Efecto de la fumonisina B1 sobre la respuesta inmune celular y variables productivas en el pollo de engorda
Publicado: 15 de abril de 2016
Por: Jacqueline Uribe Rivera (Tesis de Licenciatura), y Juan Carlos Del Río García . FES Cuautitlán - UNAM, Unidad de Investigación Multidisciplinaria, México
Resumen
El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la fumonisina B1 (FB1) sobre las variables productivas y la respuesta inmune celular en el pollo de engorda. Se utilizaron 70 pollos de la estirpe Ross 308 de 1 día de edad, los cuáles se distribuyeron aleatoriamente en 2 tratamientos con 5 repeticiones cada uno. Un tratamiento recibió alimento adicionado con fumonisina B1 (FB) y el otro fue tratamiento Testigo, sin la adición de fumonisina B1 (T). Del día 1 al día 35 se proporcionó el alimento contaminado al tratamiento FB y del día 35 al día 42 se tuvo como periodo de recuperación con el fin de evaluar el efecto residual de esta micotoxina en las aves. Las variables productivas que se determinaron fueron peso corporal, consumo de alimento, ganancia de peso e índice de conversión, las cuales fueron evaluadas semanalmente. También se evaluaron valores de química sanguínea como fueron aspartato amino transferasa (AST), gamma glutamil transpeptidasa (GGT), fosfatasa alcalina (FAS), colesterol (Col) y proteínas totales séricas (PT). La respuesta inmune celular se evaluó a los 21 y 35 días de edad. Las variables productivas se vieron afectadas en las aves que consumieron alimento con fumonisina B1, obteniendo menor peso, menor consumo de alimento y un incremento en el índice de conversión (P<0.05). En el caso de las variables sanguíneas se observó un incremento sugestivo de lesión hepática. Al evaluar la respuesta inmune celular por medio de la aplicación de fitohemaglutinina en la membrana interdigital, a los 35 días posteriores al consumo se apreció una menor respuesta inmune celular (P<0.05) a las 12 h en animales que consumieron alimento contaminado.
Palabras Clave: pollo de engorda, fumonisina B1, respuesta inmune, variables productivas, química sanguínea.
INTRODUCCIÓN
Las micotoxinas, son metabolitos secundarios de los hongos que pueden contaminar los granos utilizados en la elaboración de alimentos balanceados para el consumo animal . Las micotoxinas más importantes en la producción avícola son: aflatoxinas, ocratoxinas, toxina T-2 y diacetoxiscirpenol (DAS), así como fumonisinas, citrininas y ácido ciclopiazónico. Una de las micotoxinas que ha cobrado importancia en la última década son las fumonisinas, sin embargo en aves aún hay controversia en su efecto y cuál es el nivel de contaminación necesario para tener un efecto tóxico y de esta forma afectar el desempeño productivo. Sin embargo quizá el papel más importante de las fumonisinas es el causar inmunosupresión (Li et al., 1999). Esto se ha observado únicamente en forma experimental y con concentraciones iguales o mayores de 100 mg/kg de alimento, a pesar de que generalmente las concentraciones que se han reportado en granos, cereales y alimento balanceado oscilan entre los 3 y 5 mg/kg de alimento. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto que tienen las fumonisinas en pollos de engorda que consumen alimento contaminado con FB1 a una concentración de 5 mg/kg de alimento, sobre las variables productivas y la respuesta inmune celular.
MATERIAL Y METODOLOGÍA
ANIMALES EXPERIMENTALES
Se utilizaron 70 pollitos de un día de edad de la estirpe Ross 308 con un peso inicial promedio de 45 gramos de peso, los cuales fueron adquiridos en una casa comercial. Se llevó a cabo un pesado inicial y posteriormente fueron distribuidos de manera aleatoria en 2 tratamientos con 5 repeticiones cada uno y con pesos homogéneos. Los tratamientos fueron designados como: Testigo “T” el cual implica una alimentación sin la adición de fumonisina B y el tratamiento “FB” en el cuál las aves consumieron alimento con fumonisina B1 a una concentración de 5 mg/kg de alimento.
ALIMENTACIÓN.
La duración del experimento fue de 42 días. El tratamiento “FB” recibió el alimento contaminado por 35 días. Del día 35 al día 42 se suspendió el aporte de alimento contaminado, lo cual tuvo la finalidad de evaluar el efecto residual de la fumonisina B1 en las aves. El alimento y el agua fueron proporcionados ad libitum . Al alimento se le realizó un análisis previo para conocer la concentración de fumonisinas totales utilizando el método de Columnas de Inmunoafinidad (VICAM). Una vez conocida la concentración de esas micotoxinas se procedió a realizar el ajuste del alimento a 5 mg/kg de alimento de fumonisina B1 para la dieta del tratamiento (FB). El ajuste de la concentración se hizo con una solución de fumonisina B1 (Sigma Aldrich) mediante aspersión para la obtención de una matriz que posteriormente fue incorporada mediante mezclado al resto del alimento.
VARIABLES PRODUCTIVAS
Las aves fueron pesadas semanalmente del día 1 al día 42 y se llevó un registro para la determinación de variables productivas como peso corporal, consumo de alimento, índice de conversión y ganancia de peso semanal.
INMUNIDAD CELULAR
Se evaluó la respuesta inmune celular en ambos tratamientos al día 21 y al día 35 de edad de las aves mediante la Prueba de Hipersensibilidad Cutánea como respuesta a la inoculación intradérmica de Fitohemaglutinina (PHA) en la membrana interdigital entre el 3er y 4º dígito de la pata derecha (Corrier, 1990; Smits et al., 1999), empléandose 2 aves por repetición (10 aves por tratamiento). La PHA se utilizó a una concentración de 0.1 mg/0.1 ml. En la membrana interdigital de la pata izquierda se realizó el mismo procedimiento utilizando solución salina bufferada (PBS) como testigo. La respuesta fue evaluada a las 12, 24 y 48 horas pos- inoculación. La forma de evaluar la respuesta inmune celular se determinó midiendo el grosor de la membrana interdigital con un vernier digital. Para su interpretación se utilizó la siguiente fórmula:
ANÁLISIS ESTADÍSTICO
El análisis estadístico de los datos se realizó utilizando un ANOVA completamente al azar de una vía para las variables productivas y la respuesta inmune celular. La comparación de medias se realizó utilizando la prueba de Tukey con un valor de significancia de P<0.05. Los datos fueron analizados mediante el uso del paquete estadístico Statgraphics Plus 3.
RESULTADOS
HEMATOLOGÍA Y QUÍMICA SANGUÍNEA
En el caso de las enzimas que se determinan de manera directa o indirecta a nivel sérico para evaluar la función hepática se obtuvieron los valores observados en el cuadro 5, los cuáles sugieren una lesión a nivel hepático en las aves que se sometieron a una alimentación con una concentración de 5 mg FB1/kg de alimento. Estos valores mostraron también una disminución posterior al restiro del alimento contaminado.
AST: aspartato amino transferasa; GGT: gamma glutamil transpeptidasa; FAS: fosfatasa alcalina sérica; COL: colesterol. Media ± error estándar; Literales diferentes en cada columna indican diferencia estadística significativa (P<0.05).
PROTEÍNAS TOTALES.
Durante el muestreo realizado la al día 21 de edad, no hubo diferencia estadística entre ambos tratamientos (P>0.05), a diferencia del 2º y 3er muestro donde si se observó diferencia estadística entre ambos tratamientos (P<0.05), teniendo así, que el grupo (T) obtuvo un valor de 3.37 (g/dL) que fue el mayor valor y el grupo (FB) 2.84 (g/dL).
EVALUACIÓN DE LA RESPUESTA INMUNE CELULAR.
La evaluación de la respuesta inmune celular se midió los días 21 y 35 de edad (cuadro 7). En el primer muestreo no se observó diferencia en las respuesta en ninguno de los momentos de evaluación (12, 24 y 48 h postinoculación) entre ambos tratamientos (P>0.05). Sin embargo, se observa una tendencia a una menor respuesta en las aves que consumieron FB1. Un comportamiento similar se observó al día 35, donde se observa una menor respuesta en las aves que consumieron FB1 en el alimento, en este caso, si hay diferencia estadística a las 12 h post inoculación (P<0.05). Sin embargo para la medición de las 24 y 48 h post inoculación, aunque no se observó diferencia estadística, se presentó un mayor grosor como respuesta en las aves que no consumieron FB1.
T: testigo sin adición de FB1; FB: concentración de 5 mg FB1/kg de alimento Media ± error estándar Literales diferentes en cada columna indican diferencia estadística significativa (P<0.05).
DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
Diversos investigadores como 6Li et al., (1999), 1Broomhead et al., (2002) y 2Del Bianchi et al., (2005) han reportado que el consumo de alimento contaminado con fumonisina en concentraciones que van desde 10 hasta 300 mg FB1/ kg no causan alteraciones en variables productivas y esto difiere con los resultados obtenidos en este experimento. Cabe destacar que en dichos estudios la administración de alimento contaminado se dio por un menor periodo de tiempo (de 1 a 3 semanas aproximadamente), a diferencia de este estudio en el cual las aves consumieron el alimento contaminado durante 5 semanas, con una semana de recuperación. Esto puede indicar que una administración prolongada en bajas concentraciones puede afectar negativamente sobre el peso corporal y esto puede ser más evidente a partir de la tercera semana de edad. 4Ferket, (2006) describe que entre algunos de los factores que influyen en una disminución del consumo de alimento, están principalmente los factores anti- nutricionales y el estrés inmunológico, ya que la respuesta inflamatoria y/o inmune innata demanda más nutrimentalmente, mientras que la respuesta inmune adquirida no demanda de manera severa la utilización de nutrientes. Para índice de conversión a pesar que fue menor en el tratamiento al que se le proporcionó alimento contaminado, las aves manifestaron un menor peso al final del ciclo y esto en términos productivos no es favorable porque representa una pérdida real para el productor y su impacto económico podría ser significativo disminuyendo la rentabilidad de la producción (Aviagen, 2012). En este estudio en general se pudo observar que todos los valores de la química sanguínea se vieron incrementados principalmente durante el muestreo realizado a la tercera semana de edad, además de que el incremento en los valores enzimáticos de FAS y GGT fueron sugestivos de lesión a nivel hepático y aunque se ha descrito por diversos autores que las fumonisinas no tienen como órgano blanco el hígado (8Voss et al., 2007), si se ha observado que es el órgano más susceptible a desarrollar lesiones en presencia de concentraciones desde 10 mg FB1/kg (2Del Bianchi et al., 2005), esto puede estar relacionado con que ambas son enzimas de inducción y son consideradas como marcadores de colestasis, y previamente se ha descrito que las fumonisinas en concentraciones elevadas pueden causar lesión en epitelio de conductos biliares (2Del Bianchi et al., 2005, 4Ledoux et al., 1992). En el caso de la evaluación de respuesta inmune celular este estudio se observó una menor proliferación celular de linfocitos, la cual se manifestó en la medida del grosor en el tejido de las aves a las que se les proporcionó alimento contaminado, esto se ha relacionado con una baja actividad inmune celular de acuerdo a lo reportado por 7Martin et al., (2006). Además esto coincide con los resultados descritos por 3Corrier et al, (1990) el cual indicó que las evaluaciones realizadas a las 12 horas post inoculación, reflejan un menor grosor de la membrana en aves que presentan una disminución en su respuesta inmunológica. Además cabe mencionar que esta respuesta fue más evidente en el muestreo realizado al día 35 de edad, lo cual puede ser explicado por la proliferación de linfocitos T sensibilizados posteriores a la aplicación de fitohemaglutinina a los 21 días. Otros investigadores también han observado efecto inmunodepresor con otras micotoxinas como lo describe Verduzco et al., (2009), quienes utilizaron la prueba de reacción intradérmica con fitohemaglutinina pero con alimento contaminado con aflatoxina, observando también efecto inmunodepresor de esta micotoxina.
REFERENCIAS
1. Broomhed, J. N., D. R. Ledoux, A. J. Bermudez, G. E. Rottinghaus. Chronic effects of fumonisin B1 in broilers and turkeys fed dietary treatments to market age. 2002. Poult Sci. 81: 56-61
2. Del Bianchi, C.A.F. Oliveira, R. Albuquerque, J.L. Guerra, and B.Correa. Effects of prolongued oral administration of Aflatoxin B1 and Fumonisin B1 in Broiler Chickens. 2005.Poult Sci. 84: 1835-1840.
3. Corrier, D.E., J. R. and DeLoach. 1990. Evaluation of cell mediated cutaneous basophil hipersensitibility in young chickens by an interdigital skin test. Poult. Sci. 69:403-408.
4. Ferket, P. R. y A. G. Gernat. Factors that affected feed intake of meat birds: A review. 2006. Int. J. Poult. Sci. 5:905-911.
5. Ledoux, D. R., T. P. Brown, T. S. Weibking, and G. E. Rottinghaus, Fumonisin toxicity to broiler chicks. 1992. J. Vet. Diagn. Invest. 4:330– 333.
6. Li, Y.C., D. R. Ledoux, A. J. Bermudez, K. L. Fritsche, and G. E. Rottinghaus. Effect of Fumonisin B1 on Selected Immune Response in Broiler Chicks. 1999. Poult. Sci. 78: 1275-1282
7. Martin, L. B., P. Hsn, J. Lewittes, J. R. Kuhlman,and K. C. Klasing. 2006. Phytohemqgglutinin-induced skin swelling in birds: histological support for a classic immunoecological technique. Functional Ecology 20 (2), 290-299.
8. Voss, K.A, G.W. Smith b, W.M. Haschek., Review, Fumonisins: Toxicokinetics, mechanism of action and toxicity. 2007. Animal Feed Science and Technology 137 (2007) 299–325.
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UNAM - Universidad Nacional Autónoma de México
1 de septiembre de 2016
Dr. Darwuin Arrieta Mendoza muy agradecido por sus comentarios y el aporte que usted hace. Y coincidimos con usted en que hay muchos factores involucrados que hacen que ciertas concentraciones de micotoxinas puedan o no provocar alteraciones morfofisiopatológicas.
Reciba un cordial saludo desde México
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Universidad de Chile
1 de septiembre de 2016
Respetando siempre la opinión de los ciberforista y considerando que hay pocos datos de micotoxicosis por fumonisina B1 (FB1) en pollos expuestos a estas concentraciones en la dieta, creo que este experimento nos ofrece aportes muy agropertinentes sobre los efectos residuales de esta micotoxicosis en pollos.
Considero que es muy relativo y controversial en ocasiones, describir que 5mg/kg de FB1 en la dieta, es una concentración alta en el caso del pollo de engorde, en razón de que la toxicidad de esta y otras micotoxinas es muy dependiente de factores referentes al ave (genética, sexo, edad, entre otros) y referentes al ambiente del pollo (nutrición, bioseguridad, manejo, latitud/clima, materias primas, medicamentos, xenobíticos, aditivos, otras micotoxinas, y/o contaminantes eventuales tales como plaguicidas, etc), que toxicocinéticamente pueden interaccionar sinérgica o antagónicamente en la toxicidad por FB1 según el tiempo de exposición a la misma, para cumplir con su toxicodinamia durante el ciclo productivo del pollo de engorde.
Exposición a los 5mg/kg en las dietas experimentales, lo cual es menor de 10mg/kg y según lo que describe el Dr. Gimeno en su ciberforo titulado:¿Es la fumonisina B1 una micotoxina importante en el mundo de los pollos? Publicado el: 17/08/2012 en esta pagina Web. El cual me permito citar, para retomar sus pertinentes y reflexivos contrastes entre autores con importantes aportes sobre este tema, donde se describió: “Vemos también que en general y de una forma significativa por el mayor número de datos y valores presentados, el valor máximo de contaminación encontrado en el maíz puede estar en las 10 ppm (mg/kg) de FB1, con valores medios que son substancialmente inferiores a esas 10 ppm. Es evidente que hay excepciones con valores de contaminación mucho más elevados, sin embargo y de una forma general, no son de grande consideración frente a los valores de contaminación con FB1 medios y máximos más frecuentes de ser encontrados como contaminante natural.”
Respetuosamente el Dr. Gimeno finaliza su excelente análisis: “Sin embargo y visto haber discordancias entre autores, debemos dar el beneficio de la duda a este tema de la importancia de la FB1 en los pollos.”
Investigaciones en micotoxicosis en aves, han determinado en varias ocasiones que bajas concentraciones de micotoxinas por periodos de exposición prolongado, generalmente reportan efectos subclínicos y no por ello, menos nocivos, los cuales frecuentemente requieren ser demostrados por pruebas o exámenes de laboratorio muy sensibles que permiten detectar la auténtica severidad de las micotoxicosis. Probablemente las intoxicaciones crónicas por FB1 no son la excepción a esta situación.
Es por ello que considero que este artículo nos presenta una intoxicación experimental con una concentración de FB1, que contribuye a responder con ensayos controlados y pruebas de laboratorio los efectos residuales de FB1, una vez, que es retirada de la dieta de pollos de engorde. Por ejemplo, los valores de proteínas totales (PT) en plasma de las aves es un indicador interesante en toxicidad en broiler.
Suponiendo que en explotaciones comerciales estas aves sean más susceptibles a enfermedades infectocontagiosas, debido a la inmunodepresión por exposición a concentraciones similares a la del experimento de FB1 en el alimento.
Un menor valor de proteínas en plasma, por ejemplo albúminas, puede hacer que algunos fármacos utilizados en la terapéutica y control o prevención del problema infectocontagioso de la parvada, aumenten su fracción libre en el plasma (mayor concentración de fármaco en sangre a pesar de administrar la dosis correcta) de las aves. Esto ocurre frecuentemente con los medicamentos que tienen alta afinidad (>95%) por proteínas plasmáticas (PP), tales como, los AINEs (ANTI INFLAMATORIOS NO ESTEROIDEOS), los cuales son a veces incluidos para disminuir la fiebre y malestar del ave que disminuye el consumo de alimento debido a la respuesta inflamatoria del proceso infeccioso.
Las consecuencias del riesgo de que aumente la fracción libre del fármaco en plasma sanguíneo (es decir, mayor fracción del fármaco no unido a PP, por disminución de la misma), es que habrá mayor concentración de AINE (Ej: aspirina, dipirona, paracetamol/acetaminofeno), capaz de permanecer más tiempo en tejidos del pollo, pudiendo aumentar la toxicidad hepática, renal o enterogástrica por ejemplo que pudiera causar FB1 u otras micotoxinas (según cuál sea su órgano blanco), que pueden estar eventualmente en la dieta de parvadas comerciales.
Este riesgo es solo alguno de los ejemplos, entre varios de interacciones toxicocinéticas por micotoxicosis, que ensayos controlados como el del presente artículo puede contribuir a identificar, controlar o prevenir en la industria avícola.
Mis felicitaciones a los autores del experimento
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UNAM - Universidad Nacional Autónoma de México
26 de agosto de 2016
Si se han realizado estudios sobre las consecuencias del consumo de alimento contaminado con fumonisinas B1 y B2, sin embargo aún no se tienen suficientes evidencias en este rubro, no obstante si se ha encontrado una relación entre el consumo de alimentos elaborados a base de maíz y la presencia de cáncer de esófago y cáncer hepático, y está clasificada como "posiblemente carcinogénica para el ser humano" por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer. Guido Jose muchas gracias por su comentario y saludos.
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UNAM - Universidad Nacional Autónoma de México
23 de agosto de 2016
Estimado Brigido Arevalo, el trabajo realizado fue en condiciones controladas en el bioterio de la Facultad de Cuautitlan-UNAM. Por lo que los animales no estuvieron en desafio como normalmente lo estan en una explotación comercial, ya que la intención de este estudio fue minimizar las variables para ir obteniendo resultados y continuar con otros estudios con otras variasbles y desafios.
Sin embargo como usted puede observar si hay una disminución en la respuesta inmune humoral y celular.
Como ustede menciona, el problema de las fumonisinas en aves ha venido en crecimiento y se a puesto especial interes.
Muchas gracias por su comentario
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UNAM - Universidad Nacional Autónoma de México
28 de junio de 2016
Saludos Médico, efectivamente como parte del material consultado para el desarrollo del proyecto se consultó "Las concentraciones máximas tolerables para ciertas micotoxinas en alimento completo (2009)" por el Dr. Gimeno que se encuentra publicado en este mismo portal entre otros, le agradezco la observación realizada, ya que desafortunadamente cuando se envió el resumen de este trabajo no se adjuntó la información completa y no me había percatado de ese detalle, sin embargo, puedo decirle que como ya se mencionó, la concentración que se utilizó se basó en estudios que indicaban que esta se encontraba en un rango de entre 3 a 50 mg/kg de alimento en México. Le anexo algunas de las referencias consultadas y le envío un cordial saludo.
Robledo-Marenco ML, 2013, Micotoxinas en Nayarit, México: Estudio de casos, Revista Bio ciencias ISSN 2007-3380 Julio 2012 Vol. 2 Núm. 1 Año 3 Páginas 92 a 98.
Tepox, PMA. Detección de micotoxinas en alimento balanceado y granos de uso avícola en México, durante el periodo 2010 a 2014, Memorias, 8ª Reunión AVEM, Querétaro, México. Marzo 2015.
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12 de junio de 2016
Estoy de acuerdo con la inquietud del Dr Naranjo. La contaminación de Fumonisina B1 en el estudio se me hace bastante alta y como El supone, en alimentos corrientes para pollos es difícil encontrar esos niveles. Me llama la atención que en la Bibliografía no aparezcan reportes del Dr Gimeno que se considera una autoridad en este tema . No obstante sabemos que la Fumonisina B1 es más agresiva para animales jóvenes que en adultos
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UNAM - Universidad Nacional Autónoma de México
12 de junio de 2016
Primeramente gracias por sus preguntas Médico Naranjo, efectivamente el uso de compuestos lipotrópicos en casos donde se presente esteatosis hepática, no únicamente por presencia de micotoxinas, así como el uso de secuestrantes de amplio espectro están recomendados como medidas de control en caso de micotoxicosis, en el caso de este estudio no se realizó la evaluación del comportamiento del daño hepático ante la adición de estos compuestos sin embargo sería recomendable realizar un estudio posterior para observar si con las concentraciones previamente mencionadas y el uso de estos compuestos, el daño hepático pueda ceder. Saludos.
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9 de junio de 2016
Muchas gracias. Y de tratamiento que? El daño hepático no cede a lipotrópicos ( colina B12 sulfato de cobre metionina) silimarina y otros, ninguna de las tierras (zeolitas bentonitas etc.) Q han encontrado Uds? Muchas gracias.
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UNAM - Universidad Nacional Autónoma de México
9 de junio de 2016
Médico Naranjo, de hecho la concentración que se utilizó en este estudio se basó en lo reportado en un estudio en México y otros países en donde reportan concentraciones promedio mas comunmente reportadas de 3 a 5 ppm /kg de alimento. Sin embargo como ustede comenta, al ser un estudio controlado, ésto influye, ya que se controlan mejor las variables. Tomamos la decisión que en este estudio evaluar y observar el comportamiento con la concentracion mayor reportada. El efecto de las fumonisinas en aves, aun crea controversia, sin embargo es importante seguir evaluando su efecto en aves y en situaciones cercanas a las explotaciones comerciales.
Mil gracias por su valioso comentario.
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8 de junio de 2016
Cual es el promedio q consiguen en alimentos comerciales de esa misma micotoxina? Considero exagerada la dosificacion; aunque es experimental; valdría la pena considerar valores frecuentes en alimentos comerciales.
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