Efectos de la zearalenona en la inmunidad y el tracto intestinal de los cerdos

La zearalenona (ZEA) es una micotoxina frecuente en materias primas para alimento balanceado y representa un riesgo relevante para la producción porcina. Los cerdos están entre las especies más susceptibles a sus efectos. Si bien esta micotoxina suele asociarse principalmente con problemas reproductivos, la evidencia también demuestra impactos importantes sobre la inmunidad y la salud intestinal, dos factores clave para el desempeño productivo.

por Konstantinos Sarantis.

 revisado por Augusto Heck y Rigoberto Coss.

Las dietas contaminadas con zearalenona pueden comprometer el sistema inmunológico de los cerdos, favorecer procesos inflamatorios y reducir la absorción de nutrientes. Por ello, identificar el nivel de contaminación por ZEA en el alimento y aplicar una estrategia integral de gestión del riesgo de micotoxinas es esencial para proteger la salud, el bienestar y la rentabilidad de la operación porcina.

La zearalenona (ZEA) es una micotoxina producida por Fusarium graminearum, F. culmorum, F. crookwellense, F. equiseti y F. semitectum. En la práctica, suele aparecer junto con el deoxinivalenol (DON), ya que los mismos hongos (F. graminearum y F. culmorum) pueden producir ambos compuestos. La contaminación por ZEA en granos puede variar considerablemente entre años, lo que refuerza la necesidad de monitoreo continuo. De acuerdo con la Encuesta Mundial de Micotoxinas de dsm-firmenich, la ZEA se detectó en 40% a 80% de las muestras de alimento para cerdos analizadas durante los últimos nueve años (Figura 1).

Una vez absorbida, la ZEA se transforma en sus principales metabolitos: α-zearalenol (α-ZEL) y β-zearalenol (β-ZEL). En cerdos, el principal metabolito es el α-zearalenol, cuya toxicidad es considerablemente mayor. Esta característica ayuda a explicar la alta sensibilidad de la especie porcina a la ZEA. Sus efectos dependen de la cantidad ingerida, el tiempo de exposición, la edad y el estado de salud del animal, por lo que el riesgo debe evaluarse de manera integral.

La ZEA es especialmente reconocida por los problemas reproductivos que puede causar. Debido a su semejanza con los estrógenos, se une a los receptores de estrógeno (ERs) y altera el equilibrio hormonal. Sin embargo, su impacto no se limita a la reproducción: también puede inducir estrés oxidativo, afectar órganos clave del sistema inmunológico e interferir con la inmunidad intestinal, con posibles consecuencias sobre la eficiencia productiva.
 

Figura 1. Prevalencia de ZEA en alimentos terminados destinados a cerdos en todo el mundo.

Fuente: Encuesta Mundial de Micotoxinas de dsm-firmenich

Los efectos de la ZEA dependen de la cantidad ingerida, el tiempo de exposición, la edad y el estado de salud del animal.

Efectos de la ZEA en la inmunidad

Los neutrófilos son esenciales para la defensa inmunitaria innata. Cuando se produce inflamación tras un desafío, migran hacia el sitio afectado y contribuyen a la fagocitosis mediante la producción de especies reactivas de oxígeno. Un estudio in vitro (Marin et al., 2010) mostró que la ZEA y sus derivados afectan negativamente la funcionalidad de los neutrófilos, al reducir su proliferación y la producción de IL-8 y O2-. Además, los metabolitos de la ZEA presentaron un efecto más marcado que la propia ZEA, lo que subraya la importancia de considerar no solo la micotoxina original, sino también sus formas metabolizadas.

En un estudio posterior in vivo realizado por el mismo grupo (Marin et al., 2013), se evaluó el efecto de la ZEA sobre el estrés oxidativo y la inflamación. Los lechones destetados fueron desafiados con ZEA (316 ppb) durante 18 días. La respuesta fue dependiente del tejido: en el hígado, la ZEA generó supresión inflamatoria asociada con disfunción hepática; en contraste, indujo inflamación en la sangre y el bazo. Estos hallazgos refuerzan que el impacto de la ZEA puede ir más allá de un único órgano o sistema.

El efecto diferenciado de la ZEA en el bazo y el hígado se demostró en otros dos estudios (Pistol et al., 2014; 2015). Los lechones intoxicados con ZEA (316 ppb) durante 18 días presentaron respuestas inmunes distintas. En el bazo, la ZEA desencadenó una respuesta inflamatoria al aumentar la síntesis y la expresión de citocinas proinflamatorias. En el hígado, en cambio, indujo hepatotoxicidad al suprimir la respuesta inflamatoria.

Skiepko et al. (2020) evaluaron el efecto de la ZEA, el DON y la combinación de ambas micotoxinas sobre la histología hepática y las características morfológicas celulares. Durante un periodo experimental de seis semanas, los lechones fueron desafiados con ZEA (40 μg/kg de peso corporal (PC) por día). La ultraestructura de los hepatocitos se vio afectada y aumentaron los depósitos de hierro. Ambas alteraciones indican intoxicación y se relacionaron con enfermedades hepáticas crónicas.

Chen et al. (2017) evaluaron los efectos de diferentes niveles de ZEA (1.1 a 3.2 ppm en el alimento) sobre parámetros inmunológicos en el bazo de cerdas jóvenes. La ingesta de ZEA provocó daño tisular y redujo la tasa de proliferación de linfocitos. También indujo cambios en la producción y expresión de citocinas.

Wu et al. (2020) evaluaron lechones alimentados con niveles crecientes de ZEA (de 200 a 1,600 ppb) durante 14 días. Como se esperaba, la ZEA indujo hiperestrogenismo y cambios en los niveles de hormonas sexuales. Además, redujo la capacidad antioxidante, un indicador de la respuesta del organismo frente a los radicales libres. También se observó un aumento en los niveles sanguíneos de aspartato aminotransferasa, una enzima hepática asociada con daño hepático. En conjunto, estos resultados muestran cómo la exposición a ZEA puede afectar parámetros fisiológicos relevantes para la salud y el desempeño de los animales.

Efectos de la ZEA en el intestino

La ZEA puede generar efectos locales al acumularse en el intestino. Esta acumulación se debe a la presencia de receptores de estradiol a lo largo del tracto intestinal (Zielonka et al., 2015). En un estudio (Piotrowska et al., 2014), se evaluó su influencia sobre la diversidad de la microbiota del colon. Las cerdas jóvenes recibieron ZEA sola o en combinación con DON (40 μg de ZEA/kg de PC/día y 12 μg de DON/kg de PC/día) durante seis semanas. La ZEA tuvo un efecto adverso sobre las bacterias aerobias mesófilas de manera dependiente del tiempo. La combinación de ambas micotoxinas alteró el metabolismo de la microbiota, lo que favoreció la formación de sustancias procarcinogénicas y evidencia la importancia de evaluar los riesgos de contaminación múltiple.

En un estudio posterior (Cieplinska et al., 2019), la exposición de cerdas jóvenes a la ZEA generó diferencias en los conteos microbianos entre los segmentos distal y proximal del intestino, así como cambios en la diversidad del microbioma. Además, aumentó los conteos de mohos y levaduras a lo largo del intestino. De manera similar, se reportaron cambios en la composición y las funciones biológicas de la microbiota en cerdos desafiados con una combinación de ZEA y DON (Le Sciellour et al., 2020). Estos cambios pueden comprometer el equilibrio intestinal, un componente crítico para la eficiencia alimenticia y la salud general del animal.

La función del sistema inmunológico está estrechamente relacionada con el complejo nervioso entérico del intestino. La estructura neuronal intestinal interactúa con los receptores de estrógeno presentes en este sitio. La administración de ZEA (10 μg/kg de PC; 6 semanas) alteró la actividad de las fibras nerviosas intramusculares (Gonkowski et al., 2015).
 

La ZEA también puede contribuir a la inflamación local en el intestino. La exposición a ZEA (40 μg/kg de PC), DON (12 μg/kg de PC) y a la combinación de ambas toxinas aumentó la presencia de gránulos marrón oscuro en la lámina propia, un indicador de estrés oxidativo (Lewczuk et al., 2015).

La inducción de estrés oxidativo intestinal por la ZEA se demostró en un estudio reciente (Cheng et al., 2019). Los lechones fueron alimentados con diferentes niveles de ZEA (0 a 1.5 ppm) durante 35 días. La ZEA indujo estrés oxidativo en el yeyuno mediante una vía específica de señalización (Keap1–Nrf2). Los niveles elevados de ZEA en la dieta (1 ppm) también indujeron estrés oxidativo en el intestino delgado. Además, redujeron la actividad de disacaridasas, enzimas como la lactasa, la sacarasa y la maltasa, lo que podría afectar la absorción de nutrientes y limitar el aprovechamiento del alimento.

La ZEA y sus metabolitos (α-ZEL, β-ZEL) pueden afectar la integridad y la funcionalidad del epitelio intestinal. En un estudio in vitro, todos los compuestos evaluados demostraron citotoxicidad. Además, los metabolitos de la ZEA redujeron la resistencia eléctrica transepitelial al final del periodo experimental (Marin et al., 2015).

Jia et al. (2020) demostraron el efecto negativo de la ZEA sobre la integridad intestinal in vivo. En lechones alimentados con ZEA (265 ppb) durante tres semanas, se redujo la expresión de claudina-4, una proteína de unión estrecha. Además, la ZEA contribuyó a la inflamación intestinal. En combinación con DON (1 ppm), aumentó los niveles de citocinas proinflamatorias y alteró el perfil de la microbiota del ciego.

Conclusión

La ZEA se encuentra con frecuencia en materias primas para alimento balanceado y representa una preocupación relevante para la producción animal. Sus efectos negativos sobre la reproducción están bien documentados, y las pérdidas económicas asociadas con fallas reproductivas siguen siendo un desafío para los productores. Sin embargo, la literatura también demuestra que la ZEA puede comprometer la inmunidad, la salud intestinal y el aprovechamiento de nutrientes. Por ello, una gestión eficaz del riesgo de micotoxinas debe considerar tanto los impactos reproductivos como los efectos sistémicos e intestinales, con el objetivo de proteger el bienestar animal y la rentabilidad de la producción.