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El desafío de las micotoxinas

• 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 »

Definición

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

Contaminación en el mundo


Sur de Europa

Afla 26%; ZON 21%; DON 19%, FUM

Norte de Asia


48%; OTA 72%

Europa Central

Afla 33%; ZON22%; DON 40%, FUM

69%; OTA 28%

Norte de Europa


36%; OTA 30%

Norte América


52%; OTA 21%

Micotoxinas….. En todas partes!!!

Oriente medio


67%; OTA 43%


69%; OTA 28%

Sudamérica


62%; OTA 1%

Sudeste Asiático


46%; OTA 17%

Sur de Asia


46%; OTA 39%

Oceanía


6%; OTA 6%

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%)

Contaminación en Europa


Deoxynivalenol maíz (89%), trigo* (61%)

Nivalenol maíz (35%), avena (21%), trigo* (14%)

3-Acetyldeoxynivalenol maíz (27%), trigo* (8%)

Tricotecenos de 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

Fumonisina B1

maíz (66%),harina de trigo (79%), productos a base de maíz (31%), copos de maíz (46%); trigo

(79%)

Fumonisin B2 maíz (51%)

*Trigo y harina de trigo **Centeno y harina de centeno Fuente: SCOOP Task 3.2.10

• 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:

Principal consecuencia: la capacidad para comprometer la respuesta inmune


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)

• 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.

Consecuencias en los animales, situación Europea


• 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.

• Las Aflatoxinas son micotoxinas pequeñas y polares, y

son fácilmente adsorbidas por algunos tipos de

arcillas, especialmente por las de tipo

montmorillonita

Aflatoxina

Eficacia de los secuestrantes de micotoxinas : diferentes respuestas a

diferentes micotoxinas


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.

Eficacia de los secuestrantes de micotoxinas sobre

diferentes micotoxinas

Döll et al, 2004 (artículo disponible bajo demanda)

• 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

Eficacia de los secuestrantes de micotoxinas:

Pruebas In vitro

Eficacia de los secuestrantes de micotoxinas: se necesitan métodos

precisos

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.


Pruebas In vitroPorcentaje 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.

UK8 3±3 9±5 10±3 7±5

Tirolex 28® 3 9±0 16±2 11±1 13±4 Filozoo Aventis,

Modena, Italy8 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

Extracto de Avantaggiato et at, 2004 artículo disponible bajo demanda)

Herzogenburg,

Austria8 1±2 13±1 7±1 13±1

Colestiramina 3 4±3 7±5 5±3 7±4 Sigma-Aldrich,

Milan, Italy8 10±1 4±7 12±2 5±7

Zeolita 3 5±4 2±1 3±1 1±0 Sigma-Aldrich,

Milan, Italy8 2±1 3±1 2±1 0±0

Bentonita 3 2±2 9±5 4±1 9±6 Sigma-Aldrich,

Milan, Italy8 3±2 13±2 3±2 10±1

Carbón acrtivo 3 84±2 59±5 62±3 33±7 Sigma-Aldrich,

Milan, Italy7 84±0 52±1 60±0 23±1

8 95±9 57±5 63±1 30±6

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


Pruebas In vitro 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

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

Pruebas in vitro dinámicas: TIM 1 del TNO



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)

• 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).



Pruebas in vitro dinámicas: el carbón activo en el TIM1

(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.

• 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.

Eficacia de los secuestrantes de micotoxinas: conclusión

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?

la respuesta de Olmix es

• Montmorillonita activada – Amadeite®

• Montmorillonita

MT.X+

Un formulación que mezcla adsorbentes naturales orgánicos e inorgánicos

• Tierra de Diatomeas

• Paredes celulares de levadura (M.O.S)

• Extractos de algas (Polisacáridos marinos)

• 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

Espacio Interlaminar 0,25 a

0,7nm

1,2 a 1,7 nm

Cationes de compensación

(Na, Ca, K, Mg)

-Capa tetraédrica

Orígenes de MT.X+

Montmorillonita estándar: un buen material para potenciar

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 m2 / g

Laminas

2 : 1Capa Octaédrica

Capa tetraédrica

Capa tetraédrica

Sólo las micotoxinas pequeñas como las aflatoxinas pueden ser

adsorbidas por una montmorillonita simple

Orígenes de MTX+

� 2001: Departmento de I+D

� 2004: Proyecto Eureka de la EEC para mejorar las capacidades

de las arcillas

� Participantes:

� CNRS (MEDIOS)

Una asociación para potenciar la montmorillonita

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

• Propósito: Acceder al 100% de la superficie

activa

• ¿Cómo? Insertando pilares, conocido desde los

años 30…

• ¿Cuáles? Ulvanos, polisacáridos del alga Ulva

lactucca

d001=

2 a 5

nm

Cómo crear una montmorillonita intercalada

Orígenes de MT.X+

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)

• Amadeite®:

• Mayor capacidad de adsorción

por la mayor superficie reactiva:

800-1000 m2/g

Montmorillonita intercalada: Amadeite®

Orígenes de MT.X+

• Más amplio espectro de

adsorción por el mayor espacio

interlaminar: 3-4 nm

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 (1 ppm),

MT.X+ :Eficacia de la Amadeite®

DON

Pruebas in vitro dinámicas: Amadeite® en el TIM1

•DON (1 ppm),

•y Fumonisina B1 (2 ppm),

Simulando las condiciones gastrointestinales de los cerdos

después de la ingesta en el sistema TIM-1.

Deoxynivalenol (DON)

una fuerte inhibición de la absorción se

encontró con la adición de Amadéite®

a la dosis del 0.1%.

Pruebas in vitro dinámicas: Amadéite® en el TIM1

MT.X+ :Eficacia de la Amadéite®

La reducción fue aproximadamente del

40% en comparación con el control.

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) .

Amadéite®

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%.

Pruebas in vitro dinámicas: Amadéite® en el TIM1

MT.X+ :Eficacia de la Amadéite®

Amadéite® a niveles del 0.01% y el 0.1%.

Esto supone una reducción del 50% al 60%

de la bioaccesibilidad de fumosina

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).

Amadéite®

Zearalenone

Tricotecenos

Tecnológicos

Espectro; palabra clave

Ocratoxina A

Zearalenone

Tricotecenos

Aflatoxina

Ocratoxina A

El sitema Inmune: la piedra angular

Producción

Standard de

producción

Sistema

Clásico 5-15% 50-60%

Sistema

inmune

Standard de

sistema

inmune

Absorción de

micotoxinas

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+

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