Desenvolvimento

Aspectos gerais das micotoxinas no milho

Os grãos "ardidos" em milho são o reflexo das podridões de espigas, causadas principalmente pelos fungos presentes no campo. No caso de grãos, a experiência à campo nacional demonstra que estes podem ser infestados durante o cultivo ou no período pós-colheita. Desta forma, os fungos detectados nas propriedades agrícolas são subclassificados em fungos do campo e fungos do armazenamento. Esses em nível regional fungos podem ser ainda divididos em dois grupos: pré colheita durante a produção de grãos "ardidos" que são exímios biossintetizadores de toxinas, denominadas micotoxinas e em pós colheita durante o beneficiamento, o armazenamento e o transporte com grãos mofados ou embolorados ^64,75.

Comparando as condições edafoclimáticas brasileiras para o cultivo do milho com demais países do mundo, o Brasil possui características propícias ao desenvolvimento de fungos e, consequentemente podem causar prejuízos ao desempenho zootécnico além de desordens metabólicas quando presentes nas dietas de suínos ^65,78. A explicação para tal prejuízo pode ser baseada na atual conjuntura brasileira que demonstra, no momento, ausência de investimentos nas áreas técnicas e de equipamentos apropriados para a separação mais efetiva dos grãos, devido a fatores como social, econômico e político que envolvem a maioria dos produtores de grãos.

O milho é utilizado como fonte de energia nas rações para animais como aves e suínos, sendo que este participa em até 90% da composição das dietas destes animais. Substâncias tóxicas como micotoxinas, podem estar presentes neste cereal utilizado para a fabricação de ração tendo efeitos não desejados no desempenho de leitões ^54,60. O processo de retirada da água dos grãos é muito importante para evitar a proliferação de fungos nas rações³⁹. A correta secagem dos grãos antes do armazenamento é de fundamental importância para a manutenção da qualidade do grão ²⁹, principalmente na região sul do Brasil devido ao clima subtropical.

As micotoxinas são as substâncias tóxicas resultantes do metabolismo secundário de diversas cepas de fungos filamentosos que não possuem imunogenicidade, principalmente em animais jovens, como leitões ²⁰. O crescimento e a produção de mi-cotoxinas no milho, amendoim, trigo, cevada, sorgo, arroz, entre outros encontram um substrato altamente nutritivo para o desenvolvimento do fungo ^70,72. A formação de micotoxinas pode ocorrer em todas as commodities sob condições de campo ou de armazenamento ⁹.

Em geral, os prejuízos causados pelas micotoxinas para os animais não são contabilizados, principalmente devido à falta de informação dos criadores de suínos. Isso pode ser parcialmente justificado já que cerca de quatrocentas micotoxinas são conhecidas na atualidade, e estas são produzidas por uma centena de fungos ²⁷. Além dos prejuízos citados, é preciso salientar a segurança alimentar, na qual pode ser pela indevida fiscalização direta através do consumo da carne contaminada e/ou indireta através dos subprodutos comercializados contaminados.

As principais micotoxinas e órgãos alvo na espécie suína são: aflatoxinas (Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus) que atingem principalmente o fígado; zearalenona (Fusarium graminearum) no sistema reprodutor; ocratoxina (Aspergillus ochraceus) atingindo os rins; fusariotoxinas (Fusarium verticillioide) são danificadores do trato digestivo; e as fumonisinas (Fusarium verticillioide) causam enfermidades ao pulmão são exemplos que dificultam as causas dos prejuízos a campo ²⁷.

Principais micotoxinas nos suínos

Aflatoxina (AFLA)

A aflatoxina é a toxina com maior distribuição no mundo, no qual os fungos responsáveis por sua produção têm preferência por ambientes quentes com umidade¹⁵. O descobrimento das propriedades hepatotóxicas e hepatocarcinogênicas de algumas linhagens de A. flavus e A. parasiticus em perus, na Inglaterra, no início da década de 1960, seguida pela elucidação da estrutura de seus metabólitos tóxicos iniciaram os estudos das aflatoxinas ^1,78,79.

As condições para formação de aflatoxinas são muito variadas, dessa maneira a temperatura é um dos principais fatores envolvidos nesse processo e, em grãos, a faixa viável para a sua produção situa-se entre 11 e 37 °C ⁴⁹. Outros fatores como os períodos de seca durante o cultivo do milho também são apontados como predisponentes a produção de aflatoxinas ¹³. Alguns compostos assumem interesse médico-sanitário com reconhecimento em quatro aflatoxinas (AFLA): B1, B2, G1 e G2, sendo que estas foram também caracterizados derivados hidroxilados das AFLA B1 e G1, denominados de B2a e G2a. A biotransformação destas micotoxinas, em diversas espécies animais, resulta na produção de aflatoxina M1 (AFLA M1) e aflato-xina M2 (AFLA M2) ⁷⁹. Sendo que a aflatoxina B1 (AFLAB1) também apresenta maior poder de toxidez ^37,41,52,60..

A AFLAB1 é imediatamente ligada após a absorção ³⁵, entretanto é geralmente mais predominante entre as AFLAs, sendo considerada a mais tóxica para os animais ^58,66.

Fumosinas (FUMO)

As fumosinas (FUMO) pertencem a um grupo de micotoxinas provenientes dos fungos do gênero Fusarium, contaminantes naturais de cereais. Esta é a principal micotoxina que afeta aves e suínos. Fungos do gênero Fusarium spp são encontrados em climas temperados ¹⁴ e as micotoxinas produzidas pelos fungos deste gênero são as de maior impacto econômico mundial ⁸⁴, aumentando o custo de produção da criação de suínos e sua comercialização. Estas micotoxinas foram isoladas em 1988 a partir de amostras de milho mofado, provenientes de uma região com alta incidência de câncer do esôfago, em Transkei na África do Sul ^68,74.

FUMO B1 é o metabólito mais abundante e representa cerca de 70% nos milhos e seus coprodutos contaminados por este grupo de micotoxina, já as fumosinas B2 e B3 podem ocorrer em menor concentração ^75,81. Estes fungos se desenvolvem em temperatura ambiente ampla entre 25 a 35 °C com atividade de água (Aa) de 0,94 a 0,98. Nesse ambiente, os fungos podem crescer e proliferar-se também em produtos alimentícios como amendoim, milho, feijão, trigo, entre outros ⁷⁸.

Os fungos do gênero Fusarium são conhecidos como “fungos de campo”, pois estas toxinas são facilmente observadas em cereais expostos nas lavouras ^44,52. A principal incidência destas toxinas ocorre no milho ocorrendo contaminações no campo, principalmente durante a colheita ², ^59,60. Sendo que as fusariotoxinas têm diversas estruturas químicas como os tricothecenos, fumonisinas, zearalenona, moniliformina e ácido fusárico ⁶³.

Deoxynivalenol (DON) ou vomitoxina

O deoxynivalenol (DON) ou vomitoxina têm efeitos causadores de refluxo ^14,80 em suínos, entretanto, a toxina T-2 classe da toxina deoxynivalenol tem maior toxicidade, já que esta gera patologias graves nas aves, como lesões orais e imunodepressão ⁷⁹.

Zearalenonas (ZEA)

A zearalenona é uma micotoxina estrogênica não esteroide ²⁸, estas podem ser consideradas microestrogênicas devido a sua capacidade de atrapalhar o efeito de hormônios esteroides ⁶⁰.

A ZEA produzida fungos do gênero Fusarium como Fusarium graminearum é o principal fungo encontrado no milho, aveia, trigo, sorgo, milheto e arroz ⁴⁵.

Ochratoxinas (OTA)

As OTAs foram isoladas pela primeira vez em 1965 em fungos da espécie Aspergillus ochraceus são produzidas por várias espécies de fungos dos gêneros Penicillium e Aspergillus^61,67 e formam um grupo de sete metabólitos tóxicos produzidos por fungos dos gêneros Aspergillus e Penicillum. A produção de OTA por fungos do gênero Penicillum tem forte associação em ambientes entre 20 e 30 °C, atividade de água (Aa) até 0,8 e pH ótimo entre 6,0 e 7,0, principalmente contaminando cereais e carnes. Já a produção de metabólitos de OTA como A. ochraceus possui temperatura ótima entre 8 e 37 °C e Aa de até 0,77. Em contrapartida, A. carbonarius possui temperatura ótima entre 32 a 35 °C e Aa de 0,82 e o A. níger apresenta temperatura ótima de crescimento e Aa entre 8 a 47 °C e até 0,72, respectivamente ^69,75.

Contudo, apesar de ter várias OTAs conhecidas apenas a ocratoxina A tem importância toxicológica, pois os suínos são animais que possuem alta sensibilidade a essa micotoxina ¹⁸ e o mecanismo toxicológico pelo qual a OTA age foi esclarecido por Moss ⁵⁹.

Sinais de intoxicação por micotoxicoses

A detecção do fungo na ração dos animais não implica, necessariamente presença de micotoxinas, já que os metabólitos são produzidos em diferentes concentrações e em substratos disponíveis ³³. A questão antieconômica acontece quando há ocorrência de micotoxicoses responsável pelo gasto com medicamentos. Vários sinais de doenças podem ser relacionados com a incidência de surtos, como edema pulmonar e câncer hepático em aves ⁴⁰.

Os sinais de intoxicação por aflatoxicoses são inúmeros, entre eles, podem ser destacados por fases: as aflatoxicose subagudas com sinais de hiporrexia, anorexia, letargia e depressão, desidratação, pele arroxeada e avermelhada, e baixo ganho de peso; já na aflatoxicose crônica: hiporrexia, piora conversão alimentar, aparência ruim, diarreia; e a aflatoxicose aguda acontece com até 6:00 horas após a ingestão, severa depressão, presença de sangue nas fezes, tremores musculares, incoordenação motora com hipertermia até 41 °C podendo a morte ocorrer nas próximas 12-24 horas, principalmente em animais jovens ¹⁹.

O surto de AFLA indica outros sinais clínicos como: apatia, icterícia, aborto, urina amarelada com sangue e fotossensibilização em suínos ⁸⁵. Dois fatores foram apontados como agravantes dos sinais tóxicos: maior tempo de exposição destes suínos à toxina e a presença dos hormônios esteróides exacerbarem a função oxidase hepática ocasionando maior transformação da aflatoxina B1 em um metabólito mais tóxico, B1-2,3-epóxido ⁸⁵.

A gravidade do sinal clínico também é influenciada pela quantidade de ração contaminada ingerida pelo suíno e seu estado nutricional ^6,16,57, sendo que os sinais mais relatados na literatura são o atraso no crescimento, carcinogênese, imunossupressão, teratogênese e hepatopatias agudas, subagudas e crônicas ^65,77,83. O efeito mais pesquisado sob AFLA é a imunossupressão, já que esta causa um aumento a susceptibilidade em diversas doenças infecciosas, além de resultar em falhas em tratamentos farmacológicos e em programas de vacinação ⁶.

Sobre a queda da fertilidade por ZEA ^60,80 pode ser explicada através da similaridade das zearalenonas com os estrógenos causando hiperestrogenismo, ou seja, produção excessiva de hormônios sexuais ⁴⁵, esse dado na criação de suínos acarreta diminuição na taxa de nascimento por porca ao ano e aumento da taxa de descarte dos reprodutores. As fêmeas suínas demonstram-se os mais susceptíveis a ZEA apresentando com mais evidência o inchaço e a vulva avermelhada, prolapso retal e vaginal, hipertrofia uterina e atrofia ovariana em matrizes, em função principalmente do quadro de pseudogestação pela manutenção de corpo lúteo ². Em reprodutores suínos machos a redução do a libido provoca discreta redução na qualidade espermática ^21,23.

Nas aves, os sinais clínicos da FUMO são perceptíveis como inapetência, prostração, icterícia e síndrome hepática, ocorrendo cinco dias após a ingestão de ração contaminada ⁷³. Ao contaminar propositadamente as dietas de leitões machos e fêmeas com toxinas ⁵³ observa que ocorreram imunossupressão em ambos os sexos, porém os machos apresentaram maior imunossupressão. O principal efeito da DON em suínos é a queda no consumo, apesar de não ser tão tóxica como a T-2, também apresentando sérias consequências em relação aos aspectos produtivos ^78,84.

Os suínos e outros monogástricos apresentam a maior sensibilidade a toxina tricotecenos (TCT) seguidos pelas aves ¹⁹. As intoxicações por TCT acarretam recusa de alimentos, vômito, piora na conversão alimentar e diarreia ^14,50 relataram um decréscimo no consumo em suínos quando presente em concentrações acima de 2 ppm na dieta. A toxicose por OTA ¹⁷ descreveu a intoxicação com sinais clínicos caracterizados por polidipsia e poliúria, além de lesões renais em suínos. Em geral nos suínos, as micotoxinas desencadeiam problemas relacionados como baixa na imunidade, surgimento de doenças, redução do ganho de peso, prejuízos reprodutivos e de produção ⁸. Devido a similaridade de sinais clínicos com outras doenças, a maior parte dos profissionais tem dificuldade em atestar a causa dos prejuízos decorrentes dessa toxicose.

Efeito metabólico das micotoxinas em leitões

Uma das preocupações atuais é em relação a presença de contaminantes nas rações de animais jovens, já que estes contaminantes podem permanecer retidos na carne como ractopamina, pesticidas e micotoxinas ⁹.

Existem fatores que interferem na qualidade da carne suína como as contaminações químicas, microbiológicas ou toxicológicas. Atualmente a contaminação toxicológica em grãos assume papel importante, pois pode ocorrer em qualquer fase do desenvolvimento do suíno, com maior vulnerabilidade para os leitões.

A aflatoxina B1 (AFB1) é metabolizada pelo fígado desses animais através do sistema enzimático citocromo P450 para um metabólito de maior poder cancerígeno AFB1-8,9- epóxido (AFBO) ou para formas um pouco menos mutagênicas como os AFM1, Q1 ou P1 ⁵⁹.

Diferentes micotoxinas já foram encontradas nas carnes de suínos comercializadas, como: aflatoxina ^3,22,24,47, com zearalenona ⁴ e a ocratoxina ³⁵. Resultados indicam que o consumo da ração contaminada por micotoxinas interferiu negativamente com o desenvolvimento da imunidade adquirida e aparentemente aumentou a severidade da infecção com o Erysipelothrix rhusiopathiae em leitões não vacinados e desafiados ⁶.

A intoxicação crônica em leitões manifesta-se com a diminuição no ganho de peso e conversão alimentar, inapetência, má aparência geral e diarreias ¹². Com a progressão para os suínos em estágios finais de intoxicação ocorrem frequentemente sinais de ataxia e icterícia. Ingestão de doses de 200 μg/kg de OTA na ração foram suficientes para que ocorrerem nefropatias representada por lesões nos rins e a mortalidade pode chegar a 90% nos lotes de leitões afetados ³⁸.

Os tricotecenos (TCT) em leitões atuam inibindo a síntese proteica, o que afeta principalmente células em divisão ativa, como as do trato gastrointestinal, pele e células linfóides, eritróides e órgãos vitais ¹⁷. Dawson et al. ¹⁴ relataram decréscimo no consumo de ração quando presente TCT em concentrações acima de 2 ppm na dieta.

Prevenção da contaminação por micotoxicoses em suínos

Os principais métodos de prevenção estão relacionados em evitar a sua produção, monitorar os cereais e seus subprodutos com análises micotoxicológicas e utilizar aditivos anti-micotoxinas (AMs) ou adsorventes na alimentação animal para evitar sua absorção no trato gastrointestinal, sendo este último o método mais utilizado em suínos ⁸¹.

Os critérios para determinar se o processo de descontaminação pode ser aceito foi instituído de acordo com a organização ²³ o qual deve: destruir, inativar ou eliminar a toxina; não produzir resíduos tóxicos ou carcinogênicos nos produtos finais, ou em alimentos obtidos a partir de animais que se alimentaram de uma dieta detoxificada; manter o valor nutritivo e a aceitabilidade do produto; não alterar as propriedades tecnológicas importantes de forma significativa; destruir todos os esporos e micélios fúngicos para que não possam, em condições favoráveis, proliferar e produzir novas micotoxinas ²⁵.

Para atingir tal objetivo, medidas preventivas devem ser adotadas como desenvolvimento de variedade de plantas resistentes, técnicas agrícolas adequadas, métodos eficientes de armazenagem e transporte ⁸³. Outra medida é a implementação de programas que permitam a adoção de medidas apropriadas para prevenir e/ou reduzir o surto por contaminação.

Em geral, a indústria de produção animal obtém desempenhos subótimos nos sistemas de produção mesmo com manejo e as instalações com adequado controle ³³. As indústrias possuem estratégias adotadas antes ou pós-colheita mais apropriadas, porém estas dependem das condições climáticas de cada ano, em particular da colheita desses grãos. O grão sujo contém mais micotoxinas que grão limpo, já que os fungos tendem a crescer em grãos sujos e danificados ¹⁰.

Os grãos de má qualidade têm o valor nutritivo prejudicado em relação ao grão normal, por alteração da composição química, diminuição da biodisponibilidade de alguns nutrientes, presença de fatores antinutricionais e proliferação de fungos com ou sem produção de micotoxinas ⁷⁵. Os fatores primordiais para controle de desenvolvimento de fungos nos grãos armazenados: teor de umidade abaixo de 12%, umidade relativa abaixo de 60%, temperatura de armazenamento abaixo de 20%, limpeza dos grãos evitando os quebrados, controle de insetos e roedores, condições de estresse como geadas, calor e alteração de pH ³⁶.

Métodos de descontaminação por fungos

Os métodos biológicos ainda não são muito praticados, pois estes baseiam-se na fermentação com microorganismos. Como a conversão da AFBA1 através da fermentação com o Flavobacterium auranticum em produto sem princípio tóxico, porém o processo da conversão é lento e pode ser incompleto ³¹.

Os métodos físicos como a moagem tem apresentado sucesso para o controle para deoxinivalenol e a separação por densidade consegue reduzir os níveis de TCT e ZEA. O carvão ativo é um adsorvente parcialmente efetivo na redução da ação da toxina T-2, comprovado pela diminuição de lesões orais em animais de laboratório, porém ainda ocorre a mortalidade ⁴⁶.

O método químico como a detoxificação usa a alta pressão ou extração, e um solvente orgânico ou uma combinação destes tem sido testada para o controle de AFLA desde de 1960.

Outra maneira de descontaminação é pelo processo fermentativo, assim o tempo da fermentação dos grãos de trigo contaminados no pão com deoxinivalenol foi observado uma redução dos níveis de contaminação atribuída à fermentação e ao processo térmico ao qual o pão foi submetido. Esta descontaminação ocorreu devido à possibilidade da levedura poder adsorver as toxinas presentes, reduzindo assim a contaminação ^43,46.

Também o comprimento de onda da luz e intensidade adequada pode alterar o metabolismo secundário de espécies produtoras de toxina, inclusive ocasionando sua inibição. A luz vermelha e azul, em particular, tem propriedade de inibição no crescimento e na biossíntese da toxina, especialmente de espécies produtoras de OTA ⁸¹. Os métodos citados para descontaminação podem estar associados ou isolados, todavia os resultados ainda são incertos quanto a sua efetividade.

Uma outra maneira é o processo de peletização da ração, em razão da exposição ao calor e à umidade ocorre alteração nas cadeias de amido. Após o condicionamento na peletizadora o produto é levado para uma câmara de compressão e comprimido, forçando a sua passagem por matrizes que formam os péletes que são resfriados, triturados ou não, dependendo da destinação final da ração ¹¹. A ração balanceada é um componente fundamental para o controle adequado do processo de produção das rações que são fornecidas aos leitões e suínos adultos ⁸².

Características dos adsorventes usados na ração

Um adsorvente de micotoxinas é um material inerte, com capacidade de se fixar na superfície da micotoxina, e sair do organismo junto com as fezes, evitando que a micotoxina seja absorvida pelo animal ⁵. Na indústria de produtos para alimentar animais, empregam-se argilas selecionadas e processadas ⁵¹, como o uso de argilas organofílicas no mercado de ração animal, já que essas têm caráter hidrofóbico, ou seja, adquirem afinidade com os compostos orgânicos. Para que um produto seja liberado para comercialização no Brasil, este deve ser devidamente registrado no Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) e as metodologias descritas para estes estudos foram desenvolvidas há praticamente 20 anos ^62,67 utilizaram como veículo para a aflatoxina, uma solução hidroalcoólica.

A metodologia de avaliação in vitro de adsorventes de micotoxinas ^26,28 com características semelhantes àquela posteriormente apresentada ³⁸, contudo apresentam características distintas com relação ao procedimento como a quantidade das enzimas ⁴¹.

A utilização de modelos do trato gastrointestinal de animais é extremamente útil no caso de avaliação de adsorventes inorgânicos específicos. Algumas reações químicas podem ser catalizadas pelo adsorvente quando em solução hidroalcoólica, o que não ocorre em testes que utilizam o modelo do tratogastrointestinal ⁴¹.

O cálculo da adsorção in vitro é feito baseado na resposta cromatográfica, utilizando tanto a cromatografia liquida normal (HPLC) quanto os modernos sistemas de cromatografia acoplada a espectrometria de massa (GCMS e LCMS/MS), do suco contendo o adsorvente frente a um suco sem a presença do mesmo ⁶⁰.

Os adsorventes inorgânicos como aluminosilicatos hidratados de sódio o (HSCAS), zeolitas, bentonitas, entre outros, podem adsorver micotoxinas específicas. Estes são considerados baratos e inertes a nível nutricional, entretanto, possuem baixa proteção contra as micotoxinas ⁷¹. Já os adsorventes orgânicos são as substâncias extraídas de leveduras, como Saccharomyces cerevisiae que possuem capacidade de adsorver diversas micotoxinas, e estes adsorventes são casca de aveia, farelo de trigo, celulose, pectina e extratos de parede celular de levedura. Além de serem considerados materiais biodegradáveis também são incluídos em baixos níveis já que possuem grande área de superfície ⁵¹.

Inclusão de adsorventes da ração

Os adsorventes são produtos de alto valor no setor farmacêutico na agroindústria de alimentação animal com o objetivo de reduzir a absorção das mesmas pelo trato gastrointestinal de suínos ⁴⁹. Os adsorventes para micotoxinas são como a ferramenta mais utilizada em nutrição animal contra estes compostos ³⁰ e reportaram uma aderência de 95% para a ZEA, 77% para as FUMO e de 12% para VON ao se utilizar glucomanano modificado (Mycosorb®) como adsorvente ³².

Os principais inibidores das micotoxinas foram a combinação de ácidos orgânicos (propiônico, sórbico e acético); combinação de sais e ácidos orgânicos (propionato de cálcio e sorbato de potássio) e o sulfato cúprico, líquido ou sólido ². A adição de ácido propiônico, a adição de isobutirato de amônia, aminoácidos sulfurados, vitaminas e antioxidantes como o BHT ³¹ também são considerados inibidores. Entretanto, a literatura cita que BHT é possível agente carcinogênico ⁴⁵, no caso de AFLA esses adsorventes são estudados para a diminuição desta absorção ¹⁵. Outros autores defendem o uso de adsorventes é um recurso mediador para a utilização de rações com cargas de micotoxinas elevadas para o consumo animal ⁵⁵.

A inclusão dos adsorventes na ração está diretamente relacionada com a capacidade de ligação de determinado adsorvente à micotoxina e principalmente quanto ao grau de contaminação da dieta. Contudo, altos níveis de inclusão de adsorventes poderão alterar as propriedades físicas da dieta e assim comprometer todo o processamento. Para ocorrer uma perfeita ligação é necessária uma adsorção física e a adsorção química envolvendo ligação iônica ou covalente ⁸³.

Para que um adsorvente esteja em pleno contato com as micotoxinas qualquer produto que se utilize como um adsorvente precisa ter o tamanho de partículas bastante reduzido para poder atingir uma grande superfície de absorção ⁵⁴. Os benefícios gerais promovidos pela inclusão dos adsorventes incluem a fermentação seletiva por parte de bactérias benéficas, com consequente redução de patógenos ⁷⁶ nos suínos, além da adsorção de bactérias patogênicas por meio de ligações específicas com receptores fimbriais ^34,37 e também a estimulação do sistema imune do hospedeiro ⁶⁰ justificando o conhecimento da imunonutrição no processo de descontaminação.