Prevention of deoxynivalenol toxicity in broiler chickens by means of detoxifying agents

Resumen

Las micotoxinas representan un peligro para la salud animal y humana. El deoxinivalenol (DON) es la micotoxina que más frecuentemente contamina los cereales tanto en países desarrollados como en vías de desarrollo. Debido a sus dietas a base de cereales, la presencia del DON en el alimento de las aves genera serias pérdidas económicas. El método más utilizado para detoxificar las micotoxinas presentes en los piensos es el tratamiento con adsorbentes o la biotransformación de las micotoxinas en el tracto gastrointestinal. Su eficacia real, más allá de los posibles resultados prometedores observados en ensayos in vitro, debe ser siempre evaluada en ensayos in vivo, poniendo de manifiesto su efecto protector mediante la observación de la evolución de biomarcadores específicos relacionados con la toxicidad de las micotoxinas. El objetivo de esta tesis fue desarrollar un modelo in vivo, y luego evaluar in vivo la eficacia de productos detoxificantes de DON, en base a biomarcadores específicos y no específicos, en pollos de engorde. La introducción general de esta Tesis comienza con una descripción general del DON. A continuación, se han reportado los biomarcadores específicos y no específicos de toxicidad por DON en pollos. Por último, se ha realizado una descripción general de los productos detoxificantes de DON. El primer capítulo muestra los resultados de la cinética del DON en plasma de los pollos broilers, realizada mediante bolo oral o inyección intravenosa de 0.75 o 2.25 mg de DON/kg de peso vivo. Este estudio de toxicocinética se realizó con el objetivo de identificar a qué compartimento biológico era probable que llegara el DON y especificar en qué forma lo hace (compuesto inicial o metabolitos). El análisis de plasma por LC-MS/MS reveló que el DON no se pudo cuantificar después de la aplicación de bolo oral, indicando la muy baja biodisponibilidad del DON en pollos de engorde. La evaluación de los parámetros toxicocinéticos después de la inyección intravenosa reveló la metabolización del DON en DON-3-sulfato, su rápida eliminación y excreción en pollos de engorde. Los capítulos 2 y 3 muestran el desarrollo de un modelo in vivo en pollos de engorde, que permite evaluar los efectos tóxicos del DON, e identificar los biomarcadores más relevantes (específicos y no específicos). Se realizó un ensayo con 45 pollos broiler machos Ross 308 de un día de vida durante 42 días, distribuidos en 3 grupos experimentales: grupo control (T1), grupo alimentado con 5 mg/kg de DON (T2) y grupo alimentado con 15 mg mg/kg de DON (T3). El DON y el DON-3 S en plasma, hígado y excretas fueron como biomarcadores específicos (capítulo 3). Los parámetros no específicos evaluados fueron: parámetros productivos, peso relativo de órganos, morfología e histología del intestino delgado, bioquímica de sangre, reacción frente al miedo y el color de las patas (capítulo 2), hematología de sangre, respuesta a las vacunas comunes, IL-8 en plasma, expresión relativa de los genes IL-6, IL-1β, IFN-γ e IL-10 en yeyuno, índice de estrés (proporción de heterófilos a linfocitos) y corticosterona en plasma (capítulo 3). El DON solo se cuantificó en las excretas, lo que sugiere una baja biodisponibilidad, una acumulación limitada y una rápida excreción. El DON-3S fue cuantificado en todas las matrices biológicas, indicando que el DON-3S es el metabolito más adecuado como biomarcador de exposición al DON en pollos de engorde. Con 5 mg de DON/kg de alimento, la creatina quinasa disminuyó y la IL-1β, IL-6 e IFN-γ aumentaron. Con 15 mg de DON/kg de alimento, el índice de conversión se alteró negativamente, el colesterol en sangre y los glóbulos rojos disminuyeron. A ambos niveles ensayados, los pesos relativos de molleja y timo, la longitud del intestino delgado y la IL-8 plasmática aumentaron. Sin embargo, el peso relativo del intestino delgado, el colon y la bolsa de Fabricius, la densidad del intestino delgado (peso/longitud), la hemoglobina y la corticosterona plasmática disminuyeron. Así, se puede considerar que los parámetros específicos y no específicos afectados significamente por el pienso contaminado podrían ser relevantes para evaluar la eficacia de los agentes detoxificantes de micotoxinas en pollos de engorde. En el capítulo 4 se evaluó in vivo la eficacia de diferentes productos detoxificantes de DON (MFA, IMP y MDE), en base a los biomarcadores previamente seleccionados en los capítulos 2 y 3, así como otros biomarcadores añadidos (DOM-3 sulfato, DOM-1 en excretas, triglicéridos en suero, expresión relativa de los genes IL-8 y TNF-α en yeyuno y corticosterona en plumas). Se realizó un ensayo con 384 pollos de engorde machos (Ross 308) de 1 día de edad que recibieron dietas durante 42 días, formuladas como: alimento no contaminado (control), alimento contaminado, control + 0.2% MFA, alimento contaminado + 0.2% MFA, control + 0.0125% IMP, alimento contaminado + 0.0125% IMP, control + 0.15% MDE, o alimento contaminado + 0.15% MDE. El DON fue la principal micotoxina presente en el alimento contaminado y las concentraciones analizadas variaron alrededor de 7mg/kg de alimento. Los biomarcadores se evaluaron a los 10 y 42 d. Se detectaron DON, DON-3S y DOM 3S en las excretas de grupos con pienso contaminado. La adición de MDE al pienso contaminado aumentó la excreción de DON, pero disminuyó la excreción del metabolito DOM-3S. La adición de MFA a la dieta contaminada aumentó la excreción de DON, lo que sugiere la eficacia de este producto para desintoxicar esta micotoxina. A los 10 d, el DON perjudicó el índice de conversión, y aumentó los niveles de colesterol y triglicéridos en suero. La adición de IMP a la dieta contaminada contrarrestó el efecto negativo sobre el índice de conversión. El efecto sobre el nivel de colesterol en suero se revirtió mediante la suplementación con MFA o IMP a la dieta contaminada. Además, a los 10 d, el DON redujo los niveles de hematocrito, hemoglobina, glóbulos rojos y monocitos en sangre. La adición de IMP a la dieta contaminada contrarrestó el efecto observado sobre los niveles de hematocrito y monocitos en sangre. A los 42 días, el DON mejoró el índice de conversión, redujo el peso relativo del hígado y el nivel de linfocitos en sangre, mientras que aumentó el recuento de glóbulos blancos, el índice de estrés (relación heterófilos/linfocitos) y el nivel de corticosterona en plumas. La adición de MFA a la dieta contaminada contrarrestó el efecto sobre el índice de estrés. En conclusión, los parámetros específicos selecionados son adecuados para evaluar la eficacia de agentes desintoxicantes del DON en pollos de engorde, y el producto MFA contrarrestó parcialmente los efectos negativos de DON.