Un efecto importante de las micotoxinas es la inducción del estrés oxidativo. Para reducir el efecto en la salud y el rendimiento del animal y para desarrollar una buena estrategia de mitigación es importante entender los efectos de las micotoxinas en el interior del animal.
Las micotoxinas representan una seria amenaza para la producción animal debido a su impacto negativo en el rendimiento y la salud de los animales. Los síntomas generalmente conocidos son los vómitos, la disminución de la ingesta de alimentos y el crecimiento, la inmunidad deprimida, los problemas de fertilidad y el aumento de la mortalidad. Aunque estos síntomas son relevantes para los agricultores que al final se ven afectados por los efectos negativos de las micotoxinas, la comprensión de estos efectos nos permite reducir eficazmente e incluso eliminar los efectos nocivos ampliamente reconocidos de las micotoxinas. Se ha realizado una amplia gama de investigaciones para dilucidar los efectos de las micotoxinas en el animal. Aunque los efectos dependen fuertemente del tipo de micotoxina, algunos efectos generales pueden verse en diferentes partes del animal.
Órganos y células objetivo
Una vez que las micotoxinas se toman por vía oral, el tracto gastrointestinal es el primer órgano objetivo de las micotoxinas. Los efectos sobre las células epiteliales incluyen, entre otros, cambios en la producción de moco, alteraciones en la producción de citoquinas, disminución de la proliferación celular y compromiso de la función de la barrera intestinal. Después de cruzar las células epiteliales, las micotoxinas son absorbidas por la sangre y transportadas al hígado. En el hígado, las micotoxinas se metabolizan en metabolitos secundarios. Por ejemplo, la aflatoxina B1 se convierte en aflatoxina M1, la zearalenona (ZEA) se convierte principalmente en α-ZEA y β-ZEA. Aunque se sabe que el hígado desintoxica los componentes tóxicos, no siempre logra desintoxicar las micotoxinas. α-ZEA, por ejemplo, es 100 veces más tóxica que la forma inicial. Después de pasar por el hígado, las micotoxinas se distribuyen sistemáticamente por todo el cuerpo impactando en el sistema inmunológico y todos los órganos. La exposición a las micotoxinas puede resultar en efectos inmuno-estimulantes o inmunosupresores. El funcionamiento de todos los tipos de células inmunes puede verse afectado, incluyendo macrófagos, neutrófilos, linfocitos T y B y anticuerpos. Los órganos más afectados son el hígado, los riñones y los órganos reproductores. A nivel celular, las micotoxinas suelen causar la inhibición de la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos, el aumento de la regulación de las citoquinas proinflamatorias y la apoptosis.
Inducción del estrés oxidativo
Un efecto importante de las micotoxinas es la inducción del estrés oxidativo. En condiciones normales se producen radicales libres o «especies reactivas de oxígeno» (ROS) como parte de los procesos metabólicos estándar. Estas moléculas altamente inestables y químicamente reactivas son rápidamente eliminadas por el sistema antioxidante natural para evitar posibles daños. Sin embargo, cuando se exponen a las micotoxinas, las concentraciones de ROS celulares exceden el nivel de los antioxidantes naturales, lo que provoca estrés oxidativo. El exceso de ROS inducirá una dañina reacción en cadena que causará graves daños a los ácidos nucleicos, las proteínas y los lípidos. Como estos componentes son las moléculas básicas en todos los procesos metabólicos, el ROS afecta directamente a la viabilidad de las células y, por consiguiente, a la salud y el rendimiento de los animales. El estrés oxidativo en los animales puede determinarse utilizando diferentes parámetros. El tiempo de hemólisis media (HT50), por ejemplo, es el tiempo necesario para destruir o romper el 50% de las células sanguíneas expuestas a un ataque de radicales libres, según la medición de la prueba de KRL. Un HT50 más bajo indica que las células sanguíneas han sido expuestas a niveles más altos de estrés oxidativo. Otros dos parámetros son la relación «oxidado sobre glutatión total» y la concentración de malondialdehído (MDA) en la sangre. El glutatión es un antioxidante presente de forma natural en el cuerpo del animal. En su forma reducida, el glutatión puede neutralizar los radicales libres convirtiendo el glutatión en su forma oxidada. Por lo tanto, cuanto mayor sea la proporción de «oxidado sobre glutatión total», mayor será el estrés oxidativo al que se expondrá el animal. El MDA, por otra parte, es un producto final de la peroxidación de lípidos y es un tercer biomarcador del estrés oxidativo. Los valores sanguíneos más bajos de MDA indican menos estrés oxidativo. La Tabla 1 muestra claramente el impacto de las micotoxinas en los niveles de estrés oxidativo en los lechones. Los lechones expuestos al nivel máximo permitido en la UE de contaminación del pienso con DON (0,9 ppm) experimentaron más estrés oxidativo, como se indica en los tres parámetros sanguíneos previamente discutidos. Los mayores niveles de estrés oxidativo dieron lugar a una menor ingesta de alimentos y a un menor rendimiento del crecimiento, y tuvieron un efecto negativo en la rentabilidad.
Función de barrera intestinal
Tras la absorción o el contacto con las células epiteliales, el tracto gastrointestinal se ve muy afectado por la inducción de estrés oxidativo por las micotoxinas. Además de los efectos negativos en todos los procesos celulares, el estrés oxidativo tiene un enorme impacto en la función de la barrera intestinal (Figura 1). La barrera intestinal está formada principalmente por una capa de células epiteliales cubiertas de moco. Las proteínas de unión estrecha forman una barrera física entre dos células epiteliales adyacentes que impide la absorción paracelular de sustancias no deseadas como toxinas o patógenos. El estrés oxidativo tiene un efecto negativo en esta función de barrera intestinal debido a la modificación de ciertas proteínas celulares. Esta modificación promueve la producción de citoquinas proinflamatorias, lo que a su vez tiene un efecto negativo en la expresión de las proteínas de unión estrecha. Los estudios in vitro y ex vivo que miden la resistencia eléctrica transepitelial (TEER) han demostrado que la DON y la fumonisina B1, por ejemplo, son capaces de aumentar la permeabilidad de la capa epitelial intestinal de los cerdos y las aves de corral. Como resultado, la función de barrera intestinal comprometida da lugar a una mayor permeabilidad para las toxinas, los patógenos y los antígenos asociados a los alimentos.
Figura 1 – El estrés oxidativo resulta en un deterioro de la función de la barrera intestinal.
Estrategia nutricional
La mayoría de los aditivos alimentarios contra las micotoxinas consisten en minerales de arcilla. Estas estructuras en capas son materiales perfectos para absorber micotoxinas. Cuando se unen correctamente, se evita la absorción de micotoxinas en el gastrointestinal, ya que el complejo micoactivo-arcilloso se excreta en las heces. Los minerales de arcilla pueden unirse a las micotoxinas con una estructura más bien plana, pero no son adecuados para unirse a las micotoxinas globulares como el DON. Para contrarrestar el DON, se aconsejan los aditivos alimentarios capaces de cambiar la estructura química del DON a su forma no tóxica. Aunque se ha demostrado que estas estrategias tienen un efecto directo muy eficaz contra las micotoxinas, parte de las micotoxinas todavía pueden escapar a la acción de estos aditivos y causar estrés oxidativo. Para una máxima protección, se deben utilizar aditivos alimentarios que protejan el cuerpo del animal del estrés oxidativo después de que las micotoxinas hayan sido absorbidas. Los extractos vegetales ricos en polifenoles ofrecen una poderosa estrategia nutricional para contrarrestar el estrés oxidativo causado por las micotoxinas. Los extractos de plantas tienen una fuerte actividad donante de H, lo que los convierte en antioxidantes realmente eficaces. La combinación de antioxidantes polifenólicos puede incluso aumentar la eficacia. Es generalmente aceptado que ningún antioxidante por sí solo puede conducir a beneficios de salud, pero la combinación como se encuentra por ejemplo en frutas y verduras, es el principio que conduce a efectos sinérgicos. No todos los componentes de las plantas tienen la misma capacidad antioxidante biológica. Para demostrar la eficacia de los polifenoles vegetales, la investigación no debe limitarse a las pruebas in vitro comúnmente utilizadas basadas en los valores ORAC (Capacidad de Absorción de Radicales de Oxígeno), que es un análisis puramente químico. La capacidad antioxidante y la protección concomitante de la función de la barrera intestinal deberían ser validadas por pruebas ex vivo y también por ensayos in vivo. Esto ha llevado a la inclusión de una mezcla sinérgica de compuestos polifenólicos en el producto desintoxicante de micotoxinas con una actividad de amplio rango. Las pruebas demostraron que este producto devolvió todos los parámetros de rendimiento y rentabilidad al nivel original del control negativo (Cuadro 1).
