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ZENzyme®: Una nueva solución para un viejo problema en la producción de cerdos

A pesar de los conocimientos obtenidos desde entonces, aún son escasas las soluciones satisfactorias para contrarrestar la ZEN. Cuando los productores se enfrentan a la presencia de ingredientes altamente contaminados o los respectivos síntomas clínicos, las soluciones han sido muy limitadas hasta ahora.

Bettina Behler-Woechtl

Casi un siglo ha pasado desde la publicación del primer reporte científico sobre hiperestrogenismo en cerdos por investigadores del Iowa State College, EE. UU. en 1928. Ya entonces los investigadores podrían vincular esta condición severa con el consumo de maíz deteriorado por lluvias por encima del promedio y daños por heladas. En 1965, la sustancia responsable se aisló de un cultivo de Fusarium y fue llamada toxina “F2”. Hoy en día, el término comúnmente usado para esta mixotoxina, que plantea constantemente retos para la producción de cerdos, es zearalenona (ZEN).

Problemas causados por la ZEN

Los cerdos representan la especie de animales de producción más susceptible a la ZEN y las cerdas sexualmente inmaduras son especialmente sensibles. Debido a su similitud con el estrógeno, la ZEN interactúa con los receptores de estrógeno y simula los efectos estrogénicos. Algunos de los principales efectos de la ZEN están relacionados con el hiperestrogenismo. Se ha sugerido que sería hasta mejor usar el término micoestrógeno para describir la ZEN y sus efectos, que incluyen el agrandamiento del tracto genital y trastornos del ciclo reproductivo.

Sin embargo, la ZEN también causa efectos tóxicos como alteraciones en el sistema inmunológico, que se suman a su impacto económico. En condiciones de campo, es común observar la coocurrencia de ZEN y otras micotoxinas como tricotecenos (p. ej., deoxinivalenol), lo que puede potenciar los efectos negativos de la toxina.

Un signo visible de hiperestrogenismo es la hinchazón y enrojecimiento de la vulva en cerdas (Figura 1), pero estos signos son sólo la punta del iceberg. La ZEN impacta fundamentalmente en el desempeño reproductivo de cerdos y, por consiguiente, en el éxito económico de la granja. La Figura 2 resume algunos de los efectos perjudiciales de la ZEN en machos y hembras.

Figura 1. Comparación de lechones que consumen una dieta de control (izquierda) y una dieta contaminada con ZEN (derecha).
Figura 1. Comparación de lechones que consumen una dieta de control (izquierda) y una dieta contaminada con ZEN (derecha).

Estos signos únicos y visibles de hiperestrogenismo son sólo la punta del iceberg. La ZEN impacta fundamentalmente en el desempeño reproductivo de cerdos y, por consiguiente, en el éxito económico de la granja. La Tabla 1 resume algunos de los efectos perjudiciales de la ZEN en cerdos.

Cerdas hembras
• Retraso del primer estro y prolongación del intervalo destete-estro
• Estro constante
• Pseudo-preñez
• Enrojecimiento de la vulva
• Agrandamiento del tracto genital (vulva, útero)
• Alteraciones del desarrollo de los folículos, maduración de los ovocitos y desarrollo embrionario
• Aborto, camadas pequeñas y lechones débiles
• Agrandamiento y enrojecimiento de la vulva de cerdas recién nacidas
• Problemas de piernas abiertas (splay legs)


Cerdos machos:
• Feminización: atrofia de los testículos, aumento del tamaño de las glándulas mamarias
• Reducción de la libido y niveles plasmáticos de testosterona
• Reducción de la motilidad espermática y aumento de las anomalías de la cabeza de los espermatozoides
• Disminución de la viabilidad de los espermatozoides y funcionalidad de la membrana espermática

Tabla 1: Algunos de los efectos más perjudiciales de la ZEN en cerdos

La nueva solución


Para contrarrestar la ZEN, BIOMIN ha desarrollado una enzima única llamada ZENzyme®. Esta enzima purificada hidroliza y, por lo tanto, detoxifica irreversiblemente la ZEN. La ausencia de estrogenicidad de la ZEN hidrolizada (HZEN) ha sido comprobada en laboratorio (in vitro) y en ensayos con animales (in vivo).
Para el ensayo in vitro se utilizó un modelo bien establecido de pruebas de sustancias activas de estrógeno. En esta prueba, células sensibles al estrógeno se estimulan con la sustancia de interés. La potencia estrogénica resulta en la proliferación de las células. Se pudo demostrar que la proliferación de las células no es estimulada por la forma hidrolizada de ZEN. Después de haberse comprobado este principio de detoxificación, el producto Mycofix®Plus 5.Z (MPL 5.Z), que contiene ZENzyme®, se probó en un ensayo con animales.

Figura 2. Efectos de ZEN y HZEN sobre la proliferación de células sensibles al estrógeno (MCF-7). Modificado de Fruhauf et al. (2019) – (La biotransformación de la micotoxina zearalenona en los metabolitos zearalenona hidrolizada (HZEN) y zearalenona hidrolizada descarboxilada (DHZEN) disminuye su estrogenicidad in vitro e in vivo).

Diseño experimental del ensayo con animales


El ensayo se realizó en SAMITEC (Soluciones Analíticas, Microbiológicas y Tecnológicas), una institución de renombre con sede en Brasil. Se evaluaron cerdas prepúberes, que constituyen el grupo más sensible de animales. En los respectivos grupos, los animales fueron expuestos a niveles de ZEN superiores a los niveles de orientación establecidos por la Comisión Europea para alimentos balanceados suministrados a cerdas jóvenes (0,1 ppm; Reglamento UE 2006/576/EG). La dosis alta (1,5 ppm) de ZEN puede causar efectos en un corto período de tiempo. Treinta lechones hembras con un peso medio de 9,72 kg se asignaron a los diferentes tratamientos, como muestra la Tabla 2. Los animales fueron sacrificados después de 21 días.

TratamientoNúmero de animalesZENMycofix® Plus 5.Z
Control6NoNo
MPL 5.Z6No
ZEN6Sí (1,5 ppm)No
ZEN + MPL 5.Z6Sí (1,5 ppm)

Tabla 2: Diseño experimental

Para investigar los efectos de la ZEN y la eficacia del tratamiento con MPL 5.Z, se evaluaron los siguientes parámetros:
• Volumen de la vulva en diferentes puntos temporales
• Longitud y peso relativo del tracto reproductivo al final del ensayo (día 21), incluida una evaluación macroscópica
• Evaluación microscópica del cuerno uterino (espesor del miometrio y endometrio)
• Índice SAMITEC para Zearalenona (SIZ). Este índice se estableció por el instituto SAMITEC en Brasil, donde se realizó el ensayo. El índice ayuda a evaluar la eficacia de diferentes productos contra los efectos negativos de la ZEN. El cálculo del índice incluye el volumen de la vulva, la longitud y peso del tracto reproductivo y el desarrollo del peso corporal durante el período experimental. Cuanto mayor sea el índice, más pronunciados serán los efectos de la ZEN.

Resultados


Tal como se esperaba, la exposición de las cerdas jóvenes a 1,5 ppm de ZEN resultó en un volumen vulvar significativamente mayor (Figura 3), aumento de la longitud (Figura 4) y peso del tracto reproductivo, mayor espesor del miometrio y endometrio, y mayor SIZ, en comparación con el grupo control y el grupo que sólo recibió el producto. Mycofix® Plus 5.Z contrarrestó de manera eficiente los efectos negativos de la ZEN en todos los parámetros evaluados (Figuras 3 y 4). Se pudo demostrar la seguridad del producto al observar que no hubo efectos negativos sobre los animales alimentados con Mycofix® Plus 5.Z.

Figura 3: Volumen vulvar medio (Días 0, 6, 11, 16, 21; cm³ x 1000). Letras diferentes indican diferencias significativas (p< 0,05).
Figura 4. Longitud media del tracto reproductivo (Día 21; cm). Letras diferentes indican diferencias significativas (p< 0,05).

Conclusión


La eficacia de ZENzyme® se ha comprobado en laboratorio y en un ensayo con el grupo más sensible de animales, usando una dosis alta de ZEN. Por lo tanto, una poderosa herramienta contra los efectos negativos de la ZEN en cerdos y otras especies de animales está ahora disponible como parte de Mycofix® Plus 5.Z.