Estrés oxidativo por micotoxinas en la producción avícola
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Las micotoxinas son contaminantes producidos por hongos filamentosos que se pueden encontrar a lo largo de la cadena productiva de alimentos.
Su presencia representa pérdidas económicas para los productores avícolas debido a los daños que ocasionan en la salud animal y que repercuten en los parámetros productivos, lo cual se ve reflejado en el incremento de los costos de producción.
Los principales hongos micotoxigénicos son de los géneros Aspergillus, Penicillium y Fusarium.
La prevención y control de estas toxinas es difícil debido a que el desarrollo de estos hongos y la producción de micotoxinas está influido por diferentes factores, entre los que podemos mencionar1,2,3:
Composición y porcentaje del sustrato (por ejemplo: maíz)
Disponibilidad de nutrientes para el desarrollo fúngico
Especie fúngica
Existencia de varios hongos en un mismo sustrato
Actividad de agua (aw)
pH
Factores ambientales como temperatura y humedad
Cambio climático
Para que se presente una micotoxicosis, además de la presencia de la toxina, se deben tener en cuenta otros factores como las características de la toxina y del sustrato contaminado, el tiempo de exposición, la cantidad y composición del sustrato, así como las características fisiológicas de los animales y las características productivas y sanitarias de la empresa.
CARACTERÍSTICAS
FISIOLÓGICAS, PRODUCTIVAS Y SANITARIAS
ANIMALES Y EMPRESA
MICOTOXINA
MICOTOXICOSIS
SUSTRATO
CARACTERÍSTICAS, COMPOSICIÓN Y NIVEL DE INCLUSIÓN
CARACTERÍSTICAS, NIVEL Y TIEMPO DE EXPOSICIÓN
La micotoxicosis puede ser aguda o crónica:
INTOXICACIÓN
AGUDA
La intoxicación aguda se produce por el consumo de niveles altos de micotoxinas en cortos periodos de tiempo, pudiéndose apreciar cambios abruptos y significativos de los parámetros productivos de los animales.
INTOXICACIÓN CRÓNICA
La intoxicación crónica se presenta cuando se consumen niveles bajos por largos periodos de tiempo, representando mayor riesgo debido a su mayor prevalencia y la gran repercusión económica en las empresas. Esto es debido a que ocasionan4,5:
Daños en la salud intestinal
Supresión e inadecuada respuesta inmune
Disminución de la resistencia a las enfermedades
Menor absorción de nutrientes
Presentación de disbiosis
Alteraciones de los parámetros productivos como ganancia de peso, consumo de alimento, conversión alimenticia, porcentaje de postura, porcentaje de fertilidad y uniformidad del plantel
¿Qué son los radicales libres y el estrés oxidativo?
Un radical libre es una molécula que estructuralmente presenta electrones no apareados, convirtiéndolo en altamente reactivo y que puede producir la generación de otros radicales libres.
Entre los radicales libres más conocidos se encuentran a las especies reactivas de oxígeno (ROS).
La producción de ROS se origina como parte del metabolismo fisiológico en humanos y animales, cumpliendo funciones importantes como la regulación de procesos de homeostasis y señalización celular.
Los niveles moderados de ROS regulan funciones fisiológicas y celulares, pero en altas concentraciones producen estrés oxidativo celular e inestabilidad bioquímica6,7
A través de un sistema enzimático de antioxidantes endógenos se equilibran y evitan los daños ocasionados por la presencia de radicales libres como las ROS. Este sistema está compuesto por:
Enzimas como superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT) y glutatión peroxidasa (GPx).
Antioxidantes no enzimáticos como glutatión (GSH)8
El estrés oxidativo se entiende como el desequilibrio entre los radicales libres y las enzimas antioxidantes en el organismo animal, ocasionando oxidación de proteínas, peroxidación lipídica y efectos en el ADN que se traducen en daño celular y degenerativo9
Micotoxinas como generadoras de estrés oxidativo
El efecto de las micotoxinas ha sido ampliamente estudiado, reportándose que:
Ocasionan daño a nivel celular.
Alteran la síntesis y estructura del ADN y ARN.
Presentan capacidad carcinogénica, hepatotóxica, nefrotóxica, teratogénica, estrogénica, inmunotóxica y mutagénica5,10,11
DISRUPCIÓN DE LA RED METABÓLICA
Varios de estos efectos surgen como consecuencia de la presencia de estrés oxidativo.
HOMEOSTASIS
Disfunción ribosómica
Disfunción del retículo endoplásmico
Disfunción mitocondrial
DAÑO OXIDATIVO CRÓNICO
Daños en la membrana celular
Daños en el ADN
BAJOS NIVELES DE MICOTOXINAS
ANTIOXIDANTES
RADICALESLIBRES
Figura 1. Daño oxidativo asociado a la exposición prolongada a dosis bajas de micotoxinas (Adaptado de Malvandi, et al., 2022).
Aflatoxinas
Entre las principales micotoxinas, cabe mencionar a las aflatoxinas (AF).
Las aves afectadas con aflatoxicosis presentan, principalmente, lesiones hepáticas y menor tamaño y peso corporal debido a la dificultad para metabolizar los ácidos grasos y por la disminución de la producción de proteínas.
Paralelamente al daño hepático también se presenta inmunosupresión y aumento en el tiempo de coagulación sanguínea, pudiéndose observar lesiones sanguinolentas en las cavidades y mucosas5
Como consecuencia del estrés oxidativo ocasionado por las aflatoxinas, se observa daño mitocondrial y del ADN, así como destrucción celular por apoptosis.
Se ha reportado que la intoxicación en pollos con AFB1 afecta negativamente a la regulación de enzimas antioxidantes como el SOD, el GSH-Px y CAT, aumentando asimismo los subproductos de la peroxidación lipídica, como el malondialdehido (MDA), y disminuyendo los niveles del antioxidante no enzimático GSH5,12
Ocratoxina
La ocratoxina A (OTA) se absorbe de manera pasiva en el tracto gastrointestinal e ingresa al torrente sanguíneo, llegando a los riñones y pudiéndose distribuir en otros órganos como músculo, hígado y tejido adiposo.
Esta micotoxina ocasiona la producción de ROS con el consiguiente estrés oxidativo, que sucede principalmente en los riñones.
Este proceso tiene efecto negativo en el sistema inmune:
Alterando la producción de citoquinas, como el factor de necrosis tumoral alfa y la interleucina 6.
Incrementando la susceptibilidad frente a las bacterias.
Ocasionando la atrofia de órganos linfoides, como el timo, bazo y nódulos linfoides.
Favoreciendo la producción inadecuada de anticuerpos.
Además, se relaciona con una disminución de consumo de alimento y de la tasa de crecimiento, pudiéndose observar signos nerviosos de diversas intensidades.
Algunos estudios demuestran que, en pollos, la OTA ocasiona aumento del MDA renal, reducción de la capacidad antioxidante total (TAC) al igual que de niveles de SOD, CAT y GSH.
Fumonisinas
Las fumonisinas (FUM) contaminan, principalmente, cereales como el maíz, pudiéndose encontrar libres o ligadas a los constituyentes del grano (micotoxinas ocultas)5
La absorción de las FUM a través del tracto gastrointestinal es baja (≤ 4%). Posteriormente son eliminadas en las heces, aunque una parte de ellas son retenidas en el hígado y riñones, incrementando el daño oxidativo del ADN y ocasionando apoptosis, mitosis y peroxidación lipídica en células mononucleares de hígado y bazo de rata.
La presencia de FUM origina daños inmunitarios que favorecen la presentación y aumento de la gravedad de los procesos infecciosos e interfiriendo en la respuesta vacunal, viéndose afectados los órganos linfoides y pudiendo observarse atrofia de la Bursa de Fabricio.
Además, las FUM promueven el desarrollo de disbiosis y mayor concentración de endotoxinas, lo que, junto al estrés oxidativo de las células intestinales, afecta negativamente a la absorción de nutrientes.
Zearalenona
La zearalenona (ZEN) es una micotoxina estrogénica debido a que presenta una estructura molecular similar a los estrógenos, compitiendo con los receptores estrogénicos.
Después de su absorción, la ZEN se metaboliza en el hígado, aunque también, se ha reportado su metabolismo en otros órganos como pulmón, riñón e intestino.
El efecto de la ZEN varía en función de la especie animal.
Entre las aves, los pavos son lo más sensibles debido a que biotransforman la ZEN a α-zearalenol (α-ZOL) que es aproximadamente tres veces más estrogénico que el β-zearalenol (β-ZOL).
Algunos estudios demuestran que la exposición a esta toxina ocasiona daño reproductivo, renal, hepático e inmunológico5
Pollos de engorde que consumieron dietas con 7,9 mg/kg de ZEN mostraron aumento de la actividad del GPx en el tejido renal y
Tricotecenos
Los principales tricotecenos son:
Toxina T-2
Toxina HT-2
Diacetoxiscirpenol (DAS)
Deoxinivalenol (DON)
Fusarenon
Nivalenol
Estas micotoxinas generan daño al inhibir la síntesis de proteínas e interferir en la síntesis de ADN y ARN en pollos de engorde, ocasionando daños en el tracto digestivo, así como daño hepático, nervioso e inmunológico, lo que se ve reflejado en los bajos títulos de anticuerpos frente a la vacuna frente al virus de la enfermedad de Newcastle y bronquitis infecciosa5
Además, afectan a la muerte celular programada y al peso relativo de los órganos linfoides.
Se ha reportado también que la intoxicación con HT-2 y T-2 induce al aumento de GSH-Px, CAT, SOD y MDA.
Uso de aditivos para mitigar el efecto del estrés oxidativo en aves
El impacto negativo de las micotoxinas en el sistema inmune y su relación con el estrés oxidativo ha generado interés por buscar alternativas para prevenir y disminuir el impacto en la salud y productividad de las aves.
Las medidas preventivas se deben establecer teniendo en cuenta las características de la micotoxina involucrada, para lo cual es necesario realizar pruebas analíticas confiables y validadas que determinen el nivel de contaminación y la presencia de multicontaminación.
Por otro lado, se debe valorar el órgano diana, la edad de las aves, etapa productiva, estado sanitario de la empresa, tiempo de almacenaje del insumo, porcentaje de granos dañados, etc.
Antioxidantes
Los antioxidantes reducen la cantidad de moléculas oxidantes (radicales libres) al donar su propio electrón para estabilizar a los radicales libres, convirtiéndolos en compuestos no reactivos, minimizando así los efectos nocivos ocasionados en las células por estos radicales.
En este sentido, los antioxidantes desempeñando un papel importante como mecanismo protector contra el daño oxidativo generado por micotoxinas.
Las estrategias que se han estudiado y que se ofertan en la industria avícola comprenden moléculas adsorbentes de micotoxinas complementadas con sustancias inmunoestimulantes, mitigadoras de la intoxicación y antioxidantes.
Entre las principales componentes que se han estudiado en aves para casos de micotoxicosis, se encuentran las vitaminas C, E y A, que han demostrado reducir el estrés oxidativo y la muerte celular por micotoxinas.
También se ha reportado que los derivados de vegetales generalmente reducen la unión a los órganos diana al mejorar la función metabólica o contrarrestando el estado de estrés del animal.
Entre los más estudiados se encuentran la silimarina, crocina, cynara, taraxasterol, cúrcuma, licopeno, polifenoles de acaí. Algunos de ellos son usados de manera concomitante con levaduras enriquecidas y selenio.
Entre las principales propiedades descritas para estos compuestos se incluyen:
Efectos antinflamatorios.
Protección hepática.
Eliminación de radicales libres.
Interacción con la cascada oxidativa.
Extinción de ROS.
Inhibición de enzimas oxidativas.
Quelación de iones metálicos.
El resultado final es la inhibición de la peroxidación lipídica, la restauración del estado antioxidante y la inducción de antioxidantes enzimáticos14,15,16
CONCLUSIONES
Uno de los principales efectos adversos de las micotoxinas es la generación de radicales libres ocasionan estrés oxidativo con el consecuente daño celular y alteración de procesos fisiológicos que afectan la salud y productividad animal.
El organismo animal, mediante complejos enzimáticos, busca el
Actualmente, se encuentran disponibles en el mercado diversos productos antimicotoxinas que, teniendo como base a los adsorbentes convencionales, han sido reforzados con vitaminas, compuestos vegetales, enzimas y minerales que han mostrado diversos niveles de efectividad frente a la micotoxicosis.
Es importante mencionar que el uso de estos productos debe ser realizado considerando las características de las micotoxinas (evaluar la multicontaminación), nivel de contaminación, tiempo de exposición, etapa productiva y estado sanitario.
Esto permitirá tomar la decisión adecuada y obtener los resultados esperados.
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