Efecto de las micotoxinas en el ganado porcino

Las micotoxinas son metabolitos secundarios tóxicos producidos por determinados hongos que crecen en los alimentos, como Aspergillus, Penicillium y Fusarium sp. Se trata de sustancias policetónicas que se producen cuando se interrumpe la reducción de los grupos cetónicos en la biosíntesis de los ácidos grasos por parte de los hongos al utilizarlos como fuente de energía. Las afecciones resultantes de la ingestión de estos metabolitos son denominadas micotoxicosis, y los daños derivadas de las mismas dependen, en gran parte, de las cantidades ingeridas y de la toxicidad de cada molécula.

Los hongos requieren un sustrato (generalmente los cereales) para crecer, multiplicarse y producir toxinas y unas ciertas condiciones de temperatura y humedad (humedad del grano superior al 3%, humedad relativa del aire superior al 70% y una temperatura mayor de 20º C), así como un pH entre 6-7 y una concentración de oxígeno superior al 20%.

La contaminación del alimento por estos hongos puede ser bien durante el periodo de crecimiento de la planta o bien durante el proceso de almacenamiento. En efecto, los hongos pueden crecer en el campo, en los silos de almacenaje, e incluso en los propios circuitos de alimentación de las granjas cuando las condiciones de humedad o estancamiento lo facilitan.

La presencia de micotoxinas en el pienso de los cerdos afecta no solo a la salud de los animales (infección aguda), manifestando los cerdos anemias, coagulación disminuida, fragilidad capilar, ascitis, ictericia y diarreas hemorrágicas; sino también a los rendimientos productivos (menor velocidad de crecimiento, peor índice de conversión, menor consumo de pienso, disminución de la eficacia reproductiva) provocando una serie de pérdidas económicas importantes para la producción porcina (infección subaguda o crónica). Estos efectos van a depender del tipo de toxina, del tiempo de exposición, de la dosis, de la edad del animal, sexo o categoría, nivel de nutrición y estado de salud de los animales, condiciones ambientales de la granja, etc (Figura 1). A todo ello se añade el riesgo que representa la posible transferencia de micotoxinas a los productos de origen animal.

Figura 1: Factores que influyen en la intensidad de las micotoxicosis

Hasta el momento se han identificado más de 300 micotoxinas. Sin embargo, las micotoxinas que cobran una mayor relevancia en la alimentación porcina son: las aflatoxinas, la ocratoxina A, la zearalenona, las fumonisinas y las tricotocenas (Cuadro 1).

Cuadro 1: Efecto de las principales micotoxinas en el cerdo.

Estas micotoxinas suelen ser genotípicamente específicas para un grupo de especies de hongos pertenecientes a un mismo género; sin embargo, pueden ser igualmente elaboradas por hongos pertenecientes a géneros distintos. Cuanto más compleja sea la vía de biosíntesis de una micotoxina, menor será el número de especies fúngicas capaces de elaborarla.

Los límites máximos recomendados de toxinas en piensos completos destinados a la Producción Porcina (2006/576/CE) vienen recogidos en el Cuadro 2.

Cuadro 2: Límites máximos recomendados de toxinas en piensos completos destinados a la Producción Porcina (2006/576/CE)

2.1. Aflatoxinas.
Las aflatoxinas son micotoxinas producidas por hongos del género Aspergillus (A. flavus ; A. parasiticus y A. nomius). Son las micotoxinas más importantes.

Las principales aflatoxinas son: B1, M1, G1, M2, B2 y G2, siendo las dos primeras las dos más tóxicas. Por lo que respecta a la alimentación de los cerdos las aflatoxinas se encuentran principalmente en los cereales (maíz) y en las oleaginosas (semilla de soja). Tienen un efecto inmunodepresor, al inhibir la fagocitosis y la síntesis proteica, interrumpiendo la formación de ADN y ARN y proteínas del ribosoma; lo cual predispone al cerdo a sufrir enfermedades infecciosas. Por otra parte, provocan un rechazo del pienso y reducción del crecimiento. En este sentido, niveles de 50 ppb en el pienso no afecta los rendimientos de los lechones (Dilkin et al. 2003), mientras que un grado de contaminación mayor (280 ppb) determina un descenso (10-12%) del crecimiento, aunque sin síntomas clínicos ni mortalidad (Marin et al., 2002).

2.2. Ocratoxina A.
La ocratoxina A es una micotoxina producida por el género Aspergillus (A. ochraceus, A. alliaceus, A. melleus, A. ostianus, A. petrakii, A. sclerotiorum y A. sulphureus) y por Penicillum verrucosum. Por lo que afecta a la alimentación de los cerdos diremos que se encuentra preferentemente en los cereales (cebada, maíz y trigo).

Los principales órganos afectados son el riñón y el hígado, y, al igual, que las aflatoxinas, tiene un efecto inmunodepresor, al provocar necrosis del tejido linfático. Estudios recientes han demostrado que la ocratoxina A posee además propiedades carcinogénicas y teratogénicas.

2.3. Zearalenona.
La zearalenona es una micotoxina producida por el género Fusarium (F. culmorum, F. graminearum y F. poae).

Esta micotoxina contamina, fundamentalmente los cereales (maíz y subproductos, cebada, trigo, avena y sorgo). Los niveles máximos recomendados para piensos de cerdo de 0,1 ppm.

Las cerdas jóvenes y las nulíparas son muy sensibles a esta intoxicación, provocando hiperestrogenismo y vulvovaginitis a los 3-7 días de la ingestión (1,5-2 ppm). En la cerda reproductora con dosis superiores a 3-10 ppm se observa un desequilibrio hormonal con tan graves efectos estrogénicos que representa un gran inconveniente para mantener la sincronización de estros y el normal calendario de partos y destetes; así como rechazos al consumo de pienso (Cuadro 1).

En las cerdas gestantes varios autores observan una disminución del 24% en el peso de los fetos a los 80 días de gestación y piensos con 6-9 ppm administrados durante toda la gestación aumentan la mortalidad de los lechones al nacimiento, con menor peso, muy débiles o con el síndrome splay-leg.

Los jóvenes verracos son muy sensibles acentuándose los fenómenos de feminización, atrofia de testículos y disminución de la líbido y de la calidad espermática. Sin embargo, concentraciones de 60-200 ppm no afectan a los verracos adultos ni se aprecian síntomas de bajo rendimiento reproductivo.

2.4. Fumonisinas.
Las fumonisinas son micotoxinas producidas por el hongo Fusarium moniliforme, aunque también las pueden producir otras especies como F. proliferatum y F. verticilliodes. Las dos variedades más importantes son la B1 y la B2, las cuales contaminan los cereales, principalmente, el maíz. La fumonisina B1 es la responsable del edema pulmonar porcino.

Figura 2: Vulvovaginitis por zeralenona en cerditas jóvenes (Fuente: Castillo et al., 2011).

Su mecanismo de acción es la inhibición de la síntesis de los esfingolípidos (esfingonina y esgingosina). El consumo de raciones con fumonisina (a niveles relativamente bajos entre 1 y 10 mg/kg) provoca lesiones cardiovasculares y edema pulmonar. El consumo de raciones con >10 mg/kg reduce el consumo y las ganancias de peso

2.5. Tricotecenas.
Las tricotecenas son micotoxinas producidas por el género Fusarium (F. tricinetum; F. poae; F. graminearum y F. sporotrichioides).

Suelen contaminar principalemtne los cerales (maíz y subproductos, cebada, arroz, sorgo, trigo y subproductos, avena y mijo). Las tricotecenas más relevantes con respecto a la producción porcina son: vomitoxina o deoxinivalenol (DON), toxina T-2 y diacetoxiscirpenol (DAS).

Provocan, generalmente, alteraciones gastrointestinales, e influyen en la concentración de neurotransmisores del cerebro, lo que provoca un descenso del consumo de pienso (10-20% con niveles de 2,1 a 3,5 mg DON/kg, Döll, 2004).

Las medidas de prevención de la formación de micotoxinas en los piensos están dirigidas a impedir la biosíntesis de toxinas y su metabolismo durante el crecimiento de la planta o durante el almacenamiento de las materias primas.

A la hora de reducir al mínimo la presencia de micotoxinas en los piensos hemos de tener en cuenta los factores medioambientales que fomentan la infección, el desarrollo y la producción de toxinas. No podemos pretender una eliminación total de las micotoxinas, exigiendo una tolerancia cero, ya que ello va a depender, en parte, del método analítico. Además, hemos de tener presente que aproximadamente un 25% de la reserva mundial de cereales está contaminada por hongos (datos de la FAO), con mayor o menor intensidad, con regiones en las que entre un 80 y 100% de la producción se encuentra contaminada.

Cuadro 3: Resumen de los niveles tóxicos y efectos específicos de la zearalenona sobre los reproductores porcinos según edad y estado fisiológico (Rioperez, 2013)

Las buenas prácticas de cultivo, la rotación de especies no huéspedes de Fusarium (alfalfa, patatas, remolacha, trébol) entre cereales de invierno, la fertilización (cantidad correcta de N por hectárea: 200 kg/ha), el periodo y densidad de la siembra, el control de malezas, la pluviosidad en la temporada tardía, el estrés de los vegetales, el viento, el momento de la cosecha y los vectores de plagas son factores que influyen en la cantidad y origen del hongo. Junto a ello no debemos de olvidarnos de utilizar fungistáticos, fungicidas e insecticidas, para evitar la contaminación de los cereales durante la cosecha. Es muy importante el control de los insectos durante la cosecha de los cereales ya que éstos no solo actúan como vectores biológicos de los hongos sino que favorecen el crecimiento y proliferación de los hongos en el interior del grano al provocar la rotura del pericarpio facilitando la entrada de los hongos hacia el interior. Además el propio metabolismo del insecto puede hacer aumentar el grado de humedad en el grano. Tras la cosecha es importante el secado del cereal hasta una humedad relativa por debajo del 15%.

En las fábricas de piensos, la analítica de micotoxinas se realiza mediante técnicas de análisis de Elisa o HPLC, que resultan costosas; por lo que solamente se aplican a lotes de ingredientes sospechosos. Como método de precaución, es importante asegurar un Control de Calidad que confirme en cada lote la ausencia de productos apelmazados y/o enmohecidos; así como ausencia de granos rotos o dañados por insectos. Zinedine et al. (2007) indican que la extrusión del maíz (presión + calor) reduce hasta el 80% los niveles de zearalenona del pienso.

Al margen de los controles y análisis que se efectúan sobre las materias primas y sobre el pienso, hemos de extremar las medidas higiénicas y de desinfección durante el almacenamiento de las materias primas, vigilando las condiciones medioambientales, sobre todo en lo referente a la humedad y temperatura (deben ser controladas de forma sistemática y a intervalos establecidos en los silos de los cereales) pero sin olvidar, el pH y la concentración de oxígeno. Así mismo, se deben extremas las medidas de control durante el proceso de fabricación del pienso (limpieza, vaciado y aireación de los silos de forma periódica, uso de medios de transporte en las mejores condiciones) y durante el almacenamiento en las granjas (muestreos en granja, limpieza periódica de los silos, evitar almacenar grandes cantidades durante los meses más calurosos, mantener limpios los comederos, etc).

La descontaminación, destoxificación e inactivación se refiere a los tratamientos efectuados sobre las materias primas poscosecha para eliminar o reducir las micotoxinas. Estos métodos se centran en la degradación, destrucción, desactivación y absorción de las micotoxinas de los productos vegetales mediante métodos físicos, químicos o biológicos. Ahora bien, hay que tener en cuenta que eliminar la contaminación fúngica puede ser relativamente sencillo, mientras que eliminar micotoxinas una vez producidas es bastante más complicado. Un ejemplo revelador de esta situación son las plantas de producción de bioetanol, en donde las micotoxinas de los cereales se concentran (hasta en tres veces) en los granos de destilería (Wu & Munkvold, 2008).

4.1. Métodos físicos.
Entre los métodos físicos podemos citar principalmente la limpieza y separación, la inactivación por medio del calor y la irradiación. La separación consiste en eliminar aquellos granos y fracciones más contaminados. La mayor concentración de micotoxinas se encuentra en el pericarpio de los granos y en el polvo del cereal. Se pueden aplicar métodos manuales de separación y métodos de flotación y de segregación por densidad, por ejemplo para el maíz. El inconveniente de estos métodos es que no permite la separación total de las fracciones contaminadas.

Los métodos térmicos consiguen buenos resultados en la eliminación de hongos, ya que las temperaturas que se alcanzan durante el proceso de fabricación del pienso (70-80º C) son suficientes para eliminar gran parte de la población fúngica. Sin embargo, no podemos decir lo mismo de su acción frente a las micotoxinas, ya que difícilmente vamos a conseguirla inactivación de las mismas por medio del calor debido a su resistencia a las altas temperaturas, no destruyéndose completamente por procedimientos como la autoclave, la ebullición en agua u otros procesos térmicos.

En cuanto a los métodos de irradiación no existe mucha información sobre el efecto de irradiar alimentos contaminados con radiaciones gamma o ultravioleta, además de que se trata de procesos costosos.

4.2. Métodos químicos.
Los métodos químicos hacen referencia al empleo de sustancias químicas capaces de degradar las micotoxinas, principalmente las aflatoxinas, transformándolas en metabolitos no tóxicos. Entre estos compuestos podemos destacar el empleo de bisulfato sódico en autoclave; el amoniaco, particularmente eficaz si se utiliza a altas temperaturas y presión elevada y tratamiento conjunto de hidróxido sódico con monometilamina.

Otros productos que se pueden emplear son: gas de cloro, peróxido de hidrógeno, ácido clorhídrico, formaldehído e hidróxido de calcio.

Las sustancias químicas utilizadas para la descontaminación no deben dejar residuos tóxicos en el alimento, los metabolitos del contaminante, después del proceso de detoxificación no debe poner en peligro la salud del animal y el proceso debe ser irreversible.

En otro orden cosas se puede, también, atacar a las micotoxinas mediante sustancias absorbentes o secuestrantes tales como aluminosilicatos naturales y sintéticos, bentotina, zeolita, carbón activo, glucomanos, peptiddoglicanos, colestiramina y derivados del polivinilpirrolidona, etc. Estas sustancias solo tienen capacidad de absorber pocas micotoxinas, necesitan ser añadidas en grandes cantidades (5-20 mg/Kg) y pueden absorber otros nutrientes del pienso como vitaminas, minerales o aminoácidos. Tal y como le ocurre a los aluminosilicatos de cálcio y sodio (HSCAS) que teniendo gran capacidad de absorción de micotoxinas en el lumen intestinal solo son realmente eficaces frente a la aflatoxinas y, en menor medida, frente a zearalenonas o ocratoxinas, teniendo que ser incluidas a dosis muy altas. Últimamente se está empleando la levadura Saccharomyces ceravisiae, ya que su pared ha demostrado tener un gran poder de absorción de micotoxinas. Este poder de absorción es debido a la presencia de en su pared de glucomananos. Los glucomananos esterificados tienen efecto a dosis bajas (la hidrólisis enzimática necesaria para su producción garantiza una gran superficie expuesta para el secuestro de la micotoxinas) y además no absorbe otros nutrientes del pienso.

Otras sustancias que actúan directamente contra los hongos son los denominados fungistáticos o inhibidores de los hongos. Su mecanismo de acción se basa en la inhibición de la síntesis de las enzimas fúngicas, impidiendo así el crecimiento y multiplicación de los hongos. Los fungistáticos más comunes son: el ácido propiónico y sus sales cálcica, sódica y amónica; el ácido sórbico y su sal potásica y el ácido fórmico y sus sales cálcica y sódica.

4.3. Métodos biológicos.
Los métodos biológicos están muy poco desarrollados, encontrándose la mayoría de ellos en fase de investigación. Se está estudiando el empleo de ciertos microorganismos como Flavobacterium aurantiacum, Trychosporum mycotoxinivorans, Rhizophus spp., Neurospora sitophila y otros microorganismos ruminales (Eubacterium BBSH 797) que degraden las micotoxinas bajo ciertas condiciones. Así mismo, también se está investigando el empleo de enzimas capaces de transformar las micotoxinas en compuestos derivados menos tóxicos o atóxicos que posteriormente son eliminados por la orina o las heces.

Figura 3: La presencia de micotoxinas en granos tiene un serio efecto perjudicial a nivel económico y de salud animal.

A pesar del empleo de todos estos métodos hemos de ser conscientes que la eliminación total de las micotoxinas una vez producidas es muy difícil debido a su elevada estabilidad física y química.