Reducción de los efectos tóxicos de los alimentos, mediante la utilización de los Adsorbentes de Micotoxinas - Revisión

1 Introducción

1.1 Micotoxinas en la alimentación animal
En la última década los reportes mundiales indican que más del 70% de las muestras de materias primas analizadas (maíz, sorgo, trigo, cebada, soya, ensilajes, subproductos de maíz, trigo y arroz) están contaminadas con una micotoxina, y el 40% con más de una [1], Las Micotoxinas son el producto secundario del metabolismo de los hongos, Los efectos perjudiciales dependen de la naturaleza y concentración de la toxina en la dieta, edad, etapa productiva, tiempo de exposición, estado nutricional y de salud del ave al momento de recibir el alimento contaminado[1,2] Una de las característica más importante, es que poseen un bajo peso molecular [3]

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^{Fig. 1. Estructura química de la micotoxinas (MW: Peso molecular).}

1.2 Micotoxinas Relevantes en la alimentación animal
Las Micotoxinas en los animales son producidas por tres géneros de hongos: Aspergillus Spp (Aflatoxinas (AFs) y Ocratoxinas A (OTA)), PeniciliumSpp (OTA), y Fusarium Spp ((FBs), Zearalenona (ZEN)). [4].

En condiciones generales los hongos pueden contaminar los granos antes de la cosecha o en post cosecha, y esto depende de la variabilidad de las condiciones medioambientales, como alta temperatura, alta humedad relativa, que predisponen las plantas para que las micotoxinas las contaminen [5], además las deficientes condiciones de almacenamiento y secado del grano predisponen a la acumulación de polvo donde abundan las esporas fúngicas [6].

1.3 Efectos tóxicos de las Micotoxinas en los animales

1.3.1 Aflatoxinas
Las Aflatoxinas (AFs) son moléculas hidrofilicas, producidas por los hongos del género Aspergillus Spp. Dentro de este grupo la AFB1 es la micotoxina con mayor capacidad de producir efectos carcinogénicos en el hígado por esto está clasificado por la IARC (Agencia internacional de investigación para el cáncer), Como grupo1 [7]. La temperatura óptima para que se desarrollen los Aspergillus Spp es de 10-12 ºC, La actividad de agua (AW) necesaria para iniciar su desarrollo y producir micotoxinas es de 0.75- 0.83 [8], El Mecanismo de acción está clasificado como genotoxico causando cambios genéticos por la ruptura en la cadena de DNA, generando un cambio oxidativo en la células que al final conduce a un cáncer, dicha mutación altera la posición de la proteína p53 [9], En el hígado causa: HIGADO GRASO y/o friable. Por degeneración en los hepatocitos se presenta necrosis hepática, alteraciones en el conducto biliar, hay disminución del tiempo de coagulación en sangre y fragilidad capilar [10].

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^{Imagen N° 1.Hígado graso y hemorragias subcutáneas en ponedoras comerciales de 48 Sem de edad, con 44 pbb de aflatoxinas en maíz (laboratorio de I&D Nutritec-Colombia/2018).}

La toxicidad crónica es la forma más común de Aflatoxicosis, y es causado por el consumo de pequeñas cantidades de AFs por periodos relativamente largos de tiempo, el principal órgano objetivo es el hígado donde la AFs es metabolizado en diferentes metabolitos, Los efectos de estas moléculas hepáticas están relacionados con una disminución en la ganancia de peso corporal, disminución en la producción de huevos ave alojada, incrementando la susceptibilidad a tumores y efectos teratógenos [11], Como lo demuestra Wogan et al.,1976 [12] , en el cual al incrementar el consumo de AFB1 se incrementa la presentación de cáncer hepatocelular.

Tabla Nº 1. Hiperplasia (%) y carcinoma hepatocelular en ratas con consumo AFs

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1.3.1.1 Efecto hormesis en pollos de engorde por AFB1
En la industria moderna de producción de proteína blanca (Carne de pollo, carne de cerdo, y producción de huevos), para el control de micotoxinas más que los informes de prevalencia de sustancias toxicas, Es más importante cuantificar los niveles de contaminación específicas de las micotoxinas, de sus efectos según sus dosis, para poder establecer las estrategias de control, La herramienta para sustentar el concepto anterior está dada por Hormesis, que se define como un fenómeno de respuesta a la dosis, caracterizado por una estimulación a dosis baja y una inhibición a dosis alta, la curva de respuesta está representada por una forma de U invertida [13].

Huff et al., 1986 [14] Cuantificaron los efectos tóxicos de la AFs en las aves (pollos de engorde a los 21 días de edad), donde se observa que la dosis mínima para producir el efecto hormetico en la correlación de cantidad de AFs vs Peso corporal es 0,625 ppm (625 ppb) vs 528 gr, observándose concluyentemente que desde el punto siguiente o sea 1,25ppm (1250ppb) hasta 10ppm la disminución porcentual de la ganancia de peso es del 83.6%

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^{Efecto hormetico en pollos de engorde a los 21 días de edad. Huff et al., 1986}

1.3.2 Ocratoxinas
Las Ocratoxinas(OTA) son micotoxinas Nefrotóxicas, que causan toxicidad renal poseen propiedades carcinogénicas, Teratogénicas, inmunotoxicas. Esta toxina ha sido clasificada por la IARC en el grupo 2B, como posiblemente carcinogénica para humanos [7], En animales se ha demostrado que luego del consumo prolongado OTA se presenta una nefropatía por degeneración del túbulo contorneado de la nefrona, seguido por un deterioro de la membrana basal y una hialinizacion glomerular [15]

Entre los mecanismos de acción de la OTA para inducir toxicidad tenemos: Stress Oxidativo las OTA incrementan las concentraciones de malondialdehido y peróxidos lipídicos en las células renales, la OTA se acumula en el túbulo contorneado proximal de la nefrona dando como resultado un aumento en la concentración de los ROS (especies oxigeno reactivas), causando una disminución en el glutatión intracelular [16]. Se ha observado una inhibición de la síntesis de la amniacyl RNA sintetasa, Valyl RNA sintetasa en bazo, riñón e hígado; esto es directamente evidencia una disminución en la síntesis de proteínas [17]

En aves comerciales se ha reportado que la nefropatía puede ocurrir desde niveles de 2mg OTA/kg (2000ppb) y los primeros signos de un ocra toxicosis crónica se notificó a partir de niveles constantes de 0,5 mg OTA/kg (500 ppb) en el alimento de ponedoras comerciales y pollo de engorde [18]

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^{Imagen N2. Hipertrofia renal en aves ponedoras de 44 semanas de edad. (Prueba cuantitativa/Neogen/alimento 50ppb OTA) Lab Nutritec.}

1.3.3 Fusarium (Tricoticenes (T-2), (HT-2) tipo A, Deoxinivalenol y Fumomisinas
Los tricoticenes son producidos por el género Fusarium, el cual produce más de 20 metabolitos. Convirtiéndose en hidroxi- tricoticene T-2 el más abundante, Los tricoticenes son un toxico muy peligroso, debido a su potencial de absorción de los metabolitos en el tracto gastrointestinal, Piel, Riñones, Hígado, y en las células madres del sistema inmune hematopoyético [19]

Los T-2 poseen un grupo thiol (compuesto orgánico de azufre + hidrogeno), que es un potente inhibidor de la síntesis de DNA [20], La T-2 se unen activamente a la peptidil-transferasa, inhibiendo el sitio de transcripción, Bloqueando la síntesis de proteínas, en la fracción 60S ribosomal [21]

En las aves la T-2 causa ulceras en el paladar y en el intestino se presenta una inflamación necrótica-ulcerativa con engrosamiento de la mucosa, además de causar una fuerte disminución en la respuesta del sistema inmune por destrucción del sistema hematopoyético, baja en la producción de huevos, Aumento en la fragilidad de la cascara, Rechazo a el consumo del alimento, Disminución de peso, y Patrones alterados en la producción de la pluma, Posiciones anormales de las alas [22]

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^{Imagen Nº 3. (a) Ulcera en paladar por T-2 (b) heces diarreicas por T-2 Dx- Neogen}

Wayatt., et al 19751[24], Desafío gallinas en su fase de producción con T-2, 20 ppm comparado con un grupo control(0 ppm), con el objetivo de observar el efecto de la dosis en una fase tan crítica de la producción, Como se puede observar en la figura N2; luego del consumo de la toxina en la segunda semana post consumo el % de producción baja el 20% y en la siguiente semana el 27% por los efectos tóxicos de la T-2, de igual manera el grosor y dureza de la cascara se alteraron significativamente (0.36 control vs 0.33 con T-2)(P<0.05), E cuanto a los daños causados a la producción vs la dosis los reportes son incongruentes ya que a dosis más bajas de T-2 la baja de producción es más fuerte, como lo reporto Pier et al., 1980 [25] , a 1ppm (12,5%), entre 5-10 ppm la disminución fluctuó entre 68% al 78,6%, y los cambios en la calidad de la cascara se detectaron por encima de 20 ppm.

Disminución de la Producción de huevos en ponedoras comerciales con 20 ppm de T-2

^{Figura Nº 2. Alteraciones en el porcentaje de producción en aves tratadas con 20 ppm de T-2, cada punto representa el promedio de producción por cada 10 aves. Wayatt., et al 19751[24]}

1.3.3.1 Efectos sobre el hígado
El objetivo principal de los efectos tóxicos de la T-2 Toxina in vivo es el hígado, porque se inhibe la síntesis de proteína, reduciendo la cantidad de enzimas necesarias para el metabolismo de las sustancias toxicas induciendo per oxidación lipídica e incrementando la actividad de la glutatión reductasa [26], Por otro lado los hepatocitos en estados de intoxicación crónicos sufren un deterioro en el metabolismo de las grasas presentado gran cantidad de gotas de lípidos intracitoplasaticos [26].

En 2005 el Dr. Shinosuka [27] y su grupo de investigación en la universidad de Tokyo reporto el impacto sobre el hígado de la T-2 a 10 ppm luego de 0,5-3,0 y 24 horas de administración continua

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^{Figura N° 3. Resumen de los daños causados en el hígado luego del consumo continúo de 10 ppm de T-2 en ratas a 0.5, 3.0, 24 horas post consumo. Shinosuka et al., 2005 [27].}

1.3.3.2 Deoxinivalenol
El Deoxinivalenol (DON), Pertenece a le grupo B de los tricoticenes tiene como característica que pertenece a las micotoxinas que causan toxicidad aguda en la aves, El interés en esta micotoxina radica su alta prevalencia en los cereales. El DON es conocido como VOMITOXINA, y sus efectos son rechazo de alimento, pérdida de peso, disminución de la eficacia en los nutrientes, Ulceras en el tracto intestinal, vómito, Diarrea sanguinolenta, Dermatitis severa acompañada de hemorragias en la piel [23]

Otros de los síntomas que causan son desordenes en el sistema inmune como inmunosupresión o inmunoestimulacion [23], en las aves de producción se reporta que son relativamente más resistentes a los DON comparadas con otras especies animales de producción de proteína blanca [28], los datos de sensibilidad de las aves a la T-2 para causar efectos adversos son muy amplios, como los publicados por Award et al., 2006 [29] donde los limites van desde 1800 - 18 000 ppb para afectar el desempeño productivo en los pollos de engorde y el estatus de los órganos especialmente el del hígado [30], ellos concluyen que 5 000 ppb son necesarias para causar un efecto detrimental en las aves.

Para demostrar el impacto de la dosis de DON en cuanto a la fracción que el aves usa para el crecimiento y las fracción para el engorde Grenier et al., 2016 [31], desafiaron pollos con coccidia (vacuna viva de coccidia) y una dosis de 1500 ppb de DON +20000 ppb de FB, el efecto fue muy negativo a esta dosis que es menor que la que recomienda la industria avícola como permisible. (Ver Figura N4.)

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^{Figura Nº 4. Participación en la reducción de la ganancia de peso debida al mantenimiento y reducción en la participación debida a la eficiencia alimenticia. Grenier et al., 2016 [31]}

1.3.4 Zearalenona
La Zearalenona es una toxina estrogénica no-esteroidal producida por ciertos Fusarium Spp, Algunos de los metabolitos, pueden comprometer la competitividad de la unión a los receptores de los estrógenos y causar problemas reproductivos, causando una disfunción, especialmente en reproductoras, disminuyendo la fertilidad y aumentando los abortos, además reduciendo la cantidad espermática [32], En los reportes científicos actuales como el hecho por Boudergue et al.,2009 [33] se informa que la mayoría de las aves son muy resistentes a esta toxina, y basados en estudios experimentales los primeros signos de intoxicación se observan a partir de 100.000ppb.

1.3.5 Fumomisinas
Las aves y los bovinos, son más resistentes Fumomisinas (FB1), los síntomas de intoxicación pueden ser disminución del consumo, ceguera seguida de convulsiones, y muerte después de varia horas de consumo del alimento contaminado [34], Basado en la evidencia toxicológica de la FB1esta clasificada en el grupo 2B de la IARC por causar efectos carcinogénicos [7], el hígado y el riñón son los dos órganos objetivo de la toxina FB1 [34].

Estudios de campo para ver la respuesta a la farmacocinética y biodisponibilidad de las dosis, se evaluaron estas en rangos que iban desde 10.000- 525.000 ppb en pollitos de 2 días de edad en periodos que fueron desde los 6 hasta los 21 días de consumo acumulado, donde se arrojaron los siguientes resultados: disminución de la ganancia promedio día, bajo peso del hígado, riñón y bolsa de Fabricio, alteraciones en el sistema enzimático y hematológico, y además se alteró la esfingosina libre [35]

1.4 Prevención y descontaminación de las Mycotoxinas en los alimentos para animales
La prevención de la contaminación de las materias primas, es el primer elemento para controlar la contaminación de los granos, sin antes mencionar que es necesario tener presente los límites mínimos presentes en los alimentos para las aves, el Dr. Mallman C.A [36] en los trabajos realizados en la universidad de Sta. Maria in vivo en aves reporto dichos parámetros.

Tabla N° 2. Límites máximos de micotoxinas recomendados para aves

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^{LAMIC (Laboratorio para diagnóstico de micotoxinas Brasil, 2008) [36]. AFLA: Aflatoxinas, OCRA: Ocratoxinas, T-2: Tricoticenes, FUM: Fumomisinas, DON: Deoxinivalenol, DAS: Diacetoxyscirpenol (Tricoticene tipo A)}

1.4.1 Regulación de las Micotoxinas en la materia prima
Aproximadamente 100 países han desarrollado técnicas para establecer los límites para la presencia de las micotoxinas, dicha regulación presenta diferencias entre las comidas, alimentos y materias primas para el consumo animal [37].

Todos los países con regulación sobre micotoxinas, Exigen los límites para la Aflatoxina AFB1, que es cancerígena o de igual forma la suma de AFB1, B2, G1, Y G2 [38].

Los datos analíticos para establecer dichas restricciones mínimas de presencia en los alimentos está claramente establecida en bases de datos que arrojan el monitoreo oficial de los alimentos o materia primas parta la industria, por sub especies y por categorías de especie, las micotoxinas se calculan en base una media y a los datos que se encuentran entre el percentil 75 hasta el 95 [39].

Tabla N° 3. Niveles de Micotoxinas en materia primas para aves permitidos por la unión europea (EC, 2003) [37]

Micotoxina	Alimento/Comida/Materia prima	(ppb)
AFB1	Materias primas	5-20
OTA	Materias primas-cereales-productos de cereales	100
DON	Cereales con excepción del Maiz	8.000
FB1, FB2	Maíz y Productos del Maiz	20.000
ZEA	cereales	2.000
T-2, HT-2	cereales	250

^{AFB1: Aflatoxinas, OTA: Ocratoxinas, DON: Deoxinivalenol, FB1 FB2: Fumomisinas, ZEA: Zearalenona, T-2, HT-2: Tricoticenes}

2.0 Prevención, Control y detoxificacion de Micotoxinas de los alimentos, comidas y materia primas para animales
Las Intoxicaciones causadas por los hongos son de un origen multicausal. Las estrategias de prevención para la contaminación con hongos se deben llevar a cabo de una forma integrada en la cadena de producción de los granos, puesto que la contaminación puede ocurrir en el periodo de producción de las plantas o en el tiempo de almacenamiento de la materia prima; esas recomendaciones están divididas en dos partes: las basadas en las buenas prácticas de producción (BPM), y la otra es la aplicación del sistema de análisis Hazard o análisis de los puntos críticos de control (HACCP)[40].

2.1 Definición de agentes desintoxicantes por categorías.
La comisión de regulación de la unión europea (EC) No. 386/2009 del 12 de Mayo de 2009, Define los nuevos grupos funcionales de aditivos para alimentos para la producción animal como: Sustancias para la reducción de la contaminación de los alimentos con micotoxinas, Substancias que pueden reducir, suprimir la absorción, O promover la excreción de micotoxinas o modificar su mecanismo de acción, Dependiendo de su mecanismo de acción estos aditivos pueden actuar reduciendo la biodisponibilidad de las micotoxinas por degradación o transformación, en metabolitos menos tóxicos [41].

Se pueden definir en dos categorías agentes adsorbentes y agentes biotransformantes.

-Agentes adsorbentes (AA)
Los adsorbentes de micotoxinas (AA), poseen una alta masa molecular, La cual se une a las micotoxinas contenidas en el alimento, sin disociarse en el tubo gastrointestinal del animal, limitando la biodisponibilidad después de la ingestión, las micotoxinas pueden unirse a AA de diferentes formas: Capacidad de unión hidrofobica, captura de hidrógenos, Atracción o repulsión electroestática, o enlaces químicos de captura coordinada [42]

Los AA forman entonces complejos con la micotoxinas que pasan atreves del tubo gastrointestinal y son eliminadas con las heces, para que este complejo funcione correctamente, se necesita la estabilidad del intestino, el cual varia en cuanto a variables como el pH, El cual es influenciado por los propiedades físicas de los AA (Carga total, carga de distribución, tamaño de los poros, superficie del área accesible) y dentro de las propiedades fisicoquímicas (Polaridad, solubilidad y forma), estos parámetros son esenciales para prevenir la emisión de un fluido previamente adsorbido por un material toxico [43], Los AA se conocen como adsorbentes de micotoxinas, Aglutinantes de micotoxinas, Secuestrantes de micotoxinas, o Adsorbentes.

Loa AA se dividen en tres grupos: AA orgánicos, AA inorgánicos, AA sintéticos [42].

-Agentes biotransformantes (AB)
Los agentes biotransformantes (AB), logran la degradación de las micotoxinas en agentes no tóxicos usando las enzimas provenientes de algunas bacterias, paredes bacterianas o hongos, a través de varias rutas, La acetilación, La oxigenación, Oxigenación profunda, Isomerización, Glucosilacion [44].

3.0 Agentes adsorbentes

3.1 Adsorbentes inorgánicos

3.1.1 Aluminosilicatos.
Los aluminosilicatos constituyen el grupo más abundante de formaciones rocosas minerales en la tierra, La unidad estructural está compuesta de un silicato arcilloso consistente de la combinación de láminas de sílice tetraédricas más aluminios octaédricos unidos por grupos de oxígenos e hidrógenos [42], Los Aluminosilicatos se clasifican en dos grupos por su mecanismo de acción que son los Phyllosilicatos y los Tectosillicatos.

El grupo de los Phyllosilicatos incluye a: Bentonitas, Mormorinollites, Smectitas, Kaolinitas, e Illites, Ellas pueden absorber sustancias orgánicas en su superficies externas o dentro de sus espacios interlaminares internos [45].

Las bentonitas son generalmente arcillas impuras que consisten principalmente de monmorillonitas, debido a este contenido se hinchan y expanden formando geles tixotrópicos [45]

Al grupo de los tectosillicatos, Pertenecen las Zeolitas, son aluminosilicatos cristalinos hidratados de álcali, y cationes alcalinos, caracterizados por una estructura tridimensional, las zeolitas están compuestas por Oxido de aluminio y oxido de silicio [46], Las zeolitas tienen grandes poros que brindan espacio para cationes como sodio, potasio y calcio, se caracterizan por que pueden absorber agua e intercambiar los cationes que la componen sin dañar la estructura cristalina [42].

Aluminosilicatos hidratados de sodio y calcio (HSCAS)
Los HSCAS (Arcillas cálcicas de montmorillonite), actúan como un entero adsorbente selectivo para las AFB1en el tracto gastrointestinal del animal, disminuyendo la biodisponibilidad de la micotoxinas [47,48]

Uno de los mecanismos de acción más eficientes de los HSCAS es la quelacion de las capas internas de la micotoxina AFB1, especialmente con el calcio y varios metales que bordean la AFB1 [42]

3.1.2 Adsorbentes Orgánicos

Paredes de levaduras
La pared celular derivada del Saccharomices cereviciae también es usado como un aditivo adsorbente de micotoxinas, La conformación de la pared de levadura consiste principalmente de proteínas y carbohidratos, la fracción de carbohidratos está compuesta de glucosa, Manosa, N-Acetylglucosamina [49], Los β-glucanos (1→3) (1→6), y los Mananos son los dos principales azucares contenidos en la pared de la levadura del Saccharomices cereviciae [49], [Ver Figura N4].

Figura N° 4. Levadura activa y composición de la pared de levadura (Saccharomices cereviciae)

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^{Bowman et al., 2006 [50]}

En la pared celular del Saccharomices cereviciae, los β-glucanos, Están constituidos por una columna vertebral de D-polisacáridos de glucosa unidos por enlaces glicosidicos (1→3) (1→6) que estabilizan la estructura helicoidal [50], y Manano-Oligosacaridos (MOS), son altamente ramificados y están constituidos por enlaces α-1,2; α-1,3; α-1,6, los cuales están entrelazados por unidades de manosa, conectados entre sí por los enlaces α-1,6 y ramas de algunas unidades de azucares. [50], debido a la conformación química, los β-glucanos y MOS, Poseen la capacidad de fijar micotoxinas e inmunomodular el sistema inmune celular y humoral.

los β-glucanos y MOS ejercen su mecanismo de acción por las fuerzas de Van der Waals o interacciones de Van der Waals, son las fuerzas atractivas y/o repulsivas entre moléculas distintas a aquellas debidas a un enlace intermolecular (Enlace iónico, Enlace metálico y enlace covalente de tipo reticular) o a la interacción electrostática de iones con moléculas neutras [51], de esta forma atrapan , engloban y precipitan las micotoxinas.

Las fuerzas intermoleculares tienen tres contribuciones importantes. En general, un potencial intermolecular tiene un componente repulsivo que evita el colapso de las moléculas [51]. También tienen un componente atractivo que, a su vez, consta de tres contribuciones distintas: La primera fuente de atracción es la interacción electrostática, La segunda fuente de atracción es la inducción (también denominada polarización electroquímica), que es la interacción entre un múltiplo permanente en una molécula, con un múltiplo inducido en otra, La tercera atracción s1uele ser denominada dispersión, Es la única atracción experimentada por moléculas no polares, pero opera entre cualquier par de moléculas, sin importar su simetría [51].

Las paredes celulares de levaduras del Saccharomices cereviciae muestran un amplio espectro por su alta capacidad de absorción de micotoxinas, tales como ZEA, OTA y FBs [52,53], de igual manera se ha demostrado que los MOS son efectivos al adsorber DON (Deoxinivalenol) a diferente concentraciones con diferentes de valores de pH [54].

Imagen Nº 4. Fotografías de paredes celulares de levaduras Saccharomices cereviciae (Propiedad de Levapan Colombia).

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^{A) Levadura del Saccharomices cereviciae, (B) Estructura de pared de levadura (β-glucanos-MOS), (C) Parte interna de la pared de la levadura, (D) β-glucanos (1→3)(1→6). Microfotografías tomadas por el grupo de Imágenes del Sena-Pereira Colombia (Nanotec- Tecno academia SENA 2018), las cepas usadas son las levaduras y sus derivados propiedad de Levapan-Colombia.}

Yiannikouris, A., P Jouany, J.P., Bertin., G, 2004 [55] observo la compleja relación entre los β-glucanos (1→3) (1→6), MOS y la ZEA, usando difracción de rayos X y técnicas espectrales, El resultado de la interacción fue la formación de complejos entre las moléculas hidrogeno y las fuerza de van der Waals, dicha relación fue más del tipo de adsorción que de unión.

El grupo de investigación demostró que a medida que se aumenta la concentración de ZEA, y se aumentaba la cantidad de gluco-mananos, se lograba la adsorción efectiva de la micotoxina, lo que demuestra una relación directamente proporcional [55] [Ver imagen N5.

Imagen N° 5. Influencia de la adsorción de los β-glucanos (1→3) (1→6) provenientes de la pared de levadura (Saccharomices cereviciae) frente a diferentes concentraciones de ZEA

^(X1)^{Cantidad de ZEA, (X2) Cantidad de β-glucanos (1→3) (1→6), (Z) Cantidad de micotoxina adsorbida. Yiannikouris, et al., 2004[55]}

3.1.3 Adsorbentes sintéticos

Polímeros
Dentro de los polímeros que son usados como adsorbentes de micotoxinas se encuentra la Colestiramina, resinas de intercambio anionico que se dividen en dos: Dibinil-benceno estireno y la Polivinilpirrolidona (PVP), es un polímero altamente anfoterico [56], La colestiramina es un amonio cuaternario insoluble, el cual se une fuertemente a varios compuestos anionicos o catiónicos, se ha comprobado su efecto como adsorbente in vitro frente a OTA, ZEN, y FBs [57] (ver tabla N4).

4.0 Agentes adsorbentes contra varias toxinas (Multitoxinas).
Uno de los objetivos primordiales de este artículo de revisión de literatura científica, Es aclarar el comportamiento de los agentes adsorbentes de micotoxinas, se presentan diferencias cuando se evalúan in vivo e in vitro, ya que la capacidad de unión a las micotoxinas se ve afectado por los jugos gástricos y el pH intestinal, que pueden disminuir su efectividad [58].

Santos, et al 2011[59], evaluó la capacidad de adsorción de las bentonitas y el ácido húmico frente a diferentes concentraciones de pH, en un modelo similar a el tubo gastrointestinal de las aves (pH 3.0, pH 7.4, pH 8.4), arrojando como resultado una capacidad de adsorción del 96% de OTA .01 ppm y ZEN 0.5 ppm.

Tabla N4. Agentes desintoxicantes evaluados in vivo en alimentos para aves Reporte avalado por la EFSA-2017.

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^{Boodergue et al., 2009 [33].}

En el reporte hecho por Piotrowska. M & Maesk.A 2015 [60], Uso la Pared de levadura de Saccharomices cereviciae y tres s β-glucanos para evaluar la capacidad de adsorción contra OTA a diferentes valores de pH, los datos demostraron que la pared de la levadura y sus derivados de β-glucanos adsorbieron la OTA en valores superiores al 55% en el inicio de su actividad biotransformante; además los extractos de β-glucanos disminuyeron su capacidad de acción adsorbente cuando los pH fueron alcalinos, esta condición determino que las levaduras y sus derivados son más efectivos en pH neutros.

Tabla N° 5. Capacidad de adsorción de la pared de levadura (Saccharomices cereviciae), β-glucanos (1→3) (1→6), en presencia de OTA, con diferentes pH.

Adsorbente	Adsorción OTA (%)
Levadura de cerveza (DY)	41.63 +/- 0.64?
Pared de Levadura (CW)	57.83 +/- 1.03?
Extracción de β-glucan alcalino (AG)	25.53 +/- 1.92?
Extracción de β-glucan soluble (WG)	55.22 +/- 1.06?
Β-glucan (Saccharomices cereviciae)(CG)	56.37 +/- 0.67??

^{Letras diferentes en la en diferentes columnas designan diferencias significativa ANOVA p <0.05 . Piotrowska. M & Maesk.A 2015 [60]}

En la producción de alimentos para aves lo que ocurre es una Co-contaminación de varias mico toxinas, que impactan de manera considerable a la salud de las aves, la sintomatología clínica de esos animales con agentes multicaules son muy complejos y diversos, más aun los efectos adsorbentes para cada micotoxina contaminante son diferentes [61].

Avantaggiato et al., 2007, [62], Investigo el efecto combinado de los adsorbentes de micotoxinas, para ver el efecto Multi adsorbente de una combinación de 6 productos basados en súper carbones activados/ Bentonitas en concentraciones al 2%, usando un modelo dinámico que se asimilaba a el tubo gastrointestinal de las aves, los resultados obtenidos fueron una reducción de 88% para AFB1, 44% para ZEA, y un 29% para OTA, sugiriendo que este compuesto tenía la capacidad multi-adsorbente de micotoxinas.

4.2 Eficacia de los Multi adsorbentes de Micotoxinas en las aves
Algunos autores han estudiado el uso ve varios AA en combinación que poseen propiedades estructurales diversas y que son herramientas versátiles con las que se pueden disminuir el impacto de la Co-contaminación de las micotoxinas en los alimentos para animales, como el trabajo realizado por Avantaggiato et al., 2007, [62], donde se observó el efecto in vivo de , Gluco- mánanos esterificados, EGM (0.05%), Aluminosilicatos de sodio y cloro hidratados, HSCAS (0.02%) y una combinación de ambos (EGM+HSCAS 0.01%); el resultado fue una mejora significativa en el peso, la conversión y la retención de lípidos, siendo considerado como un tratamiento efectivo.

Tabla N° 6. Agentes Multi-adsorbentes para varias micotoxinas en las aves

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^{(AFB1) Aflatoxinas, (OTA) Ocratoxina, (ZEN) Zearalenona, (FBs) Fusaritoxinas, (DON) 3-acetyl deoxinivalenol, (HSCAS) Aluminosilicatos hidratados de sodio y calcio, (EGM) Glucomananos esterificados, (YCW) Pared de levadura. Donat. P et al., 2018[63].}

5. Conclusiones

La literatura científica reciente, revela que un alto porcentaje de los granos y cereales para fabricar alimentos para animales, están contaminados con dos o más micotoxinas, presentándose un impacto clínico difícil interpretación, porque existe diferencias muy marcadas en las concentraciones en las que causan daño, especialmente las lesiones causadas por las Aflatoxinas y las Ocratoxinas, que además poseen un efecto carcinogénico en los animales y los humanos.

Es de relevante importancia evaluar dichas micotoxinas no solo bajo los conceptos de prevalencias, si no utilizar métodos como el del efecto hormetico, que lleva a inferir el punto mínimo en el que las micotoxinas no causan daño en los parámetros zootécnicos.

Es de vital importancia mantener presente que varias micotoxinas alteran el DNA, deteriorando la hematopoyesis, que luego desencadena un una inmunosupresión.

La industria avícola ha usado métodos físicos, y químicos para la descontaminación de las materia primas contaminadas (AFB1, ZEA, DON, T-2, OTA, FBs), El uso de AA está cada vez más común, tratando de buscar un MULTI-ADSORBENTE de miciotoxinas, en esta revisión de literatura se logra evidenciar que varias mezclas de AA (Adsorbentes inorgánicos) como (HSCAS), los aluminosilicatos hidratados de calcio, más AO (Adsorbentes orgánicos) como (EGM) los gluco-mananos esterificados, producen una sinergia, que disminuye el impacto de las micotoxinas, tanto a nivel de parámetros zootécnicos, como en la disminución del deterioro en la fisiología del ave, especialmente la del sistema inmune.

Declaración de intereses
Los autores de esta revisión de literatura declaran que no hay conflicto de intereses.

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Reducción de los efectos tóxicos de los alimentos, mediante la utilización de los Adsorbentes de Micotoxinas - Revisión

Referencias

¿Qué ocurre si obtengo un resultado positivo por micotoxinas?

Micotoxicosis en Gallinas Reproductoras