Micotoxinas en rumiantes - Síntomas, lesiones y patogénesis desde el punto de vista clínico

MICOTOXINAS EN RUMIANTES

SÍNTOMAS, LESIONES Y PATOGÉNESIS DESDE EL PUNTO DE VISTA CLÍNICO

Sabry El-khodary

Profesor de Medicina Interna y vicedecano de estudios de postgrado y asuntos de investigación, Facultad de Medicina Veterinaria, Universidad de Mansoura, Egipto

Los rumiantes son menos vulnerables a los efectos adversos causados por las micotoxinas en comparación con los animales monogástricos.

Esto se basa en la hipótesis de que la microbiota que reside en el rumen puede degradar e inactivar las micotoxinas, protegiendo así al animal (Fink-Gremmels, 2008a).

Debido a un balance energético negativo preexistente, las vacas en periodo de transición son especialmente sensibles a la exposición a piensos contaminados con mohos, esporas fúngicas y micotoxinas (Donkor et al., 2016).

La contaminación de los piensos para ganado lechero con micotoxinas ha sido señalada con frecuencia, lo que supone una grave limitación para la salud y la productividad de los animales.

Sin embargo, las micotoxinas que son capaces de resistir la degradación en el rumen pueden, sin duda, causar síntomas clínicos de intoxicación.

Las vacas lecheras pueden estar expuestas a un número variable de micotoxinas procedentes de diferentes materias primas, como forrajes y concentrados (Smith, 2014).

Además, algunas micotoxinas y sus metabolitos se excretan en la leche, especialmente la Aflatoxina M1 (AFM1), lo que significa que los seres humanos también pueden verse afectados (Kemboi et al., 2020).

Las Aflatoxinas (AF) producidas por especies de Aspergillus, las Fumonisinas (FUM), la Zearalenona (ZEN), la toxina T-2 (T-2) y el Deoxinivalenol (DON) producidos por especies de Fusarium, y la Ocratoxina A (OTA) producida por especies de Aspergillus y Penicillium son micotoxinas bien conocidas por su importancia agrícola (Changwa et al., 2018; Njobeh et al., 2012).

Patogénesis de las micotoxicosis

Las micotoxinas afectan a los animales a través de diferentes mecanismos y varios factores influyen en el impacto que pueden tener, entre ellos:

Tipo de micotoxina

Especie animal

Edad del animal

Nivel y duración de la exposición a las micotoxinas

(Pier et al., 1980)

Algunas micotoxinas afectan a órganos específicos como el hígado o los riñones (Elgioushy et al., 2020). Sin embargo, las condiciones ambientales, el estado de salud de los animales y otros factores estresantes también influyen en los efectos negativos de las micotoxinas (Tola y Kebede, 2016).

Aspergillus fumigatus principales hongos micotoxigénicos que infectan forrajes en condiciones cálidas (Alonso et al., 2015; Frisvad et al., 2009; Storm et al., 2008).

Produce más de 226 metabolitos secundarios potencialmente bioactivos (Frisvad et al., 2009).

El DON y otros Tricotecenos, como las toxinas T-2 y HT-2, el Diacetoxiscirpenol (DAS) y el Nivalenol (NIV), son micotoxinas producidas por Fusarium, y se sospecha que están implicadas en brotes de enfermedades de animales de granja en muchas zonas del mundo (Antonissen et al., 2014).

Penicillium roqueforti y P. paneum producen varios metabolitos secundarios con efectos inmunosupresores, antibacterianos y otros efectos toxicológicos en animales (Gallo et al., 2015; O’Brien et al., 2006).

El punto de partida para que las micotoxinas afecten a la salud y la productividad de los animales es la inducción de estrés oxidativo, hipoxia, disminución de la fagocitosis e inmunosupresión (Oswald et al., 2005).

Las micotoxinas pueden afectar negativamente a la integridad intestinal, que actúa como barrera física que impide el paso de patógenos y toxinas al sistema circulatorio. También aumentan la permeabilidad intestinal y reducen la viabilidad de las células intestinales (Awad et al., 2017; Gao et al., 2020).

Por ejemplo, se ha detectado gliotoxina, un inmunosupresor, en animales infectados por A. fumigatus con el consiguiente aumento de su virulencia (Sutton et al., 1996), y se ha descubierto que las aflatoxinas suprimen las citocinas inflamatorias en el ganado (Kurtz y Czuprynski, 1992).

Las micotoxinas afectan a la microbiota intestinal, provocando un desequilibrio en la población bacteriana.

Disminuyen las poblaciones bacterianas beneficiosas y aumentan las poblaciones bacterianas patógenas. Por lo tanto, debido a las vías mencionadas, pueden producirse diversos grados de enfermedad clínica (Guerre, 2020).

Por ejemplo, además de sus efectos sobre la reproducción, la Zearalenona y sus metabolitos pueden causar cambios en el ecosistema ruminal poco después de la ingestión, incluidos los eucariotas ruminales (Hartinger et al., 2023).

Además, las micotoxinas causan daños en el tejido hepático y, en consecuencia, influyen en su capacidad de detoxificación (Średnicka et al., 2021).

Las fumonisinas actúan alterando la biosíntesis de los esfingolípidos, lo que provoca la acumulación de esfinganina y causa toxicidad (Mathur et al., 2001).

También inducen la formación de trampas extracelulares de neutrófilos (NETs), aumentan los niveles de especies reactivas de oxígeno (EROs) y disminuyen la actividad de SOD y CAT.

Al mismo tiempo, la exposición a las fumonisinas provoca una fosforilación dependiente de la concentración de ERK-1/2 y p38 en los neutrófilos (Wang et al., 2020).

Jovai

Las micotoxinas producidas por Fusarium spp. y en las dietas de vacas lecheras pueden influir negativamente en el recuento de células somáticas, los parámetros sanguíneos y la inmunidad (Jovaišien

Además, la respuesta de anticuerpos primarios a la inmunización con ovoalbúmina y las concentraciones séricas de sodio y osmolalidad son mayores en las vacas alimentadas con una dieta contaminada con micotoxinas de Fusarium, pero la acción fagocítica de los neutrófilos está deprimida (Korosteleva et al., 2009).

La Citrinina es una micotoxina nefrotóxica producida por varias especies de los géneros Aspergillus y Penicillium (Chain, 2012), pero también puede aparecer como contaminante indeseable en productos de fermentación de Monascus ruber y en concurrencia con OTA en alimentos o materias primas para piensos (Bouslimi et al., 2008).

Los experimentos de campo han sugerido que las vacas alimentadas con dietas contaminadas con Citrinina muestran signos de prurito, pirexia y síndrome hemorrágico, así como fiebre, diarrea y uremia (Lloyd, 1980).

Las micotoxinas potencialmente pueden afectar a la función reproductora del ganado (Caloni et al., 2009).

ZEARALENONA

Un estudio controlado con vacas no lactantes alimentadas con 500 mg de Zearalenona (concentraciones dietéticas calculadas de aproximadamente 25 ppm de Zearalenona) mostró que los cuerpos lúteos eran más pequeños en las vacas tratadas.

La ingesta de Zearalenona a través de la dieta, incluso cuando está por debajo del nivel umbral de contaminación permitido en Japón, puede afectar las poblaciones de folículos antrales ováricos, pero no la fertilidad, de las vacas postparto (Fushimi et al., 2015).

Se ha encontrado que la contaminación por Zearalenona también es perjudicial para la calidad de los ovocitos en novillas (Silva et al., 2021).

Síntomas clínicos asociados a la exposición a micotoxinas

Las micotoxinas, alcaloides, ciertas lactonas y cumarinas, así como los ésteres carboxílicos eicosanoicos no son degradados (al menos, no completamente) por la microbiota ruminal y pueden producir signos clínicos (Fink-Gremmels, 2008b).

Toxinas específicas afectan a órganos o tejidos concretos como el hígado, el riñón, la mucosa oral y gástrica, el cerebro o el tracto reproductor (Fink-Gremmels, 2008b).

Las micotoxinas pueden provocar episodios agudos cuando los animales consumen cantidades críticas.

En la micotoxicosis aguda, los signos de la enfermedad suelen ser marcados y directamente referibles a los órganos diana afectados.

Sin embargo, a concentraciones más bajas (exposición crónica), los efectos de las micotoxinas son más variables.

Reducen la tasa de crecimiento de los animales jóvenes y algunos interfieren con los mecanismos de resistencia a las enfermedades y deterioran la capacidad de respuesta inmunitaria, haciendo que los animales sean más susceptibles a las infecciones (Pier et al., 1980).

Bajo estas circunstancias es frecuente observar problemas crónicos, como una mayor incidencia de enfermedades, un rendimiento reproductivo deficiente o una producción de leche subóptima (Whitlow y Hagler Jr, 2010).

Síntomas asociados a la exposición a las aflatoxinas

Basándonos en la experiencia de campo, los principales hallazgos clínicos de la aflatoxicosis en rumiantes son:

Muerte súbita (Imagen 1)

Diarrea (Imagen 2)

Anorexia

Pelaje áspero

Un brote de aflatoxicosis en ganado vacuno evidenció que la depresión y la inapetencia eran los hallazgos clínicos predominantes (Elgioushy et al., 2020).

Van Halderen et al. (1989) describieron un brote de mortalidad en el campo de 7/25 terneros alimentados con raciones que contenían maíz con 11,790 µg de Aflatoxinas/kg.

Los signos clínicos incluían pérdida de masa corporal, pelaje áspero, diarrea y prolapso rectal.

En Australia, se reportó una aflatoxicosis aguda que causó la muerte de 12/90 terneros afectados por la sequía alimentados con heno de maní que contenía 2230 µg AF/kg (McKenzie et al., 1981).

En Pakistán se registraron 45 casos de aflatoxicosis en una granja local de Okara (Sohooa et al., 2015).

Las vacas fueron alimentadas con forraje rico en maíz con 33,500 µg de AF/kg y los signos clínicos observados fueron anorexia, depresión, fotosensibilización y diarrea, lo que provocó la muerte de 15 animales.

Imagen 1. Muerte súbita de una vaca por aflatoxicosis.

Imagen 2. Una vaca con signos de diarrea asociada a aflatoxicosis.

La aflatoxicosis experimental también se ha asociado a signos clínicos de reducción de la ingesta y la conversión alimentarias, reducción de la producción de leche, reducción de la capacidad reproductiva, cojera, inmunosupresión, hepatotoxicidad y nefrotoxicidad (Gonçalves et al., 2015).

Se observó una disminución significativa de la producción de leche en el ganado alimentado con 13 mg de AFB1/día durante 7 días (Applebaum et al., 1982).

También se describió una disminución numérica de la producción de leche en vacas alimentadas con 75 µg/kg de ingesta de materia seca (IMS) (1725 µg/cabeza/día) durante 5 días (Ogunade et al., 2016) y (Jiang et al., 2018).

En otro estudio (Sulzberger et al., 2017), se registró una depresión en la producción de leche y la conversión alimenticia a 100 µg AFB1/kg de IMS.

En cambio, algunos estudios sobre niveles bajos de aflatoxinas han mostrado una disminución poco significativa en la producción de leche (Kutz et al., 2009; Masoero et al., 2007; Sumantri et al., 2012).

La exposición a las aflatoxinas también afecta a la fermentación ruminal, reduciendo la utilización de nutrientes y afectando finalmente a la productividad animal (Kemboi et al., 2020).

Por ejemplo, se ha descrito una reducción de la producción de gas, de la digestibilidad de la materia seca y de las concentraciones de amoníaco-N causadas por la AFB1 in vitro (Mojtahedi et al., 2013).

En otro estudio, la AFB1 redujo las concentraciones de amoníaco-N y ácidos grasos volátiles (AGV) sin reducir la digestibilidad de la materia seca ni afectar a los patrones de AGV (Jiang et al., 2012).

Síntomas asociados a la exposición al Deoxinivalenol

Se ha observado que el DON afecta a la fermentación ruminal y puede reducir la producción de leche (Whitlow y Hagler, 2010).

En un estudio sobre el efecto de una dieta contaminada con DON en vacas lecheras Holstein no lactantes alimentadas con una dosis de 1,5 mg DON/kg y 6,4 mg DON/ kg de alimento durante 6 semanas, se produjo un ligero descenso en el consumo de alimento tras el cambio de la dosis baja (1,5 mg DON/kg) a la dosis alta (6,4 mg DON/kg) (Trenholm et al., 1985)

Síntomas asociados a la exposición Fumonisinas

Los rumiantes son más resistentes a la toxicidad de las fumonisinas que los animales monogástricos (Mathur et al., 2001).

Sin embargo, en pruebas de alimentación con 75 mg FB1/kg, 94 mg FB1/kg, y 105 mg FB1/kg durante 14 días, 253 días, y 31 días, respectivamente, se encontró una reducción de la producción de leche, un menor consumo de alimento, hepatotoxicidad, nefrotoxicidad, y problemas de reproducción (Richard et al., 1996).

En terneros, se informó de insuficiencia hepática severa en terneros de 2-3 meses de edad sin rumen funcional inducida por 1,13 mg DON/kg de alimento (Valgaeren et al., 2019).

La administración intravenosa experimental de 1 mg FB1/kg a terneros durante 7 días causó letargo, pérdida de apetito, hepatotoxicidad y nefrotoxicidad (Mathur et al., 2001).

En un estudio con terneros machos Holstein alimentados con leche de 7 a 14 días tratados diariamente con 1 mg FB1/kg (iv) hasta la eutanasia el día 7, los terneros tratados estaban letárgicos y tenían menos apetito a partir del día 4 (Mathur et al., 2001).

Síntomas asociados a la exposición a Ocratoxinas

La ocratoxicosis es raramente reportada en bovinos, lo que se atribuye a la capacidad de la microbiota ruminal para degradar fácilmente la OTA a formas no tóxicas (Richard et al., 1996).

Sin embargo, se ha registrado experimentalmente anorexia, diarrea, dificultad para levantarse y cese de la producción de leche con recuperación al 4º día en ganado alimentado con una dosis única alta de OTA (13,3 mg DON/kg), mientras que en el campo dosis bajas (0,2 mg DON/kg, 0,75 mg DON/kg, y 1,66 mg DON/kg) durante 5 días no produjeron enfermedad clínica (Ribelin et al., 1978).

Síntomas asociados a la exposición a la Toxina T-2

En el ganado lechero, la Toxina T-2 se ha asociado con gastroenteritis hemorrágica (Whitlow y Hagler Jr, 2010), rechazo del alimento y lesiones gastrointestinales (Weaver et al., 1980).

Weaver et al. (1980) reportaron depresión severa, ataxia de los cuartos traseros, knuckling de las patas traseras, apatía y anorexia en un ternero alimentado con 0,6 mg de toxina T-2/kg durante siete días consecutivos.

La reducción de la producción de leche y la ausencia de celo también se han asociado a la T-2 (Whitlow y Hagler, 2010).

Síntomas asociados a la exposición a la Zearalenona

Se han registrado abortos precoces en ganado alimentado con heno que contenía 10 mg de ZEN/kg (Kallela y Ettala, 1984).

También se han reportado ciclos estrales anormales, vaginitis, celo conductual en animales gestantes, desarrollo mamario en vaquillas prepuberales y esterilidad en ganado alimentado con 1,5 mg de ZEN/kg de alimento (Gupta, 2012).

Estudios experimentales utilizando 500 mg y 250 mg de Zearalenona purificada al 99% en una cápsula de gelatina administrada por vía oral al ganado lechero lactante y novillas vírgenes, respectivamente, no mostraron efectos, excepto la depresión en la tasa de concepción en las novillas vírgenes (Weaver et al., 1986a, b).

En un estudio experimental, se indujo Diplodiosis, un tipo de neuromicotoxicosis que afecta principalmente al ganado vacuno, caracterizada por ataxia, paresia y parálisis, en 13 cabezas de ganado vacuno, 16 ovejas y 3 cabras dosificándoles Diplodia maydis (Kellerman et al., 1985).

En Australia, la Enfermedad Hepática Aguda Bovina (ABLD, por sus siglas en inglés) se registró en 45 bovinos afectados de forma natural en 13 brotes ocurridos entre 2010 y 2019.

Los signos clínicos incluían habitualmente una combinación de fotosensibilización leve, signos neurológicos progresivos e hipogalactia, que precedieron a la muerte en menos de 48 horas (Manthorpe et al., 2021).

Síntomas asociados a otras infecciones fúngicas

Lesiones asociadas a la exposición a micotoxinas

Lesiones inducidas por aflatoxinas

Según la experiencia de campo, la vesícula biliar, el hígado y los riñones son los órganos más comúnmente afectados en casos de aflatoxicosis (Imágenes 3, 4 y 5).

Se ha observado que la toxicidad aguda por aflatoxinas provoca importantes signos de lesiones hepáticas que dan lugar a congestión y hemorragias (Pier, 1992; Pier y Richard, 1992).

La aflatoxicosis también provoca la acumulación de ácidos grasos en el hígado, los riñones y el corazón, y puede ser responsable de encefalopatías y edemas (Pfohl-Leszkowicz, 2000).

Sin embargo, la aflatoxicosis crónica es más frecuente y, en este caso, el hígado es el principal objetivo.

Las aflatoxinas actúan como agentes intercalantes del ADN, uniéndose a las bases de guanina y provocando la muerte celular o la formación de tumores (Pfohl-Leszkowicz, 2000).

Imagen 3 Vesícula biliar agrandada en una vaca muerta afectada por aflatoxicosis.

Imagen 4 Congestión renal en ganado bovino afectado por aflatoxicosis.

Imagen 5 Hígado con zonas necróticas en una vaca con aflatoxicosis.

Lesiones inducidas por Fumonisinas

La administración oral de una dieta que contenía FB1 (2,36 mg FB1/kg/día incrementado a 3,54 mg FB1/kg/día) a terneros durante 239 a 253 días mostró proporciones elevadas de esfinganina/ esfingosina con cambios morfológicos hepatocelulares leves acompañados de cambios epiteliales leves del conducto biliar (Baker y Rottinghaus, 1999).

Las concentraciones de esfinganina y esfingosina en hígado, riñón, pulmón, corazón y músculo esquelético aumentaron en terneros Holstein machos alimentados con leche de 7 a 14 días de edad tratados con 1 mg/kg (iv) diariamente hasta su eutanasia el día 7.

En este caso, las lesiones hepáticas se caracterizaban por cordones hepáticos desorganizados, apoptosis de hepatocitos de gravedad variable, proliferación de hepatocitos y proliferación de células de los conductos biliares.

Además, las lesiones renales consistían en cambios vacuolares, apoptosis, cariomegalia y proliferación de células tubulares renales proximales, así como dilatación de los túbulos renales proximales (Mathur et al., 2001).

Además, en dos terneros alimentados con el nivel máximo de Fumonisinas se describieron aumentos significativos de la actividad de las enzimas hepáticas en suero, con lesiones hepáticas microscópicas leves y una alteración final de la blastogénesis linfocitaria (Osweiler et al., 1993).

En un estudio experimental en el que se dosificaron bovinos, ovinos y caprinos con Diplodia maydis, se evidenció un extenso estado laminar subcortical de espongiosis en el cerebro y el cerebelo de una oveja que había estado paralizada durante mucho tiempo y de un novillo que presentaba trastornos locomotores permanentes (Kellerman et al., 1985).

En Australia, en los casos de Enfermedad Hepática Aguda Bovina (ABLD), las principales lesiones histológicas eran la necrosis coagulativa hepatocelular periportal grave y la acumulación de eritrocitos, que a menudo se extendía a una necrosis masiva.

Lesiones asociadas a otras infecciones fúngicas

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