Micotossine. L’utilità degli agenti detossificanti

Adsorbenti e biotrasformanti: la loro efficacia nei confronti delle micotossicosi secondo un recente convegno organizzato a Buttapietra (Vr) dall’Apa di Padova

La contaminazione da micotossine negli alimenti destinati al consumo umano od animale è un problema di dimensioni mondiali, che coinvolge Paesi sia avanzati che in via di sviluppo. In campo zootecnico rappresentano spesso la causa di importanti perdite economiche dovute al conseguente calo della produzione da parte degli animali intossicati, o perfino alla perdita degli animali stessi (Figura 1).
Le micotossine, metaboliti secondari prodotti da miceti che si sviluppano su alimenti vegetali destinati al consumo umano e animale, sono dotate di tossicità e sono responsabili di patologie (micotossicosi) di natura non contagiosa e non infettiva. Le micotossine riscontrabili negli alimenti di origine vegetale possono, oltre che causare danni all’animale o all’uomo in modo diretto, ritrovarsi nei prodotti di origine animale (es. latte, carne e uova) per un fenomeno di carry over (rapporto tra la concentrazione della tossina nell’alimento e quella presente sotto forma di residuo nel tessuto o nella produzione animale).
È proprio per questi motivi che molti studi recenti si sono concentrati sulle possibili soluzioni da adottare in allevamento al fine di prevenire o “curare” le eventuali contaminazioni da micotossine.
L’utilizzo di sostanze adsorbenti/sequestranti inerti dal punto di vista nutrizionale, ad esempio, è uno degli approcci più recenti per ridurre la tossicità delle micotossine negli animali e il loro passaggio dai mangimi contaminati ai prodotti alimentari di origine animale.
Queste sostanze agiscono adsorbendo le micotossine sulla loro superficie riducendone di conseguenza la biodisponibilità. Quando si forma un complesso adsorbente-micotossina, infatti, l’assorbimento delle micotossine nel tratto intestinale dell’animale può anche essere drasticamente ridotto, diminuendo così sia l’effetto tossico per gli animali sia il passaggio in prodotti per il consumo umano.
Il convegno di Buttapietra
È proprio su tali agenti detossificanti che questo articolo si concentra, riportando le informazioni derivanti dalle relazioni esposte al convegno tecnico “Micotossine: in campagna - in stalla - in caseificio” organizzato dall’Apa e dal Cps di Padova e tenutosi il 26 novembre 2014 a Buttapietra (Vr).
Paolo Paparella, responsabile Servizi tecnici dell’Apa di Padova, Roberto Causin, docente all’Università di Padova (Dipartimento di Territorio e Sistemi Agro-Forestali) e Andrea Summer, docente all’Università degli Studi di Parma (Dipartimento Scienze degli Alimenti), nelle loro relazioni esposte a questo convegno hanno riportato gli ultimi aggiornamenti riguardo gli effetti delle micotossine negli animali da reddito e degli additivi usati in alimentazione al fine di contrastare le micotossicosi. In particolare, al convegno, sono stati mostrati esempi e studi degli ultimi anni che confermano l’efficacia dell’utilizzo di questi agenti detossificanti e, inoltre, gli effetti secondari che questi possono comportare all’animale.
Come vedremo, secondo gli esperti che hanno parlato al convegno di Buttapietra l’utilizzo di agenti detossificanti, in particolare di adsorbenti, al fine di contrastare le micotossicosi sembra essere un metodo piuttosto promettente. Gli approcci nutrizionali che prevedono l’impiego degli agenti detossificanti mostrano, infatti, risultati significativi a favore di un miglioramento dello stato di salute e delle performance dell’animale soggetto a micotossicosi.
Inoltre, gli effetti secondari di tali agenti sulle prestazioni produttive dell’animale, in particolare sulla produzione quali-quantitativa del latte, non risultano significativamente negativi. Anche se sarebbero auspicabili ulteriori ricerche che andassero a evidenziare quali siano i più efficaci agenti detossificanti che nel contempo non creino problemi alla qualità del latte per la trasformazione casearia d’èlite tipica delle nostre produzione d’eccellenza.
I passi da compiere per prevenire
Prima di fare ricorso agli agenti adsorbenti al fine di combattere la micotossicosi, le azioni che si possono mettere in atto sono molteplici. Facendo qualche passo indietro infatti, come ha detto Causin al convegno, è possibile intervenire ancor prima che l’animale sia sottoposto al rischio di intossicazione, ovvero è possibile agire sugli alimenti o direttamente sulla pianta cercando di controllare la contaminazione e lo sviluppo delle micotossine in campo: il miglioramento della tecnica di coltivazione attraverso l’applicazione delle buone pratiche agricole (Bpa), ha sottolineato Causin, è di fondamentale importanza per la corretta gestione del “problema micotossine”.
Rotazioni inadeguate o assenti e residui colturali in superficie per esempio influiscono negativamente sul benessere della pianta, causando stress. Questo può portare ad un incremento del potenziale di inoculo dei patogeni e della loro efficienza nella sintesi di micotossine. Proprio per questi motivi, quella delle Bpa rappresenta un’azione utile alla prevenzione.
Anche altre azioni preventive come quelle elencate da Paparella hanno un forte ruolo nella lotta contro le micotossicosi:
- Gestione degli alimenti zootecnici (fronte dell’insilato, conservazione);
- Analisi sui prodotti aziendali;
Controllo sugli alimenti extra aziendali;
- Attenta valutazione della mandria per rilevare eventuali anomalie;
- Solo qualora la prevenzione non fosse sufficiente per evitare il “problema micotossine”, si può ricorrere agli agenti detossificanti (es. adsorbenti). Una volta attuate tutte le azioni preventive e constatato la loro inefficacia nel prevenire la contaminazione degli alimenti destinati agli animali infatti, non rimane che agire con diversi trattamenti direttamente sull’animale ha riassunto Summer al convegno:
- utilizzo di adsorbenti;
- favorire il consumo di sostanza secca;
- fornire gli alimenti più sicuri nelle fasi più delicate (es. transizione);
- nutrizione:
- impiego antiossidanti ed epatoprotettori;
- rispetto dei fabbisogni, soprattutto fibra effettiva per rumine;
- impiego tamponi e derivati da lieviti.
Le due categorie di detossificanti
Andrea Summer, nella sua presentazione al convegno di Buttapietra, ha sottolineato in modo particolare l’importanza dell’utilizzo dei detossificanti le micotossine ricordando che ne sono stati sviluppati nuovi tipi per mangimi in grado di inibire o ridurre l’assorbimento di micotossine, di promuoverne l’escrezione o di modificarne la modalità di azione (secondo quanto previsto dal Regolamento CE n. 386/2009); essi possono pertanto mitigare i possibili rischi di effetto nocivo delle micotossine sulla salute animale.
Gli agenti detossificanti, ha sottolineato il docente dell’Università di Parma, a seconda della loro modalità di azione, sono suddivisi in due categorie:
- Agenti adsorbenti (o sequestranti): diminuiscono la biodisponibilità della tossina per ridurre il suo assorbimento (sangue e organi bersaglio) (Tabella 1);
- Agenti biotrasformanti: degradano le micotossine in metaboliti non tossici (Tabella 2).
Sostanze quali antiossidanti, immunostimolatori non sono “detossificanti” in senso stretto, ma risultano essere ugualmente molto utili, ad esempio selenio e vitamina E sono usati come additivi per antagonizzare gli effetti tossici dell’Aflatossina B1 (AFB1).
Gli adsorbenti (o sequestranti)
Gli agenti adsorbenti (o sequestranti), ha continuato Summer, possono essere: alluminosilicati (bentonite, montmorillonite, zeolite, HSCAS), carbone attivo, pareti di lieviti, batteri, fibre micronizzate e polimeri (Tabella 1).
- Le bentoniti, originariamente generate dalla disgregazione della cenere vulcanica in situ, sono agenti di adsorbimento caratterizzati da una microstruttura cristallina a strati e una composizione piuttosto variabile. In genere sono costituite da argilla impura composta in prevalenza da montmorillonite. Questo additivo applica la sua capacità assorbente a livello dell’intestino, favorendo l’escrezione delle micotossine per via fecale. Hanno un’azione ottima su Aflatossine (80–100%), ma nulla su Tricoteceni e Zearalenone (ZEA).
- La montmorillonite è un silicato stratificato capace di adsorbire sostanze organiche sia sulle superfici esterne sia all’interno dei suoi spazi interlaminari. Possiede una considerevole area specifica, una elevata porosità e una forte attività di scambio cationico insieme a siti più attivi. Modificata in nanocompositi (MMN) diventa un nuovo additivo assorbente con un’efficacia di adsorbimento notevolmente migliore. Questo agente adsorbente esercita una buona azione detossificante su AFB1, ZEA e Deossinivalenolo (DON).
- Le zeoliti, ha continuato a spiegare il docente parmense, sono allumino-silicati naturali alle quali viene riconosciuta un’importante azione adsorbente, in particolare nei confronti dello ione ammonio e delle micotossine. In natura ne esistono più di 50 tipi mentre oltre 200 sono quelle di sintesi. Le zeoliti, come la clinoptilolite, sono alluminosilicati idrati cristallini con una struttura di cationi alcalini con una infinita struttura tridimensionale. Possiedono una struttura molto porosa, con pori di dimensioni tali da fornire spazio per grandi cationi quali sodio, potassio, calcio. Esercitano un’ottima azione detossificante su Aflatossine (80–100%) e un’azione meno efficace contro Tricoteceni e ZEA.
- La clinoptilolite è una zeolite naturale tra le più impiegate nell’alimentazione dei bovini sia da latte che da carne, grazie alla sua ottima capacità di scambio cationico.
- La montmorillonite Hscas, alluminosilicato idrato di sodio e di calcio, è la più studiata tra le argille minerali, ha fatto notare Summer al convegno. Si tratta di una montmorillonite naturale prodotta dal calcio mediante trattamento termico; viene spesso utilizzata nei mangimi come antiagglomerante. La sua azione detossificante si attua attraverso il legame stabile alla tossina, che permette una riduzione dell’assorbimento intestinale. Questa molecola presenta una elevata affinità, quindi una ottima attività detossificante, per le aflatossine (80–100%), in particolare per l’aflatossina B1. Presenta una buona efficacia anche su DON (50–80%), mentre scarsa su Ocratossina A (OTA) (10–20%), Fumonisina B1 (FB1) (10–20%) e ZEA (10–20%).
- Il carbone attivo è una polvere insolubile ottenuta mediante pirolisi di numerosi composti organici; presenta una struttura altamente porosa ed è uno dei sorbenti maggiormente efficaci; inoltre non è tossico, e tende a legarsi tenacemente a molti farmaci e agenti tossici. Presenta particelle molto piccole, aventi una superficie specifica da 500 m2/g a 3.500 m2/g. Svolge un’efficace azione detossificante su AFB1, Fumonisine e ZEA (80-100%); buona su Tricoteceni (50%).
- Saccharomyces. Le pareti cellulari di Saccharomyces cerevisiae, micotossine-adsorbenti, sono composte per la quasi totalità da proteine e carboidrati, quuesti ultimi rappresentati da glucosio, mannosio, e N-acetilglucosamina. Le catene di mannosio presentano diverse dimensioni, e si trovano esposte sulla superficie esterna, legate alle proteine della parete cellulare. Sulle pareti cellulari, ha sottolineato il professore di Parma, si possono trovare diversi siti di adsorbimento delle micotossine. Le pareti di S. cerevisiae esercitano un’azione detossificante su AFB1, OTA, ZEA e T-2. I glucomannani agiscono su AFB1 e AFM1, OTA, ZEA, T-2 e FB1.
- I batteri lattici, quali ad esempio il Lactobacillus rhamnosus (ceppo GG), il Lactobacillus rhamnosus (ceppo LC-705) e lo Streptococcus thermophilus (NG40Z e C5) hanno un’azione su DON, FB1 e FB2 e ZEA.
- Le fibre micronizzate: si tratta di fibre presenti in cereali (frumento, orzo, avena), gusci di piselli, mela e bamboo. Sono costituite da cellulosa, emicellulosa e lignina. Possono essere frazioni ultrafini (<100 μ) o meno fini (>100μ) e hanno un’azione detossificante su OTA.
- La colestiramina (polimero) è una resina a scambio anionico avente un gruppo attivo costituito da sali cloridrici di ammonio quaternario; essa presenta una completa insolubilità in acqua, ed è adatta per legare fortemente composti anionici. Ha un’azione su FB1 e FB2, OTA e ZEA.
- Il polivinilpirrolidone è un polimero anfotero idrosolubile molto polare ed esercita un’azione detossificante su DON, Aflatossine e ZEA.
In passato gli adsorbenti più diffusi erano rappresentati da materiali ad elevata porosità, quali ad esempio alluminosilicati come montmorillonite, zeolite, clinoptilolite e sepiolite. La maggior parte di essi, ha aggiunto Summer, è risultata in grado di legare in maniera efficace le Aflatossine, ma l’attività nei confronti di altre micotossine come Fumonisine, ZEA, DON e T-2 è risultata sempre molto variabile.
Più recentemente invece si sono utilizzate molecole organiche quali glucani, mannani e polisaccaridi ottenuti per lo più dalle pareti cellulari di microrganismi.
Per poter essere considerato efficace, ha fatto notare Summer al convegno, l’agente adsorbente/sequestrante deve possedere un’elevata affinità per la molecola, al fine di instaurare un legame il più stabile possibile con la micotossina in tempi molto rapidi all’interno del tratto gastrointestinale dell’animale.
È tuttavia possibile, ha detto il docente parmense riferendosi ad un lavoro di Gallo e Masoero -Università Cattolica del Sacro Cuore di Piacenza - (2012), che l’efficienza della detossificazione possa essere migliorata semplicemente cambiando la modalità d’inclusione degli agenti sequestranti o biotrasformanti nelle diete.
L’inclusione dell’agente sequestrante direttamente nel concentrato e/o nella materia prima contaminata (solitamente farina di mais) ne condiziona le performance: aumentando i tempi di contatto tra aflatossina e agente sequestrante infatti, le performance di quest’ultimo migliorano (Grafico 1). La formazione di un complesso adsorbente-micotossina stabile è favorita inoltre dal processo di pellettatura (per l’effetto combinato della miscelazione, del vapore e della pressione).
Adsorbenti, alcuni recenti studi
Nella sua presentazione, il professor Summer ha riportato uno studio condotto da Alejandro Mendoza - Facoltà di Veterinaria, Uruguay - (2014) sugli effetti di un un’adsorbente (Mycosorb) nei confronti di deossinivalenolo (DON) e sulle prestazioni produttive delle vacche da latte. In questo studio sono state utilizzate 32 vacche suddivise in quattro gruppi sperimentali (a, b, c, d), ognuno dei quali è stato alimentato con una dieta di base contenente diverse concentrazioni di DON. Solo la diet del gruppo d è stata addizionata con Mycosorb, al dosaggio di 0,1% nel mangime.
La quantità di concentrato assunto dagli animali e la produzione di latte non ha mostrato differenze significative tra i diversi trattamenti, ma l’assunzione giornaliera di 30 mg di DON (5,0 ppm di DON) senza additivo adsorbente ha mostrato una riduzione del grasso del latte, della quantità di latte corretto al 4% di grasso (FCM) e un aumento delle cellule somatiche (SCC) nel latte. L’inclusione di un adsorbente nel concentrato con 5,0 ppm di DON (gruppo d) ha evitato l’aumento SCC e il calo della produzione di latte FCM.
In un’altra ricerca scientifica condotta dal professor Enrico Parmigiani - Dipartimento di Scienze Medico Veterinarie di Parma, (2013) - e citata al convegno di Buttapietra dal professor Summer, è stato testato l’effetto di un’agente sequestrante micotossine, in particolare un mix di Bentonite-Montmorillonite E558-g 795, Sepiolite E562-g 200 e Saccharomyces cerevisiae (parete cellulare) su 1.011 vacche da latte affette da micotossicosi (AFM1 nel latte prodotto). Il gruppo A è stato alimentato con una dieta unifeed di base più l’integrazione dell’agente sequestrante; il gruppo B è stato alimentato solo con la dieta di base. Il gruppo A ha mostrato una miglior efficienza riproduttiva, una maggiore produzione di latte/capo/giorno e un Bcs (body condition score) migliore delle vacche appartenenti al gruppo B (tabella 4).

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