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M. A. RodríguezTechnical ManagerEuropeOlmix
NUTRICIÓN
Detoxificación de micotoxinas:ciencia vs marketing
Desde hace algún tiempo,la palabra micotoxina eshabitual es los artículosrelacionados con laproducción animal. Lasmicotoxinas, metabolitossecundarios de algunascepas de hongos, sonsustanciaspotencialmente tóxicasque afectan a la saludcuando son ingeridas.Sus efectos tóxicos sonvariables dependiendo desu estructura química,concentración, duraciónde la exposición, especieanimal, estado de losanimales y combinaciónde diferentesmicotoxinas.
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ebido a las interacciones exis-tentes entre las propias micoto-xinas, así como el efecto inmu-nosupresor de las mismas, los
niveles tóxicos en condiciones de campohan demostrado ser muy inferiores a losobtenidos en condiciones experimentales(Roquet y González, 2005).
Una de las razones por las que cadadía es más frecuente el tema de las mico-toxinas en producción animal, es por suincidencia creciente en los últimos arios.El comercio internacional, el cambio cli-mático, y un mayor control y conoci-miento de estas sustancias, han hechoque aumente la concienciación sobre suexistencia y del riesgo que suponen parala sanidad y para la productividad de laganadería. En dos artículos publicadosrecientemente (Martínez et al, 2008;2009) en los que se analizan piensoscompletos y materias primas recogidas endiferentes explotaciones ganaderas, y ma-yoritariamente de empresas nacionalesproductoras de piensos en 2007 y 2008,se constata la presencia de micotoxinasen prácticamente todas las muestras ana-lizadas. En 2007, el 43% de las muestrasanalizadas dieron valores altos (> 100ppb) en Zearalenona, el 48% dieron va-lores altos (> 100 ppb) en Deoxynivale-nol (DON), y el 39% presentó valoresaltos (> 50 ppb) en Toxina T2. Se destacala estacionalidad de estos resultados, en-contrándose valores más altos de Zeara-lenona en los meses de final del verano yotoño, niveles más altos de DON en losúltimos meses del ario y niveles más altospara Toxina T2 en primavera y otoño.
Además, un 14% de las muestras quepresentan una concentración alta paraZearalenona también presentaron unaconcentración de T2 alta; un 20% de las
muestras que presentaron una concen-tración alta de DON también presenta-ron una concentración alta de T2; el 23%de las muestras que presentaron una con-centración de Zearalenona alta tambiénpresentaron una concentración alta deDON. El porcentaje de muestras conta-minadas con las tres micotoxinas fue del22%. No hay que olvidar el efecto sinér-gico que presentan las micotoxinas alestar presentes a la vez en un pienso com-pleto o materia prima contaminada. Elestudio de estos efectos sinérgicos cobracada día mayor interés debido a su capa-cidad de provocar efectos tóxicos conmayor grado de severidad a unas concen-traciones muy inferiores a las descritas enla bibliografia.
En estudios recientes con vacas leche-ras, J. Fink-Gremmels, de la Universidadde Utrecht (Holanda), ha constatado queel grado de detoxificación de micotoxinasen el rumen de las vacas de leche esmenor del que se creía. Además, estas mi-cotoxinas tienen un efecto perjudicialsobre algunas bacterias del rumen, pro-vocando desequilibrios en la flora rumi-nal que pueden conducir a enfermedadescrónicas, problemas digestivos, acidosis ymastitis.
En un estudio alemán (Keese et al,2008) se fijaron en los patrones rumina-les y en los parámetros del metabolismoácido-base de la orina bajo la influenciade la proporción de concentrado en la ra-ción de vacas lecheras con y sin triticalecontaminado por toxinas de Fusarium.En el grupo "Myco" (contaminado conFusarium) se alimentaron 13 vacas Hols-tein al inicio de la lactación con una ra-ción total que contenía un 50% de con-centrado y un contenido medio de DONde 5,3 mg/kg de materia seca. Esta ah-
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mentación provocó alteraciones en lospatrones de fermentación ruminal(menor porcentaje molar de acetato eisobutirato, mayor porcentaje molar devalerato) en comparación con las 14vacas del grupo control. El grupo que re-cibió las micotoxinas tuvo un pH ruminalsignificativamente más bajo en las sema-nas 4 y 8, y un menor pH mínimo críticopara desarrollar acidosis subaguda. Otrosefectos adicionales se observaron en elperfil de ácidos grasos de cadena corta enpresencia de toxinas de Fusariuni. Estoindica un cambio en la comunidad mi-crobiana debido a los efectos directos y/oindirectos de las alteraciones en las pro-piedades fisico-químicas del cereal infec-tado sobre la microflora ruminal relacio-nadas con la infección por Fusarium.
Eficacia de los agentesdetoxificadores de micotoxinasLa demostración de la efectividad de unpotencial agente detoxificador de toxinasen un alimento contaminado se lleva acabo a menudo primero en condicionesin vitro. Los sistemas in vitro clásicos uti-lizados para ese propósito son sencillospero distan mucho de las condiciones na-turales in vivo. Factores importantes rela-cionados con la digestión y el destino delos compuestos alimenticios durante elpaso por el tracto gastrointestinal son lacomposición y el pH de los contenidosgástricos e intestinales, las condiciones detránsito gastrointestinal y la actividadbioquímica (enzimas) y de la microfloraintestinal en el tracto gastrointestinal. Lasactividades de esos factores a través deltracto gastrointestinal son procesos diná-micos. Por ello, los procesos no puedenser simulados en modelos estáticos in
vitro. Para demostrar en las condicionesmás reproducibles y fiables la eficacia invitro de un secuestrante, se puede utilizarel modelo gastrointestinal delTNO TIM-1 (www.tno.n1).
Los modelos TNO gastrointestinalessimulan en gran nivel los procesos diná-micos sucesivos en el estómago y el in-testino delgado (TIM 1) y en el intes-tino grueso (TIM 2). Estos modelos sonherramientas únicas para estudiar eldestino de los componentes de un ali-mento durante el paso a través del tractogastrointestinal.Ya que el principal lugarde absorción de micotoxinas es la parteproximal del intestino delgado, lo acon-sejable es testar estos productos en elsistema TIM-1, el sistema TNO diná-mico y multicompartimental de estó- »
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Cuadro I. Capacidad in vitro de algunos materiales adsorbentes no nutritivos de adsorber DON y NIV.Los adsorbentes se testaron en diferentes soluciones tampón y a diferentes concentraciones
de micotoxinas (extraído de Avantaggiato et al, 2004).
Porcentaje de micotoxina adsorbida (media ±S.D., n=3)
pH DON DON NIV Niv(2 pg/ml) (10 pg/m1) (2 pg/m1) (10 pg/m I)
Combinación de HSCAS con ilita y clorita 3 11±1 3±2 10±0 1± 18 1±0 10±2 4±1 11±1
Betaglucano esterificado de la pared de levaduras 3 18±5 0±0 6±4 1±08 3±3 9±5 10±3 7±5
Glucomanano 3 1±3 0±1 2±2 1±08 1±6 12±1 3±1 14±5
Combinación sustancias minerales 3 0±1 16t2 0±1 11±18 4±1 10±1 4±0 10±0
Aluminosilicato sintético 3 3±8 10±1 4±7 11±08 0±1 11±1 4±1 11±1
Aluminosilicato 3 9±0 16±2 11±1 13±48 1±2 10±0 3±0 10±1
Combinación de arcillas, enzimas detoxificadores 3 9±0 9±1 9±1 10±1y extractos de plantas y algas
8 1±2 13±1 7±1 13±1Aluminosilicato hidratado de calcio y sodio (HSCAS) 3 9±1 11±0 11±1 12±0
8 0±0 12±1 0±0 11±1
Colestiramina 3 4±3 7±5 5±3 7±48 10±1 4±7 12±2 5±7
Florisil 3 5±6 9±6 7±6 9±68 9±2 11±0 10±2 10±0
Celita 3 4±3 5±7 3±1 5±78 1±2 10±1 2±1 10±1
Zeolita 3 5±4 2±1 3±1 1±08 2±1 3±1 2±1 0±0
Bentonita 3 2±2 9±5 4±1 9±68 3±2 13±2 3±2 10±1
Carbón activo 3 84±2 59±5 62±3 33±77 84±0 52±1 60±0 23±1
8 95±9 57±5 63±1 30±6
mago e intestino delgado. Este modelo Avantaggiatto, del CNR Institute ofcontrolado por ordenador simula las Sciences of Food Production (ISPA) encondiciones dinámicas sucesivas en el Italia, ha realizado numerosas pruebascompartimiento gástrico y en los tres con este sistema para evaluar la eficaciacompartimentos sucesivos del intestino de diferentes secuestrantes comerciales ydelgado. En este sistema gastrointestinal sustancias potencialmente útiles comolas condiciones son condiciones digesti- secuestrantes (Avantaggiato et al, 2003;vas simuladas del cerdo tras la ingesta de 2004; 2007). En una de ellas, realizadaalimento. La disponibilidad de absorción en 2004, se hizo una exploración in vitro(bioaccesibilidad) de las micotoxinas del de 14 materiales adsorbentes (incluidosyeyuno e ileon se mide durante el tránsito algunos productos comerciales utilizadosgastrointestinal del alimento porcino con- para detoxificar micotoxinas de Fusa-taminado simulando las condiciones gas- rium), testados en un rango de pH de 3 atrointestinales de cerdos jóvenes desteta- 8, para estudiar la capacidad de adsorberdos en el sistema TIM-1. Deoxynivalenol (DON) y Nivalenol
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Cuadro II. Reducción de las concentraciones de ZON y DON (% comparado con el control) en el sobrenadantede la solución tampón por varios agentes detoxificantes en el test de detoxificación in vitro
(media y SD de 4 réplicas independientes) (Extraído de Döll et al, 2004).
Producto ZON DON
Media SD Media SD
Carbón activo looa o 67 6
Colestiramina 94° 1 1 Ob 15
Aluminosilicato modificado 81° 6 17° 16
Aluminosilicato modificado 55d 1 1 b 2
Betaglucano esterificado extraído de paredes de levadura 24e 1 24° 18
Extractos de levaduras con zeolita activada 20e, 4 Ob 5
Combinación de aluminosilcatos, enzimas detoxificantes y extractos de plantas y algas 17f 2 1° 4
Bentonita 13 12 1 b 1
Acido de sílice coloidal con minerales de arcilla añadidos 1 21° 31
Combinación de enzimas y minerales adsorbentes 51 2 3
Valores en la misma columna con superíndices distintos son significativamente diferentes (P<0,05).
(NIV). Los resultados se pueden ver enel Cuadro I. Sólo el carbón activo semostró como efectivo, con una capaci-dad de adsorción de 35,1 grnol y 8,8limo' de DON y NIV/g de adsorbente,respectivamente, calculado de las isoter-mas de adsorción.
Luego se usó el modelo dinámico desimulación TIM para evaluar la absor-ción en intestino delgado de DON yNN, y la eficacia del carbón activo en re-ducir de manera relevante esta absorciónintestinal. La absorción intestinal deDON y NIV en este sistema fue del 51%y 21% respectivamente, y la mayor partede la absorción se produjo en el compar-timento del yeyuno para ambas micoto-xinas. La inclusión de carbón activo pro-dujo una reducción significativa de laabsorción intestinal de estas micotoxinas.A una dosis de inclusión del 0,5 al 2% laabsorción intestinal con respecto al con-
trol se redujo del 29 al 45% para DON ydel 23% al 41% para NIV. La capacidadde adsorción del carbón activo para estostricotecenos fue menor que la observadapara zearalenona (ZON), una micoto-xina que suele aparecer junto con ellosen los cereales contaminados natural-mente.
En estudios realizados anteriormentepor Döll et al (2004), en los que se des-arrolló un sistema in vitro simple para es-tudiar la eficacia de agentes detoxifi- »
cantes de micotoxinas comerciales y sus-tancias adsorbentes, como aditivos parapienso para detoxificar DON y ZON insitu, se simularon las condiciones deltracto gastrointestinal porcino (pH, tem-peratura y velocidad de tránsito). Losproductos comerciales no fueron efecti-vos en detoxificar DON y ZON bajo lascondiciones aplicadas, mientras que elcarbón activo fue capaz de adsorber lasdos micotoxinas, reduciendo las concen-traciones de ZON y DON en el sobrena-dante de la solución tampón en un 100%y en un 67%, respectivamente. Los resul-
GGLa utilización dedetoxificadores es una
herramienta para reducir elimpacto de las micotoxinas
tados de este estudio se pueden ver en elCuadro II.
De los estudios anteriores se puedeconcluir que el carbón activo se muestracomo uno de los mejores adsorbentes demicotoxinas, ya que el resto de productoscomerciales demostraron poca eficacia ensu capacidad de secuestro de las diferen-tes micotoxinas. En la práctica, el uso delcarbón activo en alimentación animaltiene sus limitaciones. El uso de altas con-centraciones de carbón activo (> 0,5%)debería evitarse para minimizar el riesgode absorción de nutrientes así como la al-
teración del valor calórico/nutricional del
alimento (NOSB, 2002; Ramos et al,1996).
Nuevas tecnologías, materialesmodificadosLas actuales nuevas tecnologías permi-ten modificar algunos materiales paraser utilizados en alimentación animal, yen concreto, en el campo de los secues-trantes de micotoxinas. Existen tecnolo-gías capaces de modificar la estructurade las arcillas a nivel nanométrico, incre-mentando el espacio interlaminar y asímodificar sus capacidades de adsorción.Con esta modificaciones lo que se con-sigue es tener acceso al 100% de la su-perficie desarrollada de la arcilla, au-mentando su capacidad de adsorción
por un lado, e incrementando al mismotiempo el espectro de micotoxinas quepueden ser adsorbidas. Este proceso estápatentado y es 100% ecológico. Al testareste nuevo material en el TNO utili-zando el sistema TIM-1 descrito ante-riormente, los resultados fueron inclusomejores que los conseguidos con el car-bón activo, ya que consiguió inhibir labioaccesibilidad del DON hasta el 40%en comparación con el control utili-zando el producto al 0,1%, en vez del2% de carbón activo necesario para re-ducir un 45%. Además, la utilización deeste producto no inhibió la digestibili-dad de la proteína y los carbohidratos, nimodificó negativamente la bioaccesibili-dad de la vitamina B1 y B2 (Demais yHavenaar, 2006).
ConclusiónNueve mil millones de habitantes sobre elplaneta Tierra en el año 2050. La alimen-tación de la población es un reto no sólodesde el punto de vista cuantitativo sinotambién cualitativo. Garantizar alimentossanos y libres de agentes potencialmentenocivos y en cantidad suficiente para ali-mentar a toda la humanidad es un retoque exige cambios y esfuerzos de todoslos actores de la cadena alimentaria. Laglobalización y el comercio internacionalpermiten hacer acopio de materias pri-mas en cualquier parte del mundo ytransportarlas hasta el lugar de consumo.Estas prácticas, el cambio climático, lascondiciones de almacenamiento y la in-dustrialización de la producción ganaderahan incrementado el riesgo de presenciade micotoxinas en los alimentos.
La utilización de detoxificadores demicotoxinas en el pienso, junto con uncódigo de buenas prácticas para minimi-zar su producción, son las únicas herra-mientas posibles para reducir el impactode las micotoxinas en toda la cadena ali-mentaria: reducción de la productividadde los animales de granja y problemas sa-nitarios en los humanos.
Por tanto, y a la vista de los resultadosobtenidos en los estudios a los que se hahecho referencia en este artículo, la elec-ción de un detoxificador realmente efec-tivo es pieza clave en este proceso y debehacerse siguiendo criterios estrictos deeficiencia en su función, exigiendo resul-tados productivos y olvidando, definitiva-mente, los actos de fe.•
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