Introducción
Escasamente estudiadas hasta el momento, las micotoxinas emergentes y modificadas han recibido gran interés en los últimos años, tras observarse signos clínicos en animales que no se correlacionaban con los niveles de micotoxinas detectados en el pienso. Las micotoxinas emergentes incluyen aquellas micotoxinas químicamente diversas, que no se determinan de forma rutinaria y para las cuales no hay una regulación ni recomendación legislativa.
En este escenario, es importante tener presente que la contaminación natural de las materias primas y piensos suele ser la “multi-contaminación” de diferentes micotoxinas, entre las que pueden estar presentes estas micotoxinas, que no son controladas generalmente en los análisis de control.
Existe poca información sobre la toxicidad de las micotoxinas emergentes. De acuerdo con la última publicación de EFSA, centrada en la beauvericina y las enniatinas, escasos estudios han evaluado la toxicidad aguda de estas micotoxinas in vivo. Tan solo se menciona un estudio en ratones evaluando el efecto de la beauvericina. Sin embargo, diferentes estudios in vitro han estudiado la toxicidad de estas micotoxinas en las aves.
Mecanismos de acción de las micotoxinas emergentes
1. Estrés oxidativo
Considerando el equilibrio redox intracelular, diferentes estudios han reportado un aumento de los niveles de radicales libres de oxígeno (ERO) en diversos cultivos celulares. Este aumento de ERO ha ido acompañado del aumento de productos de la peroxidación lipídica como el MDA (malondialdehído) o TBARS (sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico), ambos biomarcadores del estrés oxidativo. Además, se ha observado la disminución de enzimas antioxidantes como el GSH (glutatión). Así, se ha demostrado que las micotoxinas emergentes inducen estrés oxidativo a nivel celular.
Sin embargo, EFSA compartió en 2014 un estudio en el que se observó una reducción de ERO en células humanas tratadas con agua oxigenada, sugiriendo que se requiere más información sobre el equilibrio redox y las micotoxinas emergentes en las diferentes líneas celulares, e incluso, considerar la especie animal (Dornetshuber et al., 2009).
2. Citotixicidad
La citotoxicidad de las micotoxinas emergentes se ha evaluado en diferentes estudios in vitro. Específicamente, en líneas celulares provenientes de aves, cabe destacar el estudio de Dombrink-Kurtzman (2003), quien evaluó el efecto de la beauvericina en linfocitos de pavos. Se observó fragmentación del ADN y la consecuente apoptosis. Por tanto, existen evidencias in vitro de la citotoxicidad de las micotoxinas emergentes en avicultura. De esta forma, se ha descrito una potente actividad citotóxica al inducir la apoptosis. Según EFSA, la apoptosis es inducida principalmente por dos vías:
- El aumento de los niveles de calcio intracitoplasmáticos que estimulan las endonucleasas dependientes de calcio.
- La intercalación con el ADN, abriendo terreno para la actividad de las endonucleasas.
Asimismo, diversos autores han atribuido la citotoxicidad de la beauvericina y las enniatinas a sus propiedades ionóforas.
3. Integridad intestinal
Dado que la citotoxicidad se ha observado en diferentes líneas celulares, y considerando que la barrera intestinal es el primer punto de contacto de los animales con las micotoxinas tras su ingesta, es de gran interés conocer el efecto de la beauvericina y las enniatinas sobre las células intestinales. Sin embargo, el impacto de las micotoxinas emergentes sobre la barrera intestinal ha sido poco estudiado hasta el momento.
Springler et al. (2016) evaluó el efecto de la beauvericina y las enniatinas sobre la resistencia eléctrica transmembranal de células epiteliales intestinales (TEER), 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 menor expresión de uniones estrechas. En concreto, la enniatina B mostró el efecto más potente, seguida de la beauvericina, la enniatina B1, la enniatina A y la enniatina A1. Entre las enniatinas se describió un efecto aditivo; hecho que no se observó en combinación con DON. Por el contrario, Albonico et al. (2017) 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 estos estudios puede deberse al cultivo celular utilizado, así como a las concentraciones de las micotoxinas.
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, 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 enniatinas. 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 o corazón. Asimismo, no se detectaron concentraciones de beauvericina ni enniatinas en productos para el consumo animal (tejido muscular o huevo).
A continuación, se muestran los niveles de contaminación de micotoxinas emergentes, que no provocan efectos adversos sobre los rendimientos productivos ni la fisiología de las aves según EFSA (2014), en condiciones de multi-contaminación con otras micotoxinas Fusarium:
| Micotoxina | Pollos de engorde | Gallinas ponedoras | Pavos |
|---|---|---|---|
| Beauvericina | 12600 ppb | 8930 ppb | 2480 ppb |
| Enniatinas B | 12720 ppb | 11230 ppb | – |
| Enniatinas B1 | 4060 ppb | 3060 ppb | – |
Tabla 1. Niveles (ppb en pienso) sin efectos adversos observado.
Considerando el peso vivo y el consumo, se muestran los niveles según el peso vivo (PV) del animal/d.
| Micotoxinas | Pollos de engorde | Gallinas ponedoras | Pavos |
|---|---|---|---|
| Beauvericina | 1220 µg/kg PV/día | 536 µg/kg PV/día | 136 µg/kg PV/día |
| Enniatinas B | 763 µg/kg PV/día | 674 µg/kg PV/día | – |
| Enniatinas B1 | 244 µg/kg PV/día | 216 µg/kg PV/día | – |
Tabla 2. Niveles (µg/kg PV/día) sin efectos adversos observados.
Hay que tener presente que estos valores se presentan de acuerdo con los niveles máximos evaluados de las micotoxinas en los estudios revisados. Se plantea que la ausencia de efectos negativos a estas dosis pueda deberse a la baja biodisponibilidad y la rápida eliminación de estas micotoxinas en el organismo de las aves (Fraeyman et al., 2018).
Por otro lado, 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 enniatinas 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 et al. (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 en las aves expuestas.
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 por una dieta multi-contaminada con micotoxinas como la beauvericina, las enniatinas, el DON y metabolitos.
| Referencia | Estudio | Micotoxinas | Efectos | |
|---|---|---|---|---|
| Albonico et al. (2017) | In vitro | Células Caco-2 | FB1 + β-ZEA (5µg/mL cada una) | Citotoxicidad |
| BEA (>6 µM) | Citotoxicidad directa | |||
| BEA (>6 µM) | ↓ Progesterona y estradiol | |||
| α-ZEL / β-ZEA (dosis-dependiente) | ↓ Progesterona | |||
| Dornetshuber et al. (2009) | In vitro | Células de leucemia promielocítica humana (HL60) y células de carcinoma de cuello uterino humano (KB-3-1) | BEA (1-10 µM) ENN (1-10 µM) | Citotoxicidad Apoptosis ↓ ERO |
| Dombrink-Kurtzman (2003) | In vitro | Linfocitos de pavo | BEA (8-50 µM) | Fragmentación ADN Apoptosis |
| Fraeyman et al. (2018) | In vitro | Células epiteliales intestinales porcinas del yeyuno (IPEC-J2) | BEA (10 µM) | Pérdida total de viabilidad celular |
| ENN A (10 µM) ENN A1 (10 µM) ENN B1 (10 µM) | Citotoxicidad | |||
| Mallebrera et al. (2014) | In vitro | Células CHO-K1 | BEA (5 µM) | ↑Peroxidación lipídica ↓ GSH |
| Prosperini et al. (2013) | In vitro | Células Caco-2 | BEA (5-10 µM) | ↑ ERO, MDA, GSSG ↓ GSH |
| BEA (>12 µM) | Apoptosis | |||
| Prosperini et al. (2014) | In vitro | Células Caco-2 | ENN A (0,9-15 µM) ENN A1 (0,9-15 µM) ENN B (0,9-15 µM) ENN B1 (0,9-15 µM) | Citotoxicidad Efecto sinérgico entre enniatinas |
| Springler et al. (2016) | In vitro | Células epiteliales intestinales porcinas del yeyuno (IPEC-J2) | ENN A (5 µM) ENN A1 (5 µM) ENN B (2,5-5 µM) ENN B1 (5 µM) BEA (5-10 µM) | ↓ TEER Efecto aditivo entre enniatinas Toxicidad: ENN B > BEA > ENN B1 > ENN A > ENN A1 |
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).
Tabla 3. Recopilación de estudios in vitro e in vivo del efecto de las micotoxinas emergentes en avicultura ¹.
Conclusion
Aunque los efectos de las micotoxinas comunes han sido ampliamente estudiados, las micotoxinas emergentes siguen representando un desafío. Su mecanismo de acción aún no se comprende completamente, y se investigan sus efectos sobre la salud animal, las pérdidas en la producción agropecuaria y su posible interacción con factores como el cambio climático.
