina | ↑ERO, MDA, GSSG ↓ GSH ↑ apoptosis |
| Prosperini et al. (2013) referencia de EFSA (2014) | In vitro | Células Caco-2 | eniatina | ↑ ERO |
| Mallebrera et al. (2014) referencia de EFSA (2014) | In vitro | Células CHO-K1 | beauvericina | ↑Peroxidación lipídica ↓ glutatión |
| Dornetshuber et al. (2009) referencia de EFSA (2014) | In vitro | Células de leucemia promielocítica humana (HL60) y células de carcinoma de cuello uterino humano (KB-3-1) |
beauvericina eniatina |
↓ ERO cuando las células están tratadas con H2O2 |
| Dombrik-Kurtzmann (2003) referencia de EFSA (2014) | In vitro | Linfocitos de pavo | beauvericina 8-50 µmolar |
Fragmentación ADN apoptosis |
| Albonico et al. (2016) | In vitro | Células Caco-2 | beauvericina 1,5 µmolar beauvericina 1,5 µmolar + fumonisina B1 1,5 µmolar beauvericina 1,5 µmolar + DON 1,5 µmolar |
Sin efecto en TEER, citoquinas proinflamatorias ↓TEER ↑ citoquinas proinflamatorias (IL-8) |
| Vesonder et al. (1999) referencia de EFSA (2014) | In vivo | Patos Pekín 7 d |
<100 mg/kg BW beauvericina (micotoxina purificada) |
Sin toxicidad aguda |
| Leitgeb et al. (1999, 2003) referencia de EFSA (2014) | In vivo | Pollos de engorde 37 d |
800 ppb beauvericina 5600 ppb DON 700 ppb 15-acetilDON 600 ppb ZEA 500 ppb moniliformina 300 ppb NVI (maíz naturalmente contaminado) |
Sin efecto negativo en GPC, IC, peso del hígado Sin diferencias en la calidad de la carne, parámetros en sangre |
| Leitgeb et al. (1999, 2003) referencia de EFSA (2014) | In vivo | Pavo 11 semanas (periodo de crecimiento) |
2480 ppb beauvericina 1200 ppb DON 300 ppb 15-acetilDON 200 ppb ZEA 3000 ppb moniliformina 200 ppb NVI (maíz naturalmente contaminado) |
Sin diferencias en el PC, IC Sin diferencias en el peso relativo de la canal cocinada, bazo, corazón, bolsa de Fabricio, hígado Sin diferencias en los parámetros en sangre |
| Zollitsch et al. (2003) referencia de EFSA (2014) | In vivo | Pollos de engorde 37 d |
4200, 8400, 12600 ppb beauvericina 900, 1800, 2700 ppb moniliformina (maíz naturalmente contaminado) |
Sin diferencias en GPC, IC Sin diferencias en las características de la canal o la composición química No hay residuos de beauvericina o moniliformina en la canal o en los órganos intestinales |
| Leitgeb et al. (2003) referencia de EFSA (2014) | In vivo | Pavo 84 d |
≤ 2480 ppb beauvericina ≤ 2350 ppb moniliformina |
No hay efectos negativos en GPC, IC No hay diferencias en los parámetros fisiológicos |
| Ivanova et al. (2014) referencia de EFSA (2014) | In vivo | Pollos de engorde | 12700 ppb eniatina B | No hay efectos adversos |
| Ivanova et al. (2014) referencia de EFSA (2014) | In vivo | Gallinas ponedoras | 11200 ppb eniatina B | No hay efectos adversos |
| CODA-CERVA (2011/2012) referencia de EFSA (2014) | In vivo | Pollos de engorde | 12720 ppb eniatina B 4060 ppb eniatina B1 10310 pb beauvericina DON 3-acetil-, 15-acetil-, de-epoxi-DON ZEA, α-, β-zearalenol T2 HT2 |
No hay efectos adversos |
| CODA-CERVA (2011/2012) referencia de EFSA (2014) | In vivo | Gallinas ponedoras | 11230 ppb eniatina B 3600 ppb eniatina B1 8930 ppb beauvericina |
No hay efectos adversos |
| Fraeyman et al. (2018) | In vivo | Pollos de engorde 21 d |
2352 ppb eniatina B vs 135 ppb (Control) | Hígado: sin efecto en histopatología, transferencia limitada Plasma: transferencia limitada Duodeno: reduce CD, sugiere un efecto inhibitorio en la proliferación de enterocitos duodenales Yeyuno, íleon: sin efecto en VH, CD, VH/CD |
| Callebaut et al. (2012) | In vivo | Pollos de engorde 14 d | 28 ppb eniatina A 440, 491 ppb eniatina A1 11233, 12716 ppb eniatina B 3599, 4057 ppb eniatina B1 8926 10313 ppb beauvericina |
Sin efectos en el crecimiento, engorde |
| Springler et al. 2016 | In vitro | Células IPEC-J2 | eniatina A1 eniatina B eniatina B1 beauvericina |
Efecto más fuerte: eniatina B > beauvericina > eniatina B1 > eniatina A > eniatina A1: ↓resistencia eléctrica transepitelial (TEER) Efecto aditivo entre eniatinas No hay efecto aditivo con DON |
| Santos y van Eerden (2021) | In vivo | Pollos de engorde 35 d |
0-14 d: 2060 vs 878 ppb DON 132 vs 99 ppb DON-3-Glucosido 28 vs 90 ppb eniatina B 13 vs 16 ppb eniatina B1 10 vs 0 ppb alternariol 14-28 d: 2360 vs 941 ppb DON 1670 vs 851 ppb DON-3-Glucosido 0 vs 18 ppb ZEA 40 vs 60 ppb eniatina B 9,5 vs 16 ppb eniatina B1 4,2 vs 3,5 ppb alternariol 28-35 d: 57,3 vs 57,3 ppb DON 8,4 vs 8,4 ppb eniatina B 13 vs 16 ppb eniatina B1 6,1 vs 6,1 beauvericina |
↓GPC, ↑IC (no 28-35d, con una dieta marginalmente contaminada) ↑ VH:CD íleon 14 ↓ VH:CD yeyuno 28d, íleon 28d ↓VH: yeyuno 28 d, ↑ CD íleon 28d ↑ células globo íleon 14d Marcador de lesión intestinal: deficiencia en el yeyuno (no en el íleon) Viscosidad intestinal: aumento en el duodeno 14d |
1CD: profundidad de criptas (crypt depth); ERO: especies reactivas de oxígeno; GSSG: glutatión disulfuro; GSH: glutatión reducido; GPC: ganancia peso corporal; IC: índice de conversión; MDA: malondialdehído; PC: peso corporal; TEER: resistencia eléctrica transepitelial/transendotelial; VH: altura de vellosidades (villus height).
Conclusion
Estos resultados refuerzan de nuevo la idea de tener una visión global sobre la problemática de las micotoxinas, incluyendo las micotoxinas emergentes. Debemos ser conscientes de su existencia y del impacto que generan en la producción animal, para hacer frente al desafío al que nos enfrentamos.
