MICOTOXINAS EN LA ALIMENTACIÓN ANIMAL CURSO EMA I y II 2013

INTRODUCCIÓN La FAO (1991) define a las micotoxinas como metabolitos de hongos que provocan cambios patológicos tanto en seres humanos como animales, y la micotoxicosis son los síndromes de la toxicidad resultante de la absorción de micotoxinas. El término micotoxina deriva de las palabras griegas "mykes" (hongos) y "toksicons" (veneno). 400 micotoxinas los granos de cereales que anualmente son afectados fluctúan entre 25 a 40 %. Causan daños a la salud animal y humana

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS MICOTOXINAS Mono Polares Bajo Peso Molecular (PM < 700) Resistentes a Químicos / Biológicos / Inactivación Física Amplio rango de efectos tóxicos Altamente tóxicas para animales y el hombre (hongos Aspergillus, Penicillium y Fusarium) (Aflatoxinas, Ocratoxinas, las Fumonisinas y los Tricotecenos)

* Se encuentran en todo el mundo * Intercambio de ingredientes alimenticios

MICOTOXINAS CONOCIDAS DE IMPORTANCIA ECONÓMICA EN LA INDUSTRIA PECUARIA GRUPOTIPO AFLATOXINASB1, B2, G1, G2 OCRATOXINASA, B, C, D FUSARIOTOXINASTRICOTICENOS T-2 Toxina, Vomitoxina o DON, DAS ZEARALENONA FUMONISINA A1, A2, B1, B2, B3, B4

Factores que afectan la toxicogénesis/crecimiento fúngico Actividad de agua (aw). La actividad agua influye considerablemente en la producción de toxinas, particularmente en los productos poco hidratados. La mayor parte de los hongos que contaminan los cereales, por ejemplo, necesitan valores superiores a 0,7%. La toxicogénesis tiene lugar únicamente para una aw ligeramente superior (por ejemplo + 0,02) que la aw límite para el crecimiento. Descenso de la presión parcial de oxígeno. El descenso de la presión parcial de oxígeno y especialmente el incremento del nivel de CO2 conduce a una más marcada reducción de la toxicogénesis que del crecimiento fúngico.

Composición química del substrato y el pH. La toxicogénesis, al menos para la mayoría de las micotoxinas conocidas, es más dependiente de la composición química del substrato que el crecimiento fúngico. La temperatura. La temperatura óptima para la toxicogénesis, se define como la temperatura a la cual el ritmo de producción de toxinas es máximo. Esta temperatura es, la mayoría de las veces, ligeramente más baja que la óptima para el crecimiento del hongo. Además el rango de la temperatura que permite una toxicogénesis significativa, es más estrecho que la que permite el crecimiento del hongo. Zonas de microflora. Son pequeñas zonas del alimento con alto contenido en humedad. Integridad física del grano o del alimento (insectos, roedores y pájaros) Factores que afectan la toxicogénesis/crecimiento fúngico

CAUSAS INHERENTES AL ECOSISTEMA *abundantes nutrientes en el grano *temperatura del grano *disponibilidad de agua CONDICIONES INHERENTES AL GRANO *los hongos utilizan el vapor de agua inter granular cuya concentración está determinada por el equilibrio entre el agua libre (Humedad del grano) y el agua en la fase de vapor que se halla rodeando inmediatamente las partículas granulares. *para un mismo contenido de humedad cada grano ó subproducto tiene una diferente aw, y confiere un sustrato diferente que origina diferentes hongos y velocidades de crecimiento. *Las micotoxinas se encuentran principalmente en los granos de cereales y forrajes conservados. *Son producidas por hongos endófitos durante el crecimiento de la planta ó por hongos saprófitos durante el almacenaje. *capacidad de los hongos de crecer en un ancho rango de T (desde congelado a >50oC)

*actividad de agua mayor a *temperatura, la cual aumenta el pasaje de agua del grano a la fase de vapor *por ej: maíz almacenado con 15%H : a) a 15oC T se conserva un año b) a 30 oC T se conserva sólo 3 meses *la presencia de insectos y gorgojos, contribuyen al crecimiento de hongos por daño físico y pérdida de nutrientes *a T <17 oC no aparecen insectos *a T de 3-30 aparecen gorgojos con H > a 12%. *daños previos, causados en los granos por mal manejo (rotura de cubierta) Ejemplo de CONDICIONES FISICO –QUIMICAS PARA EL CRECIMIENTO DE LOS HONGOS DURANTE EL ALMACENAMIENTO DE LOS GRANOS

LA SIGNIFICANCIA DE LAS MICOTOXINAS *implicancia en un ancho rango de enfermedades en el hombre y en los animales *su ingestión produce efectos agudos y crónicos *produce interferencias con el SN, S. Cardiovascular, S. Pulmonar y digestivo *pueden ser carcinogénicas, mutagénicas, teratogénicas, e inmunosupresoras *pérdidas económicas *impacto social por alimentos de bajo costo *disminuye las posibilidades de mercados externos

AFLATOXINAS Producida por algunas cepas de Aspergillus A. parasiticus : Aflatoxinas B1,B2 ( B indica que estas aflatoxinas tienen fluorescencia azul (blue) frente a la luz ultravioleta (365 nm), Aflatoxinas G1,G2 (G indica la fluorescencia verde amarillenta (green) A. flavus: Aflatoxinas B1,B2 AF totales= B1+B2+G1+G2 * crecen en alimentos mal secados y en granos deteriorados en clima subtropical. *cereales, semillas oleaginosas, maíz, semilla de algodón. Metabolitos: AFM1 en humanos y animales, proviene de la AFB1 (leche de la madre) AFM2 aparece en la leche ganado ingirió raciones contaminadas con AFB2

La Aflatoxina M1 (AFM1), encontrada en leche y productos lácteos, es resultado directo del consumo de AFB1 a través de raciones contaminadas. La cantidad de AFM1 excretada en la leche, como porcentaje de la AFB1 consumida, suele ser de 1 a 3%, sin embargo, se han encontrado valores de hasta 6%

Necrosis hepática aguda Cirrosis Carcinoma hepatico Absorcion y metabolismo lipidos, medicamentos,

Rodeo lechero con dosis de AFB1 (500 ppb): Signos agudos de intoxicación: *órgano blanco: el hígado infiltración grasa y necrosis considerable, muerte celular y pérdidas de funciones esenciales. grave inhibición de la síntesis proteica y glucídica ( neoglucogénesis casi anulada). detoxificación ( Glucuronoconjugación) inhibidas por lo tanto se eleva extremadamente la Bilirrubina Indirecta síndrome hepato-renal, con Hiperamonemia, Hipocalcemia-Hipomagnesemia, edemas en extremidades posteriores, vacas caídas en tetania, dolor abdominal, parálisis ruminal, diarreas oscuras a veces con melenas, decúbito esternal y muerte. Rodeo expuesto a dosis baja pero de larga duración ( 25 a 80 ppb por mas de 25 días) : toxicidad crónica. disminución de la producción de leche, del estado corporal, pelo hirsuto y con zonas de depilación fundamentalmente en la zona superior a las pezuñas, edema coronario podal, pododermatitis, verrugas y callos interdigitales. Hemorragia subcutánea, anemia hemolítica e ictericia son signos característicos de la intoxicación crónica. Infertilidad, hiperestrenismo, quistes ováricos y anovulación, muerte embrionaria, abortos durante el primer tercio de la gestación.

Es fundamental tener en cuenta que la intoxicación subaguda o crónica debida a AFB1 ( Aflatoxicosis) en vacas de leche y animales en engorde se caracteriza por presentar un síndrome hepatotóxico tipo distrófico con infiltración grasa ( lipidosis) y colangiopatía tipo obliterante. Este síndrome generalmente se encuentra precedido por una Anemia de tipo hemolítica con un estado de hiperbilirrubinemia indirecta la cual agravará la Colangiopatía. El perfil metabólico realizado en 250 vacas lecheras durante el período 3/2/04 al 3/4/04 a los cuales se les diagnosticó Aflotoxicosis arrojó los siguientes resultados promedios. La intoxicación sub aguda o crónica debida a AFB1 ( Aflatoxicosis) en vacas de leche y animales en engorde se caracteriza por presentar un síndrome hepatotóxico tipo distrófico con infiltración grasa ( lipidosis) y colangiopatía tipo obliterante. Este síndrome generalmente se encuentra precedido por una Anemia de tipo hemolítica con un estado de hiperbilirrubinemia indirecta la cual agravará la Colangiopatía. El perfil metabólico realizado en 250 vacas lecheras durante el período 3/2/04 al 3/4/04 a los cuales se les diagnosticó Aflotoxicosis arrojó los siguientes resultados promedios. MAIZ, SORGO Y SEMILLA DE ALGODÓN CONTAMINADA CON AFLOTOXINA B1, ( 48 A 144 ppb) AST=Aspartamo transaminasa GGT=Gama glutamil transpeptidasa CPK=Creatinina fosfato kinasa

La infertilidad Relacionada a la hepatopatía necrótica lipidótica ( hígado graso) la cual conduce a una alteración de la actividad de la enzima microsomal cuya función es la de convertir el 17 Beta Estradiol a Estriol y Estrona. La inmunosupresión La AFB1 reacciona específicamente con la T –Cell ( Linfocitos T), destruyéndolos, además producen atrofia tímo y disminución de la capacidad fagocítica de los macrófagos.

Los alimentos de consumo humano no pueden tener más de 5 ppb de Aflatoxinass totales y la leche no más de 0,5 ppb de AFM1, siendo este último nivel más riguroso en los países de la Unión Europea (0,05 ppb). En alimentos de uso animal la FDA establece niveles de 20 ppb para todos los alimentos de uso en vacas lecheras y animales inmaduros. Para alimentación de otros animales también son 20 ppb, Excepciones: 300 ppb para harina de semilla de algodón destinada a bovinos de carne, cerdos y aves; 200 ppb para finalización de cerdos (46 kg o más de peso); 100 ppb para reproductores en ganado de carne, cerdos y aves. Recordar las normativas actuales La mezcla de alimentos contaminados con otros libres de contaminación, como una forma de disminuir la concentración de Aflatoxinas no está permitida.

Fusarium sporotrichoides----T-2 toxina Fusarium graminearum--- Deoxinivalenol (DON, vomitoxina) Zearalenona Diacetoxiscirpenol (DAS) Fusarium moniliforme---- Fumonisinas Micotoxinas producidas por Fusarium

LOS TRICOTECENES *producido por Fusarium en climas muy fríos *aparecen en el maíz que se dejó en invierno en el campo *produce la toxicosis maíz enmohecido (en animales de granja) *produce la aleukia en el hombre (consumo de Pan hecho con harina enmohecida) *efectos neurotóxicos, lesiones orales, inmunosupresión por inhibición de biosíntesis de macromoléculas

Fusarium sporotrichoides----T-2 toxina F. tricinctum Tricotecenes-T-2 Todos los cereales de muchas partes del mundo Lluvias prolongadas en tiempos de cosecha Efectos metabólicos Inhibe la síntesis de proteínas Citotóxica, afectando principalmente a las células que se dividen con mayor velocidad, por ejemplo las células del epitelio gastrointestinal, de la mucosa oral, de la piel, también afecta a las células linfoides. Produce ulceraciones y descamaciones en la boca, lengua, paladar, erosiona el epitelio de la mucosa del tracto gastrointestinal ocasionando una severa gastroenteritis, diarrea sanguinolenta que afecta la absorción de nutrientes y por lo tanto la conversión alimenticia. Sistema hematopoyético, anemia, disminución y atrofia de los órganos linfoides, lo que propicia una disminución de la inmunidad celular y humoral, por lo que se presentan fallas vacunas y mayor susceptibilidad a agentes infecciosos que puede llevar a la muerte a los animales. En bovinos la T-2 ha sido relacionada con gastroenteritis, hemorragias gastrointestinales y muerte de animales (Whitlow y Hagler, 2002).

TRICOTECENES-DEOXINIVALENOL (DON) *se llama vomitoxina por efectos eméticos y rechazo de alimento *maíz, trigo, cebada, avena y centeno *Estos hongos se desarrollan rápidamente cuando los granos están sometidos a condiciones ambientales frías, lluviosas, seguidas de un corto período seco. *5-30 min de ingerir cereal contaminado, naúseas, vómitos, dolor abdominal, debilidad. Efectos metabólicos: Inhibidor de la síntesis proteica, afecta tracto GI y el sistema inmune (inmunosupresor) Cerdos muy sensibles *DON no pasaría a la leche, huevos ó carne Fusarium graminearum--- Deoxinivalenol (DON, vomitoxina) Zearalenona

Zearalenona (ZEN) Producida por Fusarium sp. ( F. graminearum) Sustrato más común maíz, trigo, cebada y avenas Condiciones de alta humedad y baja temperatura Efectos metabólicos: Micotoxina estrogénica Toxicidad relacionada al sistema reproductor No hay niveles establecidos Fusarium graminearum--- Deoxinivalenol (DON, vomitoxina) Zearalenona

Fumonisinas Producidas por Fusarium sp. (F. verticillioides, moniliforme) En todo el mundo, maíz cultivado en tiempo caliente y seco seguido por periodos de alta humedad. Principales FB1, FB2 & FB3 (B1 + B2 + B3 = total fumonisinas) Caballos muy susceptibles ( leucoencefalomalacia) equina Fusarium moniliforme---- Fumonisinas

Ochratoxina A Maiz, cebada, trigo y centeno Al menos 9 Ochratoxinas (A;B;C;D)han sido indentificadas pero la Ochratoxina A es la más común y tiene la mayor significancia toxicológica. Nefrotóxica y carcinogénica suspecta No hay aún acciones de control, o niveles máximos establecidos. MICOTOXINAS PRODUCIDAS POR PENICILLIUM Penicillium verrucosum, P. viridicatum----Ochratoxina A Aspergillus sp.(A. Ochraceus)

Hongos endofíticos Festuca alta, Lolium, otros pastos Se aloja en la capa de aleurona en semillas de festuca en forma de micelio Festucosis: Neotyphodium coenophialum (anterior denominación Acremonium coenophialum Pie de festuca Alcaloide : Ergotamina del tipo ergovalina Vasoconstriccion Condiciones de sol fuerte y largos transportes aumentan el problema

Claviceps purpurea, C. paspalli, and C. Fusifonnis Cornezuelo Centeno, trigo cebada Alcaloides toxicos ergotamina, vasoconstricción Ergotismo Reduce peso y baja efeciencia reproductiva Agalactia Convulsiones, paralisis posterior, gangrena y pérdida de extremidades, orejas, cola. Los daños son mayores a alta T amb (verano)

ANALISIS Y METODOS DE DETECCION *ocurrencia aleatoria *importancia de la muestra y del tamaño *el tamaño de la muestra aumenta con el tamaño de la partícula a analizar *por ej: para grano entero de: maní(20 kg), maíz (10 kg) y arroz (5 kg) *Detección por HPLC, CG *Detección por kits de ELISA.

CONTROL DE LAS MICOTOXINAS Segregación de los granos contaminados (clean grain) *en base a niveles aceptados y acordados por varios países *Segregación durante el proceso de clasificación por calidad externa. *Sin embargo, la Zearalenona y DON se concentra en el proceso de fraccionamiento (salvado durante molienda) Destrucción ó remoción de las micotoxinas *Aluminosilicatos en tubo digestivo *Amonio como vapor anhidro ó en solución a alta presión y T Durante 30 min. *Spray de amonio y almacenamiento a T amb 2 semanas en silos bolsas. *Aún no está aprobado por la FDA.

DOSIS MAXIMAS ACORDADAS *AFLATOXINAS--- 5ppb(ug/kg) *AFLATOXINA M1 leche-niños— ppb *ZEARALENONA---1mg/kg en granos *T2 TOXINA mg/kg en granos *DON--- Canadá 2mg/kg trigo sucio -alimentos niños 1.0 mg/kg -en harinas ó salvado 1.2 mg/kg -en alimentos para animales--- 4mg/kg

MAÍZCEBADAAVENAARROZSORGOTRIGO Aspergillus Candidus Aspergillus glaucus Aspergillus terreusAspergillus clavatus Aspergillus Candidus A. flavusA. restrictusPenicilliun viridicatum A. flavusA. terreusA. flavus A. niveusA terreusA nidulansA. wentii A. glaucus A. restrictusPenicillium viridicatum A. ochraceus A. niveus A. terreusAlternania sppA. parasiticus A. restrictus Pencillium aureanteorg riseum Cladosporriu m spp A. terreus P. citrinumFusarium spp.A. versicolor A. wentii P. cyclopiumPenicillium citrinum P. viridicatum P. citrionigru m P. viridicatum Fusarium graminearu m P. Islandicum Fusarium spp Alternaria alternata P. viridicatum Alternaria alternata Wallemia sebi

Síntomas Efectos Hongos que las producen Micotoxinas

T-2 FusariumtricinctumF. graminarum Disminución de lapresión.Aumento deltriptofano (precur-sor de la serotoni-nina en el cerebro).Disminución delapetito Inflamación delsistema digestivo.Inmunosupresión.Vómitos.Falta del retorno alcelo.Anorexia.Lesiones de lacomisura del pico ydel paladar. Grado de severidad de inmunosupresión 2° Sinergismo: Es producida simultáneamente con Deoxinivalenol y Ácido fusárico. Mycosorb tiene un 52% de capacidad total de adsorción sobre T-2.

DON FusariumtricinctumF. graminarum Aumento deltriptofano (precur-sor de la serotoni-nina en el cerebro).Disminución delapetito Pobrerendimiento.Vómitos.Anorexia. Sinergismo: Es producida simultáneamente con T-2 y Ácido fusárico Grado de severidad de inmunosupresión 2° Mycosorb tiene un 45% de capacidad total de adsorción sobre DON. DON=Deoxinivalenol o Vomitoxina.

Ac.Fusá-rico Fusariummoniliforme Inhibición de lasíntesis protéicacelular.Aumento deltriptofano.Elevación de lasconcentracionescerebrales detriptofano yserotonina. Baja presiónsanguínea.Vómitos.Anorexia.Letargia. Sinergismo: Es producida simultáneamente con T-2 y Deoxinivalenol.

Fumo-nisina Fusariummoniliforme Inhibición de labiosíntesis deesfingolípidos. Inmunosupresión.Leucoencefalomalacia equina.Edema pulmonarporcino. Grado de severidad de inmunosupresión 4° Mycosorb tiene un 85% de capacidad total de adsorción sobre Fumonisina.

Zeara-lenona Fusariumgraminearum. Propiedadesestrogénicas. Prolapso uterino.Hiperestrogenismo:Aborto,reabsorciónembrionaria,retorno al celo,anestro, atrofia deovarios ytestículos,reducción deltamaño de lacamada. Mycosorb tiene un 67% de capacidad total de adsorción sobre Zearalenona.

Ocra-toxina Penicilliumviridicatum.Aspergillusalatuceus. Peroxidación de loslípidos.Afecta síntesisproteica de ADN yARN.Efectos sobre lasfuncionesmitocondriales.Inhibición de lasenzimasglicogenolíticas. Anorexia, pérdidade peso, emesis,conjuntivitispurulenta,amigdalitis, polidip-sia, poliuria, pasajede coágulos san-guinolentos muco-sos a través delrecto, deshidra-tación. Teratogé-nesis (porcinos).Disminución de lainmunidad celular.Baja resistencia dela cáscara dehuevo. Grado de severidad de inmunosupresión 3° Mycosorb tiene un 44% de capacidad total de adsorción sobre Ocratoxina.

Ergotamina Clavicepspurpúrea.Acremonium lolii.A. coeniophialum. Alteración de latermorregulación.Antagonismo delos receptoresadrenérgicos.Estímulo dereceptores de ladopamina. Lesiones podales(fragilidad de loscascos).Malformaciónpilosa.Hipertermia.Necrosis de lasextremidades.Temblores yconvulsiones.

B1, B2G1,G2M1,M2 Aspergillusparasiticus.A. flavus. Hepatotoxicidad.Disminución de larespuesta inmune.Involución del timo.Bloqueo de laacción de lavitamina D3. Síndrome de malaabsorción. Pigmen-tos sanguíneos enorina. Membranasictéricas, hígadoaumentado de ta-maño y amarillento,vesícula biliaraumentada. Aborto,anorexia, carcino-génesis, inmuno-supresión,coagulopatía,petequiashemorrágicas.Aves: problemas depatas y erosión dela molleja. Grado de severidad de inmunosupresión 1° Mycosorb tiene un 89% de capacidad total de adsorción sobre las aflatoxinas. AFLATOXINAS

NIVELES DE MICOTOXINAS EN ANIMALES MICOTOXINA (ppm) CERDOS BAJO MOD ALTO AVES BAJO MOD ALTO RUMIANTES BAJO MOD ALTO AFLATOXINAS  >50  >50 T-2  >0.3  >0.5 DON  >1  >10  >3 FUMONISINA  >5  >40  >10 ZEARALE- NONA  >1  >10  >3 OCRATOXINA  >0.3 * * *

CARACTERISTICAS DE ADSORBENTES DE MICOTOXINAS Efectivo contra una amplia gama de micotoxinas Económico Utilizar tecnología accesible Generar productos atóxicos No afectar la palatabilidad ni las propiedades nutricionales del alimento Escasa o nula afinidad por pigmentos, promotores de crecimiento, vitaminas, minerales y aminoácidos sintéticos

GANANCIA DE PESO 54 DIAS T1 CONTROL, SIN AFLATOXINAS, T2 CONTROL, CON AFLATOXINAS, T Kg YeaSacc1026, T4 + 1 Kg YeaSacc1026, T5 +2 KG LactoSacc. (Guerrero y Hoyos, 1992)

CONVERSIÓN ALIMENTICIA 54 DIAS T1 CONTROL, SIN AFLATOXINAS, T2 CONTROL, CON AFLATOXINAS, T Kg YeaSacc1026, T4 + 1 Kg YeaSacc1026, T5 +2 KG LactoSacc. (Guerrero y Hoyos, 1992)

COMPARACIÓN DE ADSORBENTES (%) MICOTOXINAMYCOSORBZEOTEKZEOLEX EXTR. AFLATOXINAS T-2 TOXINA DON45-- AC. FUSÁRICO-- FUMONISINA8590B 30 ZEARALENONA OCRATOXINA44A 9065 AC. CICLOPIAZÓNICO ESTERIGMATO- CISTINA -- 95

EFECTOS DE LAS MICOTOXINAS SOBRE LA SALUD HUMANA Complejos y pobremente entendidos Responsables por un amplio rango de enfermedades Consumo de granos y cacahuates contaminados Pequeñas fracciones de las consumidas por el animal se transfieren a sus productos

LECHE, YOGURT, ETC.QUESO Aspergillus niveusAspergillus versicolor A. terreuEurotium herbariorum (A. glaucus) Penicillium citrinumFusarium poae Geotrichum candidumF. sporotrichioides Penicillium roquefortii Scopulariopsis brevicaudus S. candida S. furca PRINCIPALES HONGOS PRESENTES EN PRODUCTOS PECUARIOS

CARNES ( VARIAS)| CARNES (VARIAS) AHUMADAPESCADO FRESCO Aspergillus flavusP. crostosumAspergillus versicolor Fusarium solani A. nigerP. comune A. versicolorP. glabrumPESCADO SECO Cladosporium herbarum P. nalgiovenseEurotium spp. P. roquefortiiPenicillium aurantiogriseum P. roquefortiiSECA DE CORDEROP. verrucosum P. brevicompactumP. variabileAspergillus restrictusScopulariopsis spp. P. hrysogenumP. verrucosum, quimitipo I Wallemia sebi P. comune PRINCIPALES HONGOS PRESENTES EN PRODUCTOS PECUARIOS

CONCLUSIONES Usar granos no contaminados (CLEAN GRAIN) Hacer énfasis en la importancia de micotoxinas Uso de secuestrantes Rentabilidad Procurar productos pecuarios de calidad Salud humana