El desafío de las micotoxinas

Transcripción

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2 El desafío de las micotoxinas Definición Según Pitt (1996), las micotoxinas son metabolitos fúngicos que cuando son ingeridos, inhalados o absorbidos por la piel causan bajos rendimientos, enfermedad o muerte en los animales y en los humanos Micotoxina = del griego para hongo: «Mykes» y del latín para veneno : «toxicum» Cualquier sustancia potencialmente tóxica producida por el metabolismo secundario de los mohos Las micotoxinas son una gran amenaza potencial para la salud animal y humana, a través de la ingestión de comida o pienso preparada con ingredientes contaminados

3 El desafío de las micotoxinas Contaminación en el mundo Norte de Europa Afla 0%; ZON 35%; DON 68%, FUM 36%; OTA 30% Europa Central Afla 33%; ZON22%; DON 40%, FUM 69%; OTA 28% Norte América Afla 25%; ZON 17%; DON 60%, FUM 52%; OTA 21% Sur de Europa Afla 26%; ZON 21%; DON 19%, FUM 69%; OTA 28% Oriente medio Afla 39%; ZON 0%; DON 14%, FUM 67%; OTA 43% Sudamérica Afla 9%; ZON 12%; DON 13%, FUM 62%; OTA 1% Micotoxinas.. En todas partes!!! Norte de Asia Afla 13%; ZON 64%; DON 51%, FUM 48%; OTA 72% Sudeste Asiático Afla 61%; ZON 30%; DON 43%, FUM 46%; OTA 17% Sur de Asia Afla 75%; ZON 14%; DON 29%, FUM 46%; OTA 39% Oceanía Afla 4%; ZON 10%; DON 47%, FUM 6%; OTA 6%

4 El desafío de las micotoxinas Contaminación en Europa Descripción de los grupos de alimentos contaminados más frecuentemente por micotoxinas de fusarium Toxina de Fusarium Principales alimentos o grupos de alimentos contaminados (% de muestras positivas) Tricotecenos de tipo B Deoxynivalenol maíz (89%), trigo* (61%) Nivalenol maíz (35%), avena (21%), trigo* (14%) 3-Acetyldeoxynivalenol maíz (27%), trigo* (8%) Tricotecenosde tipo A Toxina T2 maíz (28%), avena (21%), trigo* (21%) Toxina HT2 avena (41%), maíz (24%), centeno** (17%) Zearalenona maíz (79%), fracciones del molido del maíz (51%), productos a base de maíz (53%); trigo (30%), fracciones de trigo (24%), productos a base de trigo (11%); comida para bebés (23%) Fumonisinas maíz (66%),harina de trigo (79%), productos a base de maíz (31%), copos de maíz (46%); trigo Fumonisina B1 (79%) Fumonisin B2 maíz (51%) *Trigo y harina de trigo **Centeno y harina de centeno Fuente: SCOOP Task

5 El desafío de las micotoxinas Principal consecuencia: la capacidad para comprometer la respuesta inmune Las micotoxinas han estado implicadas en varias enfermedades humanas y animales. Pueden producir tanto toxicidad aguda como crónica, provocando desde efectos nocivos hasta la muerte Pueden ser también carcinogénicas, mutagénicas, teratogénicas e inmunodepresivas: CAPACES DE COMPROMETER LA RESPUESTA INMUNE Y POR TANTO REDUCIR LA RESISTENCIA A ENFERMEDADES INFECCIOSAS Este es el efecto de las micotoxinas que está ampliamente considerado como el más importante, particularmente en los países desarrollados. (FAO, 2001)

6 El desafío de las micotoxinas Consecuencias en los animales, situación Europea Como hemos visto, las micotoxinas están presentes en Europa La situación más habitual es encontrar en el pienso bajos niveles de varias micotoxinas al mismo tiempo. Esta policontaminación subtóxica es la principal agresión al sistema inmune que proviene del pienso (Surai et Dvorska, 2005). Para evitar esta agresión al sistema inmune provocada por las micotoxinas se necesita utilizar un secuestrante de micotoxinas de amplio espectro.

7 El desafío de las micotoxinas Eficacia de los secuestrantes de micotoxinas : diferentes respuestas a diferentes micotoxinas Aflatoxina Las Aflatoxinas son micotoxinas pequeñas y polares, y son fácilmente adsorbidas por algunos tipos de arcillas, especialmente por las de tipo montmorillonita La Zearaleona es menos polar y una molécula más grande por lo que es más difícil de adsorber. Los Tricotecenos y las fumonisinas son incluso menos polares y moléculas más grandes y son más difíciles de adsorber. De hecho, estas son las micotoxinas más difíciles de adsorber.

8 Eficacia de los secuestrantes de micotoxinas sobre diferentes micotoxinas Döll et al, 2004 (artículo disponible bajo demanda)

9 Eficacia de los secuestrantes de micotoxinas: Pruebas In vitro Eficacia de los secuestrantes de micotoxinas: se necesitan métodos precisos La demostración de la efectividad de un potencial agente detoxificador de toxinas en alimento contaminado se lleva a cabo a menudo primero en condiciones in vitro. Los sistemas in vitro clásicos utilizados para ese propósito son sencillos pero distan mucho de las condiciones naturales in vivo. Factores importantes relacionados con la digestión y el destino de los compuestos alimenticios durante el paso por el tracto gastrointestinal son: la composición y el ph de los contenidos gástricos e intestinales las condiciones de tránsito gastrointestinal, la actividad de bioquímicos (enzimas) y de la micro flora intestinal en el tracto gastrointestinal.

10 Eficacia de los secuestrantes de micotoxinas: Pruebas In vitro Porcentaje de micotoxinas adsorbidas (media ±S.D., n=3) ph DON (2 µg/ml) DON (10 µg/ml) NIV (2 µg/ml) NIV (10 µg/ml) Fuente Mycosorb 3 18±5 0±0 6±4 1±0 Alltech Ltd. Lincs. 8 3±3 9±5 10±3 7±5 UK Tirolex ±0 16±2 11±1 13±4 Filozoo Aventis, Modena, Italy 8 1±2 10±0 3±0 10±1 Mycofix Plus 3 9±0 9±1 9±1 10±1 Biomin GmbH, Herzogenburg, 8 1±2 13±1 7±1 13±1 Austria Colestiramina 3 4±3 7±5 5±3 7±4 Sigma-Aldrich, 8 10±1 4±7 12±2 5±7 Milan, Italy Zeolita 3 5±4 2±1 3±1 1±0 Sigma-Aldrich, 8 2±1 3±1 2±1 0±0 Milan, Italy Bentonita 3 2±2 9±5 4±1 9±6 Sigma-Aldrich, 8 3±2 13±2 3±2 10±1 Milan, Italy Carbón acrtivo 3 84±2 59±5 62±3 33±7 Sigma-Aldrich, 7 84±0 52±1 60±0 23±1 Milan, Italy 8 95±9 57±5 63±1 30±6 Extracto de Avantaggiato et at, 2004 artículo disponible bajo demanda)

11 Eficacia de los secuestrantes de micotoxinas: Pruebas In vitro dinámicas Las actividades de esos factores a través del tracto gastrointestinal son procesos dinámicos. Por ello, los procesos no pueden ser simulados en modelos estáticos in vitro, el desafío es demostrarlo en condiciones dinámicas Para demostrar en las condiciones más reproducibles y fiables la eficacia in vitro de un material secuestrante, se puede utilizar el modelo gastrointestinal TNO TIM-1. De hecho, únicamente una prueba in vitro dinámica puede demostrar suficientemente la capacidad de un secuestrante de micotoxinas

12 Eficacia de los secuestrantes de micotoxinas: Pruebas In vitro dinámicas Pruebas in vitro dinámicas: TIM 1 del TNO Los modelos TNO gastrointestinales simulan en gran nivel los procesos dinámicos sucesivos en el estómago y el intestino delgado (TIM 1) y en el intestino grueso (TIM 2). Estos modelos son herramientas únicas para estudiar el destino de los componentes de un alimento durante el paso a través del tracto gastrointestinal Estos estudios se llevan a cabo en el sistema TIM-1, el sistema TNO dinámico y multi-compartamental de estómago e intestino delgado (figura). Este modelo controlado por ordenador simula las condiciones dinámicas sucesivas en el compartimento gástrico y en los tres compartimentos sucesivos del intestino delgado. En este sistema gastrointestinal las condiciones fueron condiciones digestivas simuladas del cerdo tras la ingesta de alimento para cerdos. Modelo dinámico del TNO para el estómago e intestino delgado (TIM-1)

13 Eficacia de los secuestrantes de micotoxinas: Pruebas In vitro dinámicas Pruebas in vitro dinámicas: el carbón activo en el TIM1 La Dra. Giussepina Avantaggiatto, del CNR Institute of Sciences of Food Production (ISPA) en Italia, ha llevado a cabo varias pruebas usando este sistema para evaluar la eficacia de varias agentes secuestrantes comerciales y sustancias potencialmente útiles como agentes quelantes (Avantaggiato et al., 2003; 2004 y 2007). En esos estudios en el modelo TIM1 con carbón activo, demostró que éste podía disminuir la bioaccesibilidad de DON respecto al control en un 29-45% (Avantaggiatto et al., 2004).Sin embargo, los niveles de inclusión en el pienso fueron de 5 Kg/Tm a 20 kg/tm.

14 Eficacia de los secuestrantes de micotoxinas: conclusión Hay grandes diferencias entre los resultados de un secuestrante de micotoxinas testado in vitro y en un sistema in vitro dinámico: Carbón activo: 84-95% de DON in vitro versus 29-45% de DON en el TIM-1 El carbón activo es un buen secuestrante de micotoxinas, mucho mejor que cualquiera del resto de productos comerciales, in vitro : Carbón activo 84-95% de DON vs otros, el máximo Mycosorb, 18% del DON a ph 3. Sin embargo, en la práctica, el uso de l carbón activo en producción animal tiene ciertas limitaciones. Altas concentraciones de carbón activo en pienso (> 0.5%, w/w) se deberían evitar, con el fin de minimizar el riesgo de adsorción de nutrientes así como perjudicar el valor calórico/energético del pienso (NOSB, 2002; Ramos et al., 1996). Es posible obtener la eficacia del carbón activo en una prueba in vitro dinámica, con una menor tasa de inclusión y sin capturar componentes nutricionales?

15 la respuesta de Olmix es

16 MT.X+ Un formulación que mezcla adsorbentes naturales orgánicos e inorgánicos Montmorillonita activada Amadeite Montmorillonita Tierra de Diatomeas Paredes celulares de levadura (M.O.S) Extractos de algas (Polisacáridos marinos)

17 Orígenes de MT.X+ Montmorillonita estándar: un buen material para potenciar Las arcillas son aluminosilicatos : uniones de iones de Si y Al que comparten oxígenos y forman láminas La estructura teórica es eléctricamente estable Fenómeno de sustitución: Los iones de Al y Si son sustituidos por iones metálicos Desequilibrio electrónico de la estructura Cationes de compensación entre las láminas La unión entre las láminas es débil y muy reactiva Expansible Acceso limitado a la superficie interlaminar (0,3-0,4 Nm) Superficie: 20 a 4 m 2 / g - Cationes de compensación (Na, Ca, K, Mg) Espacio Interlaminar 0,25 a 0,7nm 1,2 a 1,7 nm Capa tetraédrica Capa Octaédrica Capa tetraédrica Laminas 2 : 1 Sólo las micotoxinas pequeñas como las aflatoxinas pueden ser adsorbidas por una montmorillonita simple

18 Orígenes de MTX+ Una asociación para potenciar la montmorillonita 2001: Departmento de I+D 2004: Proyecto Eureka de la EEC para mejorar las capacidades de las arcillas Participantes: CNRS (MEDIOS) PROJECT COFINANCED BY THE EUROPEAN UNION REGIONAL DEVELOPMENT EUROPEAN FUND CEVA (ALGAs) MULHOUSE UNIVERSITY (ARCILLAS) OLMIX 2005: Amadeite, arcilla intercalada, usando extractos de alga como pilares

19 Orígenes de MT.X+ Cómo crear una montmorillonita intercalada Propósito: Acceder al 100% de la superficie activa Cómo? Insertando pilares, conocido desde los años 30 Cuáles? Ulvanos, polisacáridos del alga Ulva lactucca Por qué? Estructuras pequeñas, polares y rígidas, y naturales y sostenibles! Proceso 100% sostenible Proceso y producto patentados Espacio interlaminar multiplicado por 10 SUPERFICIE ACTIVA 100% ACCESIBLE Pillar interlayered clays (P.I.L.C) d001= 2 a 5 nm

20 Orígenes de MT.X+ Montmorillonita intercalada: Amadeite Amadeite : Mayor capacidad de adsorción por la mayor superficie reactiva: m2/g Más amplio espectro de adsorción por el mayor espacio interlaminar: 3-4 nm

21 MT.X+ :Eficacia de la Amadeite Pruebas in vitro dinámicas: Amadeite en el TIM1 La disponibilidad de absorción (bioaccesibilidad) de las micotoxinas en el yeyuno e íleon se midió durante el tránsito gastrointestinal del alimento porcino contaminado con: DON DON (1 ppm), y Fumonisina B1 (2 ppm), Simulando las condiciones gastrointestinales de los cerdos después de la ingesta en el sistema TIM-1.

22 MT.X+ :Eficacia de la Amadéite Pruebas in vitro dinámicas: Amadéite en el TIM1 Deoxynivalenol (DON) una fuerte inhibición de la absorción se encontró con la adición de Amadéite a la dosis del 0.1%. La reducción fue aproximadamente del 40% en comparación con el control. Amadéite La absorción de DON (μg) en los compartimentos íleon y yeyunojuntos (total) en los experimentos de control (0.00%) y en los experimentos con la adición de Amadéite al nivel del 0,01% y el 0.1% durante el tránsito gastrointestinal en el sistema TIM-1 de alimento porcino contaminado con DON (0.8 ppm) y fumonisin B1 (2 ppm).

23 MT.X+ :Eficacia de la Amadéite Pruebas in vitro dinámicas: Amadéite en el TIM1 Fumonisina La bioaccesibilidad de la fumonisina del alimento porcino contaminado fue fuertemente inhibido por la adición de Amadéite a niveles del 0.01% y el 0.1%. Esto supone una reducción del 50% al 60% de la bioaccesibilidad de fumosina Amadéite La absorción de Fumosina (μg) en los compartimentos yeyuno e íleon juntos (total) en el experimento de control (0.00%) y en los experimentos con la adición de Amadéite al nivel del 0.01% y el 0.10% durante el tránsito gastrointestinal en el sistema TIM-1 de alimento porcino contaminado con DON (0.8 ppm) y fumonisin B1 (2 ppm).

24 Espectro; palabra clave Tricotecenos Tecnológicos Zearalenone Aflatoxina Ocratoxina A Ocratoxina A Zearalenone Tricotecenos

25 El sitema Inmune: la piedra angular Producción Standard de producción Sistema inmune Standard de sistema inmune Absorción de micotoxinas Clásico 5-15% 50-60%

26 Conclusiones Las micotoxinas están ampliamente extendidas en todo el mundo en diferentes alimentos e ingredientes Suponen un riesgo tanto para la salud humana como para la animal Son difíciles de eliminar de las materias primas No todas ellas se pueden adsorber con los agentes detoxificantes convencionales El carbón activo es capaz de detoxificar micotoxinas difíciles como el DON, pero también puede perjudicar el valor nutricional del pienso Amadéite tiene una mejor capacidad de adsorción de DON que el carbón activo, ya que para reducir la absorción de DON en un 40% respecto al control en el TIM-1 se necesita 1Kg/Tm en lugar de 5 a 20 Kg/Tm que necesita el carbón activo. Además, Amadéite no tiene efectos en la adsorción de nutrientes. (Demais and Havenaar, 2006; artículo disponible bajo demanda) Se puede encontrar Amadéite unicamente en el secuestrante de micotoxinas de alta tecnología MT.X+