Efectos adversos de la zearalenona en la reproducción de los cerdos

Rocío Magdalena Alonso Hernández
Roberto Martínez Gamba.

Introducción

La zearalenona (ZEA), es una de las diversas micotoxinas producidas por el metabolismo de hongos del género Fusarium, principalmente F. graminearum, F. roseum, F. culmorum, F. cerealis, entre otros. Se encuentra como contaminante en la mayoría de los granos utilizados en la alimentación de los cerdos, principalmente en el maíz, pero también en otros cereales como trigo, avena, cebada y sorgo. Los factores que predisponen el crecimiento de estos hongos son la presencia de humedad en el grano especialmente por arriba del 14%, la alternancia de temperaturas entre 12 -15°C y los granos cribados o rotos.

Los cerdos son una de las especies más susceptibles a la zearalenona por el tipo de metabolismo de la micotoxina y el elevado consumo de granos en la dieta, lo cual los predispone a una exposición constante. La zearalenona es de gran importancia en la producción porcina debido a los efectos negativos que ocasiona en la salud de los cerdos, los cuales ocurren principalmente en el sistema reproductivo, originando problemas de falla reproductiva en los animales del pie de cría y en las hembras de reemplazo.

Metabolismo de la Zearalenona

Después de ser ingerida, la zearalenona se absorbe rápidamente, para posteriormente metabolizarse en dos fases; durante la fase l se absorbe en el intestino y se metaboliza en α y b-zearalenol, los cuales presentan una toxicidad mayor que la micotoxina original. Estos metabolitos tienen una conformación similar al estradiol, actuando como pseudo estrógenos con alta afinidad para unirse a los receptores de estrógenos, glándula mamaria, hígado e hipotálamo.

En la fase ll se producen derivados conjugados con glucosa, sulfato y ácido glucurónico en el metabolismo enterohepático y pierden su potencia estrogénica y finalmente se excretan en la bilis y orina después de 4 a 5 días. En la actualidad se han descrito más de 30 formas modificadas de la zearalenona.

El α-zearalenol es el metabolito más comúnmente observado en los cerdos y presenta la mayor actividad estrogénica comparada con la micotoxina original y con otros metabolitos. Los receptores de estrógenos presentan una mayor afinidad hacia el α-zearalenol y por consecuencia los cerdos son una de las especies más susceptibles. Se ha informado que la actividad estrogénica del α-zearalenol es de 3 a 100 veces superior a la de la zearalenona.

Signos clínicos

La respuesta de los cerdos depende de varios factores, entre ellos la dosis, el tiempo de exposición, la edad y el estado reproductivo (prepuberal, ciclando o gestante) y en los casos más graves puede llevar a la eutanasia del animal. Cuando la zearalenona y sus metabolitos se unen a los receptores de estrógenos como agonistas y antagonistas mixtos, éstos compiten con los estrógenos endógenos para interferir en la liberación de la hormona gonadal del ovario, afectando la expresión y función de los receptores hormonales.

En las cerdas jóvenes, el consumo de niveles bajos de zearalenona y α-zearalenol pueden no producir síntomas, pero los tejidos pueden presentar alteraciones sin afectar el rendimiento de los animales. La zearalenona produce síntomas desde relativamente leves como persistencia del cuerpo lúteo o pseudogestación e hinchazón de la vulva, hasta otros más graves, como prolapso de órganos pélvicos, infertilidad y muerte embrionaria.

Estos metabolitos son capaces de inducir un síndrome descrito como hiperestrogenismo, donde los órganos blanco principales son el tracto reproductivo y la glándula mamaria. Los signos clínicos más observados son: edema de la vulva y la glándula mamaria, vulvovaginitis, agrandamiento del útero, quistes ováricos y alteraciones en la maduración de los ovocitos.

En cerdas prepúberes, concentraciones bajas de 1-5 ppm ocasionan vulvovaginitis donde se observa edema y tumescencia de vulva y vagina. También se puede presentar un desarrollo mamario precoz, tenesmo y prolapso rectal. Las cerdas expuestas a una alta concentración de zearalenona (5-250 mg/kg en el alimento o 200-1000 mg/kg de peso corporal por día) pueden desarrollar una inflamación crónica del tracto genital. En cerdas sexualmente inmaduras provoca atresia de los folículos ováricos y cambios apoptóticos en las células de la granulosa, aumenta la proliferación celular en el útero y el oviducto. Al exponer ovocitos de cerdas a una concentración de 7,5 µM de α-zearalenol durante 48 horas, se observó la disminución de la tasa de maduración.

En un estudio reciente, se investigaron los efectos de la zearalenona (1,04 mg/kg en la dieta) durante 35 días, en los ovarios de cerdas destetadas de 42 días de edad. Los resultados indicaron que la zearalenona reguló al alza la expresión de los receptores de FSH, LH y GnRH, lo que resultó en un aumento significativo de las concentraciones séricas de estradiol, FSH y GnRH y, por lo tanto, la alteración del desarrollo ovárico de las cerdas, mediante la alteración de las hormonas reproductivas (Boyang et al., 2021).

Cuando la cerda se encuentra en la parte media del ciclo estral, se puede inducir el anestro con concentraciones de 3-10 ppm, debido a la acción luteotrópica de la micotoxina. El anestro y la progesterona pueden persistir por meses, aun cuando la exposición a la zearalenona haya cesado. Se ha reportado la capacidad de los metabolitos de zearalenona para afectar la producción de esteroides en células de la granulosa porcina. El efecto predominante del α-zearalenol parece ser inhibidor de producción de progesterona en cerdos, similar a los efectos del estrógeno en la producción de progesterona por parte de las células de la granulosa porcina.

En un estudio en cerdas de 6 meses, se administró una dosis de 6 mg/día en el alimento durante 21 días para determinar las concentraciones de zearalenona no conjugada y α-zearalenol en los tejidos reproductivos. Se encontraron las mayores concentraciones de zearalenona en el cuello uterino (en relación con otros tejidos analizados; vagina anterior, vagina posterior y ovarios), lo que sugiere que la zearalenona se acumula más en este tejido. La acumulación en el cérvix puede tener implicaciones en el rendimiento del tejido y la salud reproductiva en general (Pack et al., 2020).

Una concentración de 300 ppb de zearalenona en el alimento de cerdas durante la última semana de gestación y la lactancia resultó en la disminución del grosor de la grasa dorsal, de los niveles de leptina y estradiol séricos. El grosor de la grasa dorsal al final de la gestación predice el rendimiento del calostro, lo que es importante ya que el contenido de grasa en la leche de las cerdas varía en función del espesor de la grasa dorsal. Esta exposición dietética fue suficiente para aumentar significativamente los niveles de α-zearalenona en el calostro de las cerdas y en el suero de los lechones.

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Figura 1. Cerda con edematización y aumento de tamaño de la vulva.

Por otra parte, se ha establecido que, en cerdas alimentadas con altas concentraciones de zearalenona, se observa un menor número de lechones por camada al parto. Esta anomalía parece tener más susceptibilidad de presentarse a los 7-10 días post servicio. La viabilidad de los embriones individuales no sobrepasa los 21 días. Una concentración de 22,1 ppm en la dieta disminuye el número de cuerpos luteos, el peso de los ovarios y el número de embriones vivos, pero aumentó el número de lechones muertos y los abortos.

Efectos en los lechones

La exposición de los lechones a la zearalenona puede darse tanto en el útero como durante la lactación. La zearalenona y sus metabolitos están presentes en la leche cuando las cerdas son expuestas a concentraciones altas en la dieta. La exposición en el útero se considera actualmente como la principal fuente de hiperestrogenismo inducido en lechones recién nacidos. Esto se conoce como síndrome de hiperestrogenismo neonatal, cuyos signos clínicos incluyen: hinchazón de vulva y pezones, infiltración edematosa en la región perineal, abdomen y ombligo con inflamación exudativa y necrosis de pezones.

Otros signos son el agrandamiento de los genitales externos, los ovarios y útero, maduración de folículos ováricos, y proliferación epitelial en la vagina. También se observa un aumento en el número de lechones temblorosos y con las patas abiertas o hipoplasia miofibrilar (splay leg).

La exposición a la zearalenona durante la lactancia se ha asociado a un “agotamiento” de la reserva de gametos presentes en los ovarios de los lechones hembra, debido a la disminución de estradiol causada por la micotoxina.

Investigaciones in vivo en lechones posdestete sugirieron que la zearalenona a 1,04 mg/kg aceleró el desarrollo de los ovarios.
Concentraciones de 2 ppm en la dieta, desde el día 30 de gestación hasta el destete provocó efectos estrogénicos en los testículos, en el peso del útero y ovarios en lechones a los 21 días de edad, pero no afectó el rendimiento reproductivo posterior (Yang et al., 1995 cit. por Zimmerman, 2012).

En un estudio con lechonas destetadas a los 21 días, la adición de 3,2 mg/kg de zearalenona en la dieta durante 18 días disminuyó los niveles séricos de la hormona luteinizante, mientras que una concentración de 2,0 mg/kg o más incrementó los niveles séricos de prolactina. Los animales mostraron un aumento en el tamaño de los órganos genitales, con hiperplasia de la musculatura lisa del cuerpo uterino de forma dependiente de la dosis. También se conoce que la alimentación de lechones durante cinco semanas con pienso contaminado con zearalenona en concentraciones de hasta 0,42 mg/kg, aumentó significativamente el peso medio de los úteros.

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Figura 2. Lechón con signos de hiperestrogenismo. Se observa inflamación y enrojecimiento de la vulva.

Efectos en los verracos

La zearalenona se ha asociado con diversas alteraciones reproductivas, como la reducción de los niveles de testosterona sérica, la libido (40 mg ZEN/kg de alimento entre las 14 y 18 semanas de edad), el peso testicular (reducción del 30% tras la ingestión de 0,5-0,6 mg de ZEN/kg durante 64 días) y la espermatogénesis (9 mg de ZEN/kg desde los 32 días de edad hasta los 145 o 312 días de edad).

Se han demostrado los efectos tóxicos in vitro en el semen de verracos. Los metabolitos α y b-zearalenol pueden ocasionar disminución de la viabilidad de los espermatozoides y su motilidad progresiva. En un estudio in vitro con verracos activos de 13-14 meses, las concentraciones ≥ 62,8 µM de zearalenona indujeron importantes efectos negativos en las características del semen como mayor número de espermatozoides inmóviles y espermatozoides móviles no progresivos, lo que podría afectar su capacidad de fecundación in vivo y en consecuencia el rendimiento reproductivo.

La zearalenona y el α-zearalenol pueden reducir la capacidad de los espermatozoides del verraco para unirse a la zona pelúcida y afectar a la integridad de la cromatina del esperma, reduciendo la capacidad de fecundación y el desarrollo embrionario normal. También afecta la funcionalidad de la membrana espermática, lo que se ha correlacionado con la motilidad y la morfología de los espermatozoides. La integridad de la membrana es vital para la supervivencia de los espermatozoides en el tracto reproductivo de la hembra, lo que está relacionado con el tamaño de la camada, así como con la fertilidad in vitro.

La zearalenona podría interferir con la síntesis y el metabolismo de hormonas esteroides al interactuar con los receptores de estrógeno en los testículos, que desempeñan el papel de factor de transcripción en el crecimiento, la proliferación y la diferenciación. Otras alteraciones reportadas son el agrandamiento prepucial y de las glándulas mamarias, sin embargo, los verracos maduros no presentan complicaciones o no parecen verse afectados con concentraciones de hasta 200 ppm en la dieta.

Diagnóstico

Los alimentos sospechosos deben ser analizados para detectar la presencia de zearalenona. Las muestras de alimento y granos al momento de la presentación de los signos pueden no representar el alimento contaminado que inició el problema. Se recomienda almacenar a largo plazo una muestra representativa de cada dieta mezclada hasta la comercialización de los cerdos o hasta un mes posterior a la fecha de consumo, estas muestras deben contener los datos de la fecha y el origen del alimento.

En la actualidad, el análisis de las raciones es la principal herramienta para ayudar al diagnóstico de los trastornos inducidos por la zearalenona en las explotaciones. Se han establecido varios métodos analíticos para caracterizar la zearalenona y sus formas en los piensos, incluyendo el ensayo por inmunoadsorción ligado a enzimas (ELISA), Cromatografía Líquida acoplada a Espectrómetros de Masa en Tándem (LC-MS/MS), Cromatografía Líquida de Alta Eficacia (HPLC), Cromatografía Líquida – Espectrometría de Masas (LC-MS) y Cromatografía de Gases – Espectrometría de Masas (GC-MS).

Una opción práctica es llevar a cabo un kit de prueba ELISA rápido en situaciones de campo y posteriormente validar los resultados de la prueba con cromatografía líquida acoplada a espectrómetros de masa en tándem (LC-MS/MS) en un entorno de laboratorio.

Los análisis de las raciones no brindan datos sobre la exposición individual de los animales debido a las diferencias en el consumo de alimentos, absorción, el metabolismo y excreción entre los animales. Una alternativa al análisis de piensos es la medición de biomarcadores específicos de la zearalenona en matrices biológicas como heces, bilis, o tejidos, lo que permitiría realizar un diagnóstico a un nivel más individual, pero el establecimiento de valores de referencia para las concentraciones de zearalenona toxicológicamente relevantes en matrices biológicas no es factible en la actualidad. Estos métodos diagnósticos para cuantificar la concentración de zearalenona y sus metabolitos en muestras biológicas son usados con fines clínicos o de investigación.

Tratamiento

En algunas ocasiones los síntomas pueden desaparecer al sustituir el alimento, mientras que otros pueden persistir, aunque la exposición a la zearalenona haya cesado. La reversión de los efectos depende de la naturaleza del efecto, la edad y el estado reproductivo de los cerdos. En casos graves, como en el prolapso rectal y vaginal, puede ser necesario el tratamiento médico y la reparación quirúrgica. Los cuerpos lúteos retenidos responden a la administración de una dosis de 10 mg de prostaglandina F2α (PGF2α), o dos dosis de 5 mg en días sucesivos.

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Control y prevención

Cuando las micotoxinas ya se encuentran presentes en los piensos es difícil reducir su concentración y toxicidad debido a la estabilidad de estos compuestos. El control y prevención se basa en diversas acciones correctivas; inicialmente retirar el alimento y realizar el cambio de la fuente de alimentación. Posteriormente la inspección de los silos de almacenamiento del grano, el equipo de mezcla y los comederos con el objetivo de identificar los mohos y olor a humedad. Se recomienda la limpieza del equipo y la desinfección de las zonas de almacenamiento con hipoclorito de sodio.

Otra práctica consiste en diluir el grano contaminado con grano “limpio” o no contaminado para reducir los efectos de las micotoxinas, pero el grano húmedo o contaminado podría introducir nuevos hongos y contaminación.Efectos adversos de la zearalenona en la reproducción de los cerdos Efectos adversos zearalenona cerdos 3

La aplicación de aditivos captadores de micotoxinas en la dieta puede ser de utilidad cuando las condiciones de almacenamiento son adversas o se presenta un alto porcentaje de humedad del grano. Inhibidores de moho como el propionato de sodio o de calcio pueden reducir o retrasar el crecimiento del moho, pero estos inhibidores no destruyen las toxinas preformadas. El uso de adsorbentes minerales, como la bentonita, la zeolita, la montmorillonita y el aluminosilicato de sodio hidratado, pueden ligar o absorber micotoxinas en sus espacios intercalares, superficie externa y bordes. Una vez que se aplican estos adsorbentes minerales o se cambia la ración por una que tiene grano no contaminado, es necesario considerar que los animales requieren un periodo de 60 días de desintoxicación

Las micotoxinas pueden afectar de manera significativa la salud de los cerdos, por lo que es necesario contar con un programa de prevención mediante el monitoreo adecuado de las materias primas usadas en la alimentación, las condiciones de almacenamiento y el uso de aditivos para disminuir el crecimiento de los hongos en el alimento y así disminuir las pérdidas económicas que esto representa en la producción de cerdos.

Referencias

1. Bertero, A. Moretii, A. Spicer, L.J. Caloni, F. (2018) Fusarium Molds and Mycotoxins: Potential Species-Specific Effects. Toxins. Vol. 10. No. 6.
2. Chen, X.X. Yang, C.W. Huang, L.B. Niu, Q.S. Jiang, S.Z. Chi, F. (2015) Zearalenone Altered the Serum Hormones, Morphologic and Apoptotic Measurements of Genital Organs in Post-weaning Gilts. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. Vol 18. No 2. Pp. 171-179.
3. Dolenšek, T. Švara, T. Knific, T. Gomba, M. Luzar, B. Strajn, J. (2021). The Influence of Fusarium Mycotoxins on the Liver of Gilts and Their Suckling Piglets. Animals (Bassel). Vol. 11. No.9.
4. Elliot, C.T. Connolly, L. Kolawole, O. (2019). Potential adverse effects on animal health and performance caused by the addition of mineral adsorbents to feeds to reduce mycotoxin exposure. Mycotoxin Research. 36 (1) Pp. 115-126.
5. Guerre, F. (2016). Worldwide Mycotoxins Exposure in Pig and Poultry Feed Formulations. Toxins. Vol 8. (12).
6. Grave, X.B. Saltzmann, J. Laurain, J. Rodriguez, M.A. Molist, F. Danicke, Sven. Santos, R.R. (2021). Transmission of Zearalenone, Deoxynivalenol, and Their Derivatives from Sows to Piglets during Lactation. Toxins 13. Vol.1.
7. Liu, J. Applegate, T. (2020). Zearalenone (ZEN) in Livestock and Poultry: Dose, Toxicokinetics, Toxicity and Estrogenicity. Toxins. Vol 12 (6).
8. Pack, E. Stewart, J. Rhoads, M. Knight, J. De Vita, R. Clark-Deener, S. Schamle, D.G. (2020). Quantification of zearalenone and α-zearalenol in swine liver and reproductive tissues using GC-MS. Toxins: X. Vol 8.
9. Pauka, I.H. Koch, F.J. Schaumberger, S. Woechtl, B. Novak, J. Sulyok, M. Nagl, V. (2018). Current challenges in the diagnosis of zearalenone toxicosis as illustrated by a field case of hyperestrogenism in suckling piglets. Porcine Health Management. Vol. 4.
10. Pierron, A. Alassane-Kpembi, I. Oswald, P.I. (2016) Impact of mycotoxin on immune response and consequences for pig health. Animal nutrition. Vol 2. No. 2. Pp. 63-68.
11. Tassis, P.D. Tsakmakidis, I.A. Nagl, V. Reisinger, N. Tzika, E. Gruber-Dorninger, C. Michos, I. Mittas, N. Basioura, A. Schatzmayr, D. (2020). Individual and Combined In Vitro Effects of Deoxynivalenol and Zearalenone on Boar Semen. Toxins. Vol 12.
12. Tiemann, U. Danick,S. (2007) In vivo and in vitro effects of the mycotoxins zearalenone and deoxynivalenol on different non-reproductive and reproductive organs in female pigs. Food Additives and Contaminants. 24 (03).
13. Tkacyk, A. Jedziniak, P. (2021). Mycotoxin Biomarkers in Pigs-Current State of Knowledge and Analytics. Toxins. Vol. 13 (8).
14. Boyang, W. Yuan, X. Yang, W. Jiao, N. Yang, L. Liu, F. Mei, L. Yang, Z. Huang, L. Jiang, S. (2021). The Effects of Zearalenone on the Localization and Expression of Reproductive Hormones in the Ovaries of Weaned Gilts. Toxins (Bassel). Vol 13. (9).
15. Zimmerman, J.J. Karriker, L.A. Ramirez, A. Schwartz, K.J. Stevenson, W.G. (2012) Diseases of swine: Cap 69: Mycotoxins in Grains and Feeds. 10th ed. Wiley Black-well Inc.

Artículo publicado en Los Porcicultores y su Entorno Marzo- Abril 2022

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