La estrategia más común para reducir la exposición de los animales a las micotoxinas es disminuir la biodisponibilidad de las micotoxinas mediante la incorporación de varios agentes desintoxicantes de micotoxinas en el alimento. Pero se necesitan métodos de detección para evaluar su eficacia y seleccionar los materiales apropiados.
Además de la prevención, la estrategia más común para reducir la exposición de los animales a las micotoxinas es disminuir la biodisponibilidad de las micotoxinas mediante la incorporación de varios agentes desintoxicantes de micotoxinas en el alimento, lo que tiene por objeto reducir la absorción y distribución de las micotoxinas en la sangre y los órganos destinatarios. Según su modo de acción, estos aditivos para piensos pueden actuar reduciendo la biodisponibilidad de las micotoxinas (agentes adsorbentes también llamados agentes aglutinantes, adsorbentes, aglutinantes) o degradándolas en metabolitos menos tóxicos (agentes biotransformadores). Los agentes adsorbentes de micotoxinas son compuestos de gran peso molecular que no son digeridos por los animales y terminan en las heces. Los agentes adsorbentes deben ser capaces de fijar las micotoxinas en los piensos contaminados sin disociarse a lo largo del tracto gastrointestinal del animal, de modo que el complejo de agentes adsorbentes de toxinas se elimine a través de las heces. Esto minimiza la exposición de los animales a las micotoxinas (EFSA, 2009). Los agentes adsorbentes pueden ser compuestos minerales u orgánicos.
Su modo de acción se basa en interacciones intermoleculares (aglutinante de toxinas) que dependen de las interacciones electrostáticas/hidrofóbicas (enlace de hidrógeno o iónico y fuerzas de Van der Waals) y los efectos de forma (geometría plana o no plana), que difieren de la naturaleza del adsorbente así como del tipo de micotoxina. Muchas micotoxinas pueden aparecer simultáneamente en el alimento con diversas propiedades químicas y físicas. Pueden diferir mucho en términos de hidrofobicidad/polaridad y posibles tipos de enlaces (número y naturaleza). El tamaño de las micotoxinas puede ser similar entre familias, pero con una conformación y volumen 3D muy diferentes. Por ejemplo, las aflatoxinas son planas, las zearalenonas son flexibles y los tricotecenos son moléculas globulares y rígidas, aunque todas tienen un tamaño comparable. La distribución total de las cargas y el tamaño de los poros o la superficie accesible de los agentes adsorbentes también determinan su eficacia para unirse a diferentes micotoxinas.
Necesidad de la selección
Ante la abundancia de candidatos a agentes adsorbentes disponibles, se necesitan métodos de selección para evaluar su eficacia y seleccionar los materiales apropiados. Las pruebas in vitro son herramientas poderosas para la selección de posibles agentes desintoxicantes de micotoxinas. Si un agente secuestrante no adsorbe una micotoxina in vitro, tiene pocas posibilidades de hacerlo in vivo (EFSA, 2009). La eficacia in vitro de los agentes adsorbentes puede probarse tanto en condiciones estáticas como dinámicas. El modelo in vitro estático más utilizado es el método de concentración única, mientras que las isotermas de adsorción se utilizan más bien para comprender el comportamiento de los agentes adsorbentes. No obstante, el uso de un modelo estático tiene limitaciones y puede dar lugar a una sobreestimación de la capacidad de enlace (Versantvoort et al. , 2005). Vekiru y otros (2007) demostraron que los adsorbentes suelen ser menos eficientes cuando se simulan las condiciones gastrointestinales con un modelo dinámico.
La eficacia de los principales agentes adsorbentes
El carbono activado, también llamado carbón activado, es una forma de carbono procesado para tener pequeños poros de bajo volumen que aumentan la superficie disponible para la adsorción o las reacciones químicas. La eficacia del carbón activado para ligar diferentes tipos de micotoxinas se ha demostrado en modelos estáticos y dinámicos (Avantaggiato et al., 2003 y 2004), sin embargo, este agente adsorbente no es selectivo, lo que significa que también liga eficientemente pequeñas moléculas como las vitaminas (Vekiru et al., 2007). Por consiguiente, el carbón activado ya no se utiliza comúnmente en los piensos, pero sigue siendo un material de referencia en varios estudios.
Minerales de silicato
Los minerales de silicato son el agente adsorbente de micotoxinas más frecuente en el mercado. Pueden ser filosilicatos (esmectitas) o tectosilicatos (zeolitas), estos últimos con una eficacia limitada en comparación con los filosilicatos y, en particular, las esmectitas (Lemke y otros, 2001; Vekiru y otros, 2015). El espacio entre capas (espacio d), entre las capas que componen las esmectitas, permite la entrada y la unión eficiente de moléculas planas como las aflatoxinas (Diaz et al., 2003) con eficacia variable según la calidad de la esmectita (Vekiru et al., 2007). Sin embargo, las esmectitas tienen una eficacia muy limitada o nula en la adsorción de otras micotoxinas distintas de las aflatoxinas (Döll et al. , 2004; Avantaggiato et al. , 2005). El espectro de adsorción de micotoxinas de las esmectitas puede mejorarse aumentando su espacio entre capas (espaciamiento d), como lo demuestran De Mil y otros (2015), contrariamente a las estrategias que apuntan a aumentar la capacidad de intercambio catiónico de las arcillas (esmectitas modificadas enriquecidas en cationes) con una eficacia limitada. Un material innovador basado en extractos de esmectita y algas, desarrollado por Olmix, permite aumentar el espacio intercalado de la esmectita hasta 5nm y así unir moléculas complejas como el desoxinivalenol y las fumonisinas (Demais y Havenaar, 2006). Este material demostró su eficacia contra una gran variedad de micotoxinas en un modelo dinámico (TNO, Países Bajos), así como en muchos modelos in vivo (por ejemplo, Samitec, Brasil) sin alterar la disponibilidad de nutrientes.
Agentes adsorbentes orgánicos
Los agentes adsorbentes orgánicos como las paredes de las células de levadura también son frecuentes en el mercado de los piensos por su capacidad de unirse a algunas micotoxinas sin reducir la biodisponibilidad de los nutrientes. Están compuestos en su mayoría por polisacáridos (betaglucanos y manano-oligosacáridos (MOS) que participan en la formación tanto de enlaces de hidrógeno como de interacciones de Van der Waals con micotoxinas (Yiannikouris et al. , 2006). La capacidad de las paredes de las células de levadura para adsorber micotoxinas flexibles como la zearalenona y las ocratoxinas ha sido ampliamente demostrada con modelos estáticos in vitro (Joannis-Cassan et al. , 2011; Yiannikouris et al. , 2013). La eficacia de adsorción es muy variable en función del contenido de betaglucano, MOS y quitina de la pared celular de la levadura (Fruhauf et al., 2012; Yiannikouris et al., 2004), aunque no se encontró una correlación directa entre la composición de la levadura y la capacidad de adsorción (Joannis-Cassan et al., 2011). No obstante, las paredes celulares de la levadura muestran una eficacia muy limitada para ligar el deoxinivalenol y las fumonisinas (Döll et al., 2004, Avantaggiato et al., 2005 y 2006) e incluso las aflatoxinas (Joannis-Cassan et al., 2011).
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Estrategias de biotransformación
Un gran número de microorganismos tienen cierta capacidad para degradar o desintoxicar algunas micotoxinas y convertirlas en metabolitos no tóxicos (Abrunhosa et al., 2009). Constituyen la base de muchos productos disponibles en el mercado, aunque muy pocos con eficacia demostrada (Hahn et al. , 2015). Entre los candidatos serios, una bacteria anaeróbica Gram-positiva, aislada del fluido ruminal, puede producir una enzima (epoxidasa) responsable de la desintoxicación del deoxinivalenol. Este microorganismo está disponible para su uso en la alimentación, pero la reacción se produce en condiciones anaeróbicas estrictas (King et al. , 1984; Kollarczik et al. , 1994) y requiere 24 horas para lograrse (Hahn et al. , 2015). Esto puede explicar por qué diferentes estudios no lograron demostrar la actividad de la desepoxidasa del producto (Karlovsky, 1999; Döll et al., 2004; Avantaggiato et al. , 2004). Además, las investigaciones in vivo demostraron que este producto no es capaz de aliviar los efectos tóxicos del deoxinivalenol en varias especies animales (Danicke et al., 2010). Se ha identificado otra enzima (carboxilesterasa), en Sphingopyxis sp. aislada del suelo, para desintoxicar las fumonisinas, aunque se dispone de datos muy limitados sobre la eficacia de este agente. Si las estrategias de biotransformación muestran resultados prometedores en condiciones in vitro específicas, queda por aclarar la eficacia de las aplicaciones in vivo.
Conclusión
El carbón activado solía ser la única solución eficaz contra varias micotoxinas, entre ellas el deoxinivalenol y las fumonisinas (Sabater-Vilar, 2003), aunque inadecuada debido a sus efectos negativos sobre la biodisponibilidad de los nutrientes. Las arcillas esmectíticas y las paredes de las células de levadura demostraron su eficacia contra la aflatoxina y la zearalenona, respectivamente. Entretanto, hoy en día, la esmectita modificada gracias a las algas, desarrollada por Olmix, ha ganado reconocimiento al demostrar su eficacia contra el deoxinivalenol y las fumonisinas en un modelo dinámico in vitro, sin afectar la biodisponibilidad de los nutrientes.
