El impacto de las micotoxinas ocultas en la producción animal

Las micotoxinas son sustancias tóxicas que sintetizan los hongos como reacción ante situaciones de estrés o presencia de compuestos extraños, las mismas se acumulan en los cereales y alimentos contaminados en concentraciones realmente alarmantes.

Los hongos pueden contaminar a las plantas de cultivo de cereales durante su crecimiento en el campo o en su posterior almacenamiento. Cuando lo hacen durante el crecimiento, las plantas como mecanismo de defensa, pueden con sus enzimas vegetales combinar las micotoxinas con componentes propios de la planta, como los hidratos de carbono o proteínas, y formar complejos que se almacenan. Cuando se encuentran formando estos compuestos, las micotoxinas no son detectables por los análisis de rutina y se denominan MICOTOXINAS OCULTAS O ENMASCARADAS (1), pero aun así tienen la capacidad de reactivarse durante el proceso de digestión en el intestino de los animales, donde al degradarse el otro compuesto se liberan, conservando su capacidad de absorberse y producir efectos nocivos.

Las fumonisinas son las micotoxinas de mayor prevalencia en estos últimos años y son producidas por hongos del género fusarium durante el crecimiento de los cultivos en el campo, afectando principalmente al maíz. Las micotoxinas, que están en contacto con las plantas metabólicamente activas en el campo, son especialmente propensas a ser metabolizadas (1) y adquirir la forma enmascarada u oculta, es por eso que la presencia de FUMONISINAS OCULTAS depende de las condiciones climáticas durante la temporada de crecimiento, del genotipo del maíz y del procesamiento, y contribuyen en una cantidad adicional que oscila entre el 40 % y el 70 % de los compuestos originales y, en algunos casos, puede alcanzar un 100% adicional (2).

Según la estructura química, las fumonisinas son aminopolioles de cadena larga con dos cadenas laterales de ácido tricarbalílico. Las principales micotoxinas producidas en el maíz son las fumonisinas de tipo B (FB), FB1, FB2 y FB3, que difieren en el número y la posición de los grupos hidroxi en la columna vertebral (2).

La conformación química de las fumonisinas facilita que se formen uniones no covalentes, iónicas o de hidrógeno, con los componentes del alimento (hidratos de carbono, proteínas, etc.). Debido a la naturaleza no covalente de estas interacciones inespecíficas y a la diversidad estructural de dichos complejos, que puede oscilar entre muy débil y muy fuerte, dichas formas no pueden aislarse ni caracterizarse químicamente (2) y no son detectadas por los métodos diagnósticos de rutina (ELISA/INMUNOCROMATOGRAFIA/HPLC).

De esta manera, los resultados estarían subestimados, ya que podemos creer que tenemos una cierta cantidad de contaminación por fumonisinas, cuando en realidad los valores a los que se van a exponer los animales son mucho mayores porque las formas ocultas pueden ser modificadas por la digestión de los componentes alimentarios, por ejemplo, luego de la desnaturalización de proteínas, lo que conduce a la liberación de las formas inalteradas en el tracto gastrointestinal.

Para abordar el problema de extracción y cuantificación de fumonisinas ocultas, se han propuesto varios enfoques, principalmente basados en el uso de hidrólisis química y/o enzimática de la matriz alimentaria. Estos métodos son influenciados por las condiciones ambientales en las cuales se realizan, es decir que los cambios en los parámetros de extracción, como el pH, la temperatura, el tamaño de las partículas, etc., pueden afectar la posibilidad de extracción de las fumonisinas.

Dall'Asta C y otros autores (2009), midieron en un estudio varias muestras de maíz crudo usando diferentes protocolos de extracción y detecciones analíticas. Aunque cada método fue validado internamente y se utilizaron calibradores comunes, se obtuvo una concordancia deficiente de los niveles de contaminación por fumonisinas (3). Sugirieron, por un lado, que el resultado del análisis está sujeto a las condiciones de extracción, por otro lado, que el efecto de enmascaramiento de fumonisinas en el maíz crudo, por unión a las proteínas o al almidón, puede deberse a la actividad enzimática ejercida por la planta infectada, en lugar de ser inducido por tratamiento térmico durante el procesamiento del maíz.

Además, con el objetivo de investigar las interacciones entre las micotoxinas y los componentes de la matriz, se llevó a cabo un ensayo de digestión in vitro de muestras de maíz crudo y un material de referencia, en los cuales se cuantificaron las FB después de la digestión y se compararon a la concentración de FB encontrada en la muestra no digerida.

Figura 1. Comparación de niveles de FB extraíbleso libres (expresado como la suma de FB1, FB2 y FB3), FB totales después de la hidrólisis (medido como HFB y expresado como la suma de los equivalentes de FB1, FB2 y FB3) y FB totales (suma de FB1, FB2 y FB3) después de la digestión encontrado en muestras de maíz crudo (F, G) y en material de referencia (RM).
Fuente: Dall'Asta C., “Difficulties in fumonisin determination: the issue of hidden fumonisins”. Anal Bioanal Chem. 2009 

Como resultado de la aplicación de un protocolo de digestión in vitro al maíz crudo, se obtuvo una mayor recuperación de fumonisinas nativas en condiciones digestivas, lo que sugiere que la interacción que ocurre entre las micotoxinas y las macromoléculas de la matriz es asociativa en lugar de covalente. Se midió un aumento del 30% al 50% en la concentración de fumonisinas después de la digestión (3). A su vez, tras la digestión de la matriz alimentaria, se observó una mayor cantidad de fumonisinas detectables totales en comparación con el análisis de la matriz no digerida, una cantidad incluso superior a la calculada mediante la aplicación del procedimiento de hidrólisis (4).  

Además, la conjugación podría cambiar su biodisponibilidad. Este asunto es especialmente intrigante en el caso de las fumonisinas, que se absorben muy poco en su forma original. La bioaccesibilidad posiblemente aumentada y la reactivación parcial de las micotoxinas ocultas durante la digestión en los mamíferos siguen siendo una amenaza para la salud (6).

Tan, H. (2021) también demostraron la presencia de Zearalenona (ZEN) oculta en muestras de maíz crudo y productos derivados, utilizando métodos de digestión, se observó una mayor cantidad de ZEN después de la hidrólisis con una enzima proteasa, en comparación con la cantidad extraíble con métodos de rutina.

Oliveira, M. (2015) y otros autores, analizaron 72 muestras de maíz crudo, con el propósito de determinar la presencia de fumonisinas ocultas. Mediante el uso de una ecuación de correlación:

Se logró estimar la concentración de fumonisinas totales basado en la concentración de fumonisinas libres en muestras analizadas. Luego, la concentración de fumonisinas ocultas se calculó restando los niveles de fumonisinas libres de los niveles totales de fumonisinas.Como resultado se encontró que la concentración de fumonisinas totales (libres+ocultas) fue superior a la de fumonisinas libres y que los niveles de fumonisinas ocultas eran 0.5 e 2.0 veces mayor que el nivel de fumonisinas libres. Esto implica que teniendo en cuenta solo los resultados de fumonisinas libres, se subestima el verdadero riesgo al que están expuestos los animales.

Muchos factores contribuyen al riesgo de la intoxicación por fumonisinas ocultas en los animales que consumen el maíz contaminado. Entre ellos, la dificultad en analizar y cuantificar las concentraciones reales de fumonisinas demostrado en los ensayos descriptos, el conocimiento de los resultados de que gran parte de las muestras de maíz crudo, sin procesar, contienen fumonisinas ocultas con la capacidad de liberación durante la digestión, los efectos tóxicos que causan las mismas en los animales y el impacto negativo en la producción.

En este contexto es importante para llevar a cabo medidas estratégicas de prevención y control de micotoxinas. Considerando la prevalencia actual de fumonisinas y la presencia de formas ocultas en el maíz, es de vital importancia proteger a los animales que van a consumir estos cereales contaminados, de forma segura y eficaz a través del uso de aditivos alimentarios con efecto inactivador de micotoxinas a nivel del tracto gastrointestinal, para así evitar que las formas ocultas liberadas durante la digestión, puedan absorberse y producir sus efectos tóxicos.