Las micotoxinas son factores de riesgo derivados de los piensos que son perjudiciales para la salud humana y animal. La aflatoxina_B1 (AFB1) ha sido identificada como carcinógeno del grupo 1 por la OMS. El aspecto más crítico de las aflatoxinas en la producción animal es su potencial presencia como residuo en los productos animales. El metabolismo de la AFB1 va acompañado de la sobreproducción de especies reactivas de oxígeno (ROS), lo que conduce a un estrés oxidativo, y las mitocondrias son las primeras en verse afectadas, ya que son los principales lugares de producción de ROS intracelulares. Además, la lesión mitocondrial inducida por la AFB1 es el mecanismo potencial subyacente a sus efectos tóxicos. Así, la toxicidad de la AFB1 puede aliviarse mejorando la función mitocondrial. El licopeno es un pigmento natural derivado de los alimentos que pertenece a los carotenoides y que se utiliza en el procesamiento de alimentos y se enriquece principalmente en frutas y verduras de color rojo, como los tomates, la sandía y la papaya. El licopeno puede utilizarse como sustancia bioactiva botánica en la dieta con diversas bioactividades, como la capacidad antioxidante y el potencial terapéutico contra las enfermedades.

Determinación de los beneficios del licopeno

Para determinar las propiedades protectoras del licopeno contra la aflatoxina_B1, los investigadores de la Universidad de Yangzhou investigaron los efectos positivos del licopeno sobre la lesión oxidativa y la disfunción mitocondrial en el hígado de pollos de engorde_{expuestos a} la aflatoxina B1, elaborando el mecanismo que implica la capacidad antioxidante mitocondrial, la hinchazón mitocondrial, la concentración de ATP hepática y la expresión genética para la biogénesis mitocondrial. Además de desempeñar papeles clave en el estrés oxidativo celular (o equilibrio redox), las mitocondrias son mediadoras del metabolismo energético celular, la apoptosis celular y las respuestas inmunitarias innatas. Dadas sus funciones vitales en la salud y la enfermedad humanas, las mitocondrias representan un objetivo importante para el desarrollo de terapias. Como los informes anteriores indican los efectos negativos de las aflatoxinas en el rendimiento del crecimiento, los investigadores de este estudio también determinaron los efectos del aditivo en el rendimiento del crecimiento. Su estudio consistió en tres dietas:

1. Dieta de control: sin aditivos, sin aflatoxinaB1
2. Dieta AFB1: dieta basal con 100 µg/kg de aflatoxinaB1 (AFB1)
3. AFB1 + LYC: dieta basal con 100 µg/kg de AFB1 + 200 mg/kg de licopeno (LYC)

Efectos perjudiciales de la aflatoxina B1

El hígado se considera el órgano diana de la AFB1porque es el órgano donde la mayoría de las aflatoxinas se bioactivan a la forma reactiva 8,9-epóxido, que se sabe que se une al ADN y a las proteínas, dañando las estructuras del hígado y aumentando su peso. En el presente estudio, el aumento de los niveles de ROS y de peróxido de hidrógeno (H2O2), la disminución de la concentración de glutatión mitocondrial y la reducción de las actividades de las enzimas antioxidantes, la glutatión peroxidasa y la superóxido dismutasa de manganeso en las mitocondrias hepáticas de los pollos de engorde expuestos a la AFB1 indicaron que el equilibrio redox mitocondrial estaba alterado y que se producía estrés oxidativo. Del mismo modo, en el presente estudio se observó un aumento de la hinchazón mitocondrial, una reducción de la concentración de ATP y una disminución de las actividades de los complejos mitocondriales ETC I, II, III y V. Además, se observó una disminución de los niveles de expresión del ARNm hepático de los genes antioxidantes en los hepatocitos primarios de pollos expuestos a la AFB1. En general, la aflatoxina indujo una lesión oxidativa mitocondrial al afectar a la homeostasis de las ROS mitocondriales y dañar el sistema de defensa antioxidante.

Como se observó en un estudio similar sobre pollos de engorde, la AFB1 redujo la ingesta de alimentos y la ganancia de peso corporal, y provocó un índice de conversión alimenticia deficiente en comparación con la dieta de control; los efectos adversos de la AFB1 sobre el rendimiento del crecimiento están relacionados con una disminución de la utilización de proteínas y energía como consecuencia de un deterioro de la eficiencia digestiva y metabólica de las aves. Investigadores de la Universidad Agrícola de Sichuan (China) estudiaron la patogénesis de la inmunosupresión inducida por la AFB1 en pollos de engorde y sus resultados mostraron que la AFB1 inducía una apoptosis excesiva de los linfocitos esplénicos, lo que se correlacionaba con un aumento del estrés oxidativo, evidenciado por la reducción de las actividades de la glutatión peroxidasa, la glutatión reductasa y la catalasa, y el aumento del contenido de malondialdehído.

Efectos protectores del licopeno

Para determinar los efectos protectores del licopeno sobre la lesión oxidativa y la disfunción mitocondrial en el hígado de los pollos de engorde_{expuestos a} la aflatoxina_B1, los investigadores examinaron diferentes componentes del sistema oxidativo y la expresión génica de la biogénesis mitocondrial, como se indica a continuación

• Estado redox mitocondrial: El licopeno mostró mayores concentraciones de glutatión mitocondrial y actividades de glutatión peroxidasa y superóxido dismutasa de manganeso, y menores concentraciones de H2O2 que los pollos del grupo AFB1. El licopeno también redujo la concentración hepática de ROS en los pollos expuestos a la AFB1.
• Actividades de los complejos ETC mitocondriales: El tratamiento con licopeno aumentó las actividades de los complejos de transferencia de electrones mitocondriales y redujo la hinchazón mitocondrial. El grupo de licopeno tuvo mayores concentraciones de ATP hepático que el grupo de AFB1.
• Expresión de genes: En comparación con el grupo AFB1, los pollos del grupo de licopeno mostraron niveles de expresión de ARNm regulados al alza de los genes hepáticos (por ejemplo, PGC-1α, NRF1 y TFAM) relacionados con la capacidad antioxidante y la biogénesis mitocondrial, lo que alivia la disfunción mitocondrial al mejorar la biogénesis mitocondrial.

Figura 1 – Efectos del licopeno dietético (LYC) sobre el rendimiento y la concentración de especies reactivas del oxígeno (ROS) hepáticas de los pollos de engorde expuestos a la aflatoxina B1 (AFB1).

El licopeno mejora el crecimiento

Los efectos de la suplementación con licopeno en la dieta sobre el rendimiento del crecimiento de los pollos de engorde expuestos a la AFB1 se observaron(Figura 1) a través de la disminución de la ingesta de alimentos, la ganancia de peso diaria y la utilización del alimento (relación ganancia: alimento).
Los investigadores relacionaron los beneficios del licopeno en el rendimiento del crecimiento con su mejora en el estado oxidativo de los pollos de engorde, observada a través de la disminución de los niveles de ROS y peróxido de hidrógeno (H2O2), el aumento de la concentración de glutatión mitocondrial y el incremento de las actividades de las enzimas antioxidantes, la glutatión peroxidasa y la superóxido dismutasa de manganeso en las mitocondrias hepáticas de los pollos de engorde expuestos a la AFB1(Figura 1).
En un estudio similar sobre pollos de engorde realizado por investigadores de la Universidad de Medicina Veterinaria de Viena, se sugirió que tanto el nivel como la duración de la exposición a la AFB1 afectan a la cantidad de reducción de la ganancia de peso de los pollos de engorde y que los diferentes tipos de raciones utilizadas en los distintos estudios hacen que no sea práctico generalizar la relación dosis-respuesta en lo que respecta a la ganancia de peso.

Los investigadores concluyeron que el licopeno dietético protege a los pollos de engorde de la lesión oxidativa y la disfunción mitocondrial del hígado_inducida por la aflatoxina B1, lo que está relacionado con su capacidad para eliminar los radicales libres, estimular la capacidad antioxidante mitocondrial y mantener la biogénesis mitocondrial. «Los resultados del presente estudio amplían nuestra comprensión de que el licopeno o los materiales enriquecidos con licopeno podrían utilizarse como moduladores dietéticos prometedores para la lesión_inducida por la aflatoxina B1 en las aves de corral», señalaron.

Se pueden solicitar referencias.

Este artículo se basa en el trabajo de investigación «Protective effects of lycopene on mitochondrial oxidative injury and dysfunction in the liver of aflatoxin B1-exposed broilers». El artículo completo puede consultarse en Poultry Science vol 100, número 11 de noviembre de 2021.