Fumonisinas Produção Porcina

Alberto Gimeno
Consultor Técnico em Micologia e Micotoxicologia Alimentar.
Membro do Comité Assessor de Albéitar.

 

As fumonisinas são metabolitos secundários tóxicos produzidos essencialmente por estirpes toxicogénicas de Fusarium moniliforme. A maior produção de fumonisinas ocorre em substratos com uma actividade de água superior a 0,91 e uma temperatura compreendida entre 15 e 25 ºC. Em geral, Fusarium é um bolor que faz parte da flora de campo (substratos fitopatogénicos, plantas vivas) e da flora intermédia (substratos de cereais recém-colhidos e ainda húmidos).

Existem seis tipos de fumonisinas, a B1, B2, B3, B4, A1 e A2 (Marasas, 1995). No entanto, as mais frequentes e importantes pela sua toxicidade são a fumonisina B1 (FB1) e a fumonisina B2 (FB2). Estas podem encontrar-se como contaminantes naturais nos cereais (de preferência no milho e seus subprodutos). As fumonisinas são resistentes a temperaturas até 150 ºC em função do tempo de permanência a essas temperaturas e do pH do substrato, além de que, são muito polares e solúveis em água e acetonitrilo.

As principais síndromas que produzem (segundo a espécie animal) são: neurotóxicas (leucoencefalomalácia), nefrotóxicas, edema pulmonar e cerebral, hepatotóxicas e lesões cardíacas. Estas micotoxinas interferem com o metabolismo da esfingosina e esfinganina, pelo que perturbam o metabolismo dos esfingolípidos, que são constituintes do fígado e das liproteínas (Prelusky et al., 1974; Marasas, 1995; Merrill et al., 1995; Merrill et al., 2001; Lino et al., 2004).

A FB1 é a que aparece com mais frequência como contaminante natural e representa mais de 70% do total das fumonisinas encontradas, essencialmente nos cereais (preferencialmente o milho) e seus subprodutos. FB2 e FB3 encontram-se em menor proporção.

Mallmann e Dilkin (2007) referem que em milho proveniente da antiga República de Transkei (África do Sul) se encontraram concentrações de contaminação com FB1 entre 44 e 83 ppm (mg/kg) e inclusive até 117 ppm. Em outros estudos realizados nos EUA (Estados Unidos de América) e África do Sul as concentrações foram de 7,2 e 8,85 ppm, respectivamente, e a presença desta micotoxina em alimentos para suínos e cavalos já foi detectada em concentrações de 0,2 a 330 ppm.

De 64 amostras de alimentos e 50 de híbridos de milho analisadas no Uruguai e Argentina, respectivamente, 50% das amostras de alimentos estavam contaminadas com FB1 em concentrações de 0,005 a 6,34 ppm, enquanto 100% das amostras de híbridos de milho tinham entre 0,185 a 27,05 ppm. No milho da Argentina foram ainda encontradas contaminações com FB2 da ordem de 0,04 a 9,95 ppm (Mallmann e Dilkin, 2007).

Parece que no Brasil a maior incidência de contaminação com fumonisinas em cereais e outros alimentos se encontra nos Estados do Sul. A percentagem de amostras positivas oscilou entre 50 e 90% e as contaminações variaram entre 0,005 e 15 ppm, no entanto, o valor médio foi inferior a 1 ppm, apesar de se poderem encontrar valores de contaminação superiores a 50 ppm de FB1 (Mallmann e Dilkin, 2007).

Vejamos agora e mais concretamente os resultados de contaminação com FB1 no Estado de Rio Grande do Sul do Brasil (Tabela).

Tabela: Resultados da análise para FB1 no Estado de Rio Grande do Sul (Mallman e Dilkin, 2007)


*A farinha de soja não apresentou contaminação acima do limite de detecção do método de análise utilizado ( 0,050 ppm).

De um total de 11.814 amostras de alimentos analisadas no Brasil, a contaminação média da soma de FB1 e FB2 foi de 0,995 ppm. No entanto, o milho representou 55,62% do total das amostras e a contaminação média foi de 1,01 ppm, em 58% deste cereal. Em amostras de alimento composto, a contaminação média foi de 1,426 ppm em 55% das amostras analisadas (Mallmann e Dilkin, 2007).

Continuando com os dados de Malmann e Dilkin (2007), na Europa, a incidência natural de FB1 e FB2 encontrada em amostras de milho provenientes de diferentes países foi de 100%. No entanto, as contaminações foram baixas e situaram-se em valores compreendidos entre 0,055 e 5 ppm.

Nos EUA, e num estudo de 1995, a percentagem de contaminação e as concentrações de FB1 no milho foram de 7% com valores superiores a 5 ppm; 40% entre 0,5 e 5 ppm e 54% com valores inferiores a 5 ppm. A contaminação mais elevada foi de 24 ppm embora a média tivesse sido de 1,5 ppm. Entre os anos 1996 e 1999, no Estado da Georgia, 91% das amostras que continham fumonisinas, 30% estavam contaminadas com valores superiores a 1 ppm e a concentração mais elevada foi de 33 ppm. A Organização Mundial da Saúde estimou que 59% do milho e seus subprodutos estavam contaminados com FB1 (Hascheck et al., 2001).

No Brasil e nos EUA, 106 amostras de alimento composto, que tinham como cereal base o milho e que estavam associadas a problemas de edema pulmonar em suínos, apresentavam contaminações com FB1 da ordem de 2 a 333 ppm. Num número reduzido de amostras encontrou-se também a FB2 em concentrações compreendidas entre 1,9 a 28 ppm (Marasas, 1995).

Na Hungria, cerca de 70% do milho bolorento (inspeccionado desde 1993) estava contaminado com FB1, em concentrações médias de 2,6 a 8,65 ppm com máximos de contaminação compreendidos entre 9,8 e 75,1 ppm. Parece que o grau de contaminação foi aumentando de ano para ano (Zomborszky et al., 2000).

Estes dados, alertam para a especial atenção e controlo que estas micotoxinas merecem, visto os problemas de toxicidade que podem provocar nos suínos, que como veremos mais adiante, são de grande importância.

A toxicidade das fumonisinas em suínos caracteriza-se pelo aparecimento de edema pulmonar, hepatotoxicose, problemas renais, problemas cardiovasculares e imunosupressores. Estas micotoxinas também alteram a síntese dos esfingolípidos e causam efeitos negativos no consumo de alimento, ganho de peso vivo, índice de conversão e qualidade da carcaça. Normalmente, os estudos sobre a toxicidade das fumonisinas incidem na concentração de FB1, no entanto, há que ter em conta que a presença da FB2 juntamente com a FB1 é muito frequente, e a concentração de contaminação com FB2 representa 15 a 35% da concentração de FB1 (Hascheck et al., 2001). A presença de FB1, FB2 e FB3 deve ser tomada em consideração no momento de avaliar os problemas de toxicidade com estas micotoxinas.


Edema pulmonar

As concentrações de FB1 no alimento composto, susceptíveis de provocar problemas de edema pulmonar nos suínos são elevadas em alguns casos. No entanto, concentrações baixas por períodos de ingestão prolongados podem também causar problemas.

Contaminações no alimento composto igual ou superiores a 92 ppm de FB1 durante 4 a 7 dias (corresponde a um consumo igual ou superior a 6 mg FB1/Kg de peso vivo/dia) originaram problemas de edema pulmonar. Aproximadamente 12 horas antes de se produzir o edema pulmonar e a morte, os animais apresentaram um estado de inactividade, um aumento do ritmo respiratório e uma diminuição do ritmo cardíaco (Hascheck et al., 2001).

Em leitões desmamados, foram observados casos de edema pulmonar com contaminações mais baixas, de 10 a 40 ppm, mas por períodos de ingestão mais prolongados, da ordem de 4 semanas (Hascheck et al., 2001).

Mallman e Dilkin (2007) referem, que não foram encontrados níveis de fumonisinas no leite de porcas que tinham consumido alimento composto com FB1 em concentrações superiores a 100 ppm, e que os leitões lactentes não apresentaram sinais de intoxicação. No entanto, outros autores (Hascheck et al., 2001) indicam, que foram observados problemas de edema pulmonar em leitões provenientes de duas porcas que foram alimentadas durante 14 dias (desde o dia 107 da gestação até 7 dias pós-parto) com alimento contaminado com 300 ppm de FB1.

Num grupo de 20 leitões desmamados que consumiram alimentos com FB1 em concentrações de 10, 20 e 40 ppm durante 4 semanas, constatou-se um ligeiro edema pulmonar com a concentração mais baixa em 3 dos animais que consumiram esse alimento. Houve dois casos de ligeiro edema pulmonar e dois casos graves, nos animais que consumiram alimento com 20 ppm e foram detectados cinco casos graves nos animais que consumiram o alimento com a concentração mais alta (Zomborszky et al., 2000).

Concentrações mais baixas (1, 5 e 10 ppm) por períodos de ingestão mais prolongados (8 semanas), causaram alterações nos pulmões de um dos leitões que consumiu alimento contaminado com 1 ppm, em dois dos que consumiram alimento com 5 ppm e em três dos animais que consumiram alimento com 10 ppm. Não houve sinais clínicos significativos nem se alterou o rendimento dos animais, no entanto, o consumo mais prolongado de alimento contaminado com concentrações baixas de FB1 provocou alterações pulmonares (Zomborszky et al., 2002).

Concentrações de 175 ppm (Becker et al., 1995) e de 330 ppm de FB1 (Fazekas et al., 1998) podem causar edemas pulmonares graves, inclusivamente mortes, ainda que seja muito dificil encontrar nos alimentos contaminações desta magnitude, pelo menos em Espanha e Portugal..

 

O mecanismo de acção das fumonisinas atribui-se à interferência com o metabolismo da esfingosina e da esfinganina, o que perturba o metabolismo dos esfingolípidos. Estes têm uma grande importância na regulação das células e no controlo das proteínas da membrana celular, são mediadores do crescimento celular e da diferenciação e morte das células. Nos mamíferos, a concentração de esfingosina é, em geral, de 3 a 5 vezes mais elevada do que a da esfinganina. A esfinganina N-aciltransferase e a esfingosina N-aciltransferase (ceramida sintetase) são enzimas fundamentais no metabolismo da biossíntese dos esfingolípidos (Lino et al., 2004).

As fumonisinas podem alterar a concentração e a proporção entre a esfinganina e a esfingosina de forma que, se diminui a biossíntese da esfingosina verifica-se uma acumulação de esfinganina. Estas micotoxinas podem, em células eucarióticas, bloquear a biossíntese dos esfingolípidos complexos, que são a base de formação de mensageiros secundários que controlam os diferentes processos entre células, tais como a activação e desactivação de proteínas específicas e a expressão genética (Lino et al., 2004).

Nos suínos, a inibição parcial ou total da esfingosina e da enzima N-aciltransferase é a responsável pelos problemas de hepatotoxicose, de modo que a relação esfinganina/esfingosina já foi indicada como biomarcador de intoxicação por fumonisinas. Actualmente sabe-se que outras micotoxinas também podem alterar a relação entre esses dois esfingolípidos (Mallmann e Dilkin, 2007).

Os problemas anteriormente mencionados acerca do edema pulmonar e provocados por concentrações altas de FB1 desencadeiam hidrotórax hepático e icterícia. As concentrações baixas de contaminação por períodos de ingestão mais prolongados dão lugar a uma necrose do fígado e a degenerações progressivas que interferem com a síntese proteica, o ganho de peso vivo e o índice de desenvolvimento dos animais afectados (Mallmann e Dilkin, 2007).

Suínos alimentados com concentrações de FB1 da ordem de 100 a 193 ppm durante 93 dias, desenvolveram uma hiperplasia nodular hepática, ulcerações gástricas e hipertrofia cardíaca e das artérias pulmonares. Com concentrações de FB1 mais elevadas (150 a 170 ppm), houve alterações cardiovasculares quando o período de ingestão foi de 217 dias, ainda que não se tenham observado alterações histopatológicas no coração. Suínos alimentados com alimentos compostos contaminados com concentrações de fumonisinas iguais ou superiores a 23 ppm, sofreram alterações morfológicas no fígado (Hascheck et al., 2001).

No entanto, Mallmann e Dilkin (2007) referem que alterações hepáticas tais como necrose hepatocelular aleatória, pleomorfismo nuclear, aumento da quantidade de mitoses, células deformadas, hepatomegalocitose e necrose focal de hepatócitos, observam-se com maior frequência em animais que sofrem uma intoxicação crónica com concentrações baixas de fumonisinas e que são insuficientes para causar clinicamente um problema de edema pulmonar. Os suínos intoxicados com fumonisinas apresentam valores elevados de parâmetros bioquímicos como as bilirrubinas e as enzimas aspartato aminotransferase, gama-glutamil transferase, fosfatase alcalina, desidrogenase láctica e arginase, o que reflecte uma hepatotoxicose.

Concentrações de FB1 e FB2 mais baixas (12 ppm), provocaram alterações bioquímicas hepáticas. Também foi observado hipercolesterolemia com concentrações de FB1 iguais ou superiores a 1 ppm. Por outro lado, parâmetros hematológicos em suínos (leucograma, valores de hematócrito, concentração de hemoglobina e outros) não foram significativamente afectados pela intoxicação com fumonisinas (Hascheck et al., 2001).


A imunotoxicidade das fumonisinas

Associaram-se concentrações de contaminação com FB1 superiores a 20 ppm com o aparecimento da síndroma PRRS (Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome) em suínos, visto que em 21 grupos de animais estudados e em 12 que apresentavam sinais clínicos da doença, oito, consumiam alimento com mais de 20 ppm de FB1 e dos nove grupos que não apresentavam a doença, só um, consumiu alimento com mais de 20 ppm de FB1 (Mallmann e Dilkin, 2007).

A maior susceptibilidade do suíno à infecção por Pseudomona aeruginosa e a diminuição da concentração de macrófagos no pulmão de leitões alimentados durante uma semana com rações que continham 20 ppm de FB1, foi também associada à imunotoxicidade desta micotoxina (Mallmann e Dilkin, 2007).

As fumonisinas podem provocar um aumento da susceptibilidade a Escherichia coli, facto que foi constatado em 35 leitões machos Large White híbridos de 3 semanas de vida recém-desmamados e alimentados durante 6 dias com doses de FB1 de 0,5 mg/kg peso vivo/dia, equivalente a uma concentração da micotoxina no alimento da ordem de 5 a 8 ppm e nos quais houve um aumento significativo da disseminação bacteriana após administração de Escherichia coli por via oral. 24 horas após a administração oral bacteriana, a colonização foi maior nos pulmões, baço, fígado e rins e ainda no íleo, ceco, colón e nódulos linfóides mesentéricos. No entanto, os animais não apresentaram sintomas clínicos significativos, não houve mortes nem variações no ganho de peso vivo comparado com o grupo controlo. Os animais necropsiados não apresentaram lesões macro ou microscópicas (Oswald et al., 2003).

Concentrações de contaminação semelhantes às anteriores mas por períodos de ingestão mais prolongados (56 dias) deram lugar a uma diminuição de 11% no ganho de peso vivo diário (Rotter et al., 1996).

Noutro estudo também interessante, porcos castrados e porcas, consumiram durante 8 semanas alimentos compostos contaminados com 0; 0,1; 1 e 10 ppm de FB1. A toxicidade da FB1 foi mais grave nos machos que nas fêmeas. Os machos que consumiram as dietas com 1 e 10 ppm diminuíram o ganho de peso vivo em 8 e 11%, respectivamente. A contaminação mais baixa de 0,1 ppm provocou nos machos um crescimento anormal durante as primeiras 5 semanas, o consumo de alimento composto foi ligeiramente mais elevado que o do grupo controlo durante as quatro primeiras semanas, mas depois diminuiu entre 6 a 7% por semana. As contaminações com 1 e 10 ppm provocaram nos machos um aumento do colesterol às 2 semanas. Nas fêmeas e com 1 ppm de FB1 os níveis de colesterol foram elevados no fim do ensaio. Nos machos houve um alteração do peso do pâncreas e das glândulas supra-renais. Houve um aumento da esfinganina e da relação esfinganina/esfingosina e também, problemas de edema pulmonar com as concentrações mais altas (Rotter et al., 1996).

Há autores (Hascheck et al., 2001) que referem que as alterações na qualidade da carcaça podem aumentar negativamente com o consumo de alimento contaminado com 1 ppm de FB1.

A seguir apresenta-se um resumo das provas realizadas no Sector de Suinicultura do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria-Brasil, para comprovar a eficácia de um filosilicato purificado e modificado contra as fumonisinas em suínos.

As matérias-primas e as dietas experimentais foram previamente analisadas para presença das micotoxinas aflatoxinas, ocratoxina A, zearalenona, deoxinivalenol, fumonisinas, toxina T-2 e diacetoxiscirpenol. Os resultados encontrados foram negativos dentro das concentrações mínimas detectáveis pelo método de análise cromatográfica utilizada. Posteriormente contaminaram-se com fumonisinas os alimentos compostos não pertencentes ao grupo controlo. Num dos alimentos contaminados foi adicionado filosilicato purificado e modificado.

Novamente foi estudado o efeito destas micotoxinas, utilizando 20 leitoas divididas em vários grupos, com 11,07 kg de peso vivo médio inicial e alimentadas durante 28 dias com um alimento composto contaminado com 30 ppm de fumonisina B1. Comparado com o grupo controlo (alimento não contaminado), não houve alterações significativas no consumo de alimento, ganho de peso médio diário, índice de conversão, peso relativo do fígado e do coração. No entanto, houve uma alteração significativa do peso relativo médio do pulmão que passou de 0,79 g/100 g (CV= 6,89%) no grupo controlo, para 1,22 g/100 g (CV = 30,26%) no grupo contaminado. Num dos grupos com alimento contaminado (30 ppm), que continha 0,5% de filosilicato purificado e modificado, o peso relativo médio do pulmão no final da prova foi de 0,87 g/100 g (CV = 6,38%). Estes resultados indicam que com o filosilicato, houve uma melhoria significativa (P ≤ 0,10) no que se refere ao edema pulmonar. O grupo não contaminado e que continha 0,5% de filosilicato, apresentou os mesmos resultados que o grupo controlo (LAMIC, 2006). De acordo com o referido anteriormente, para alguns parâmetros a toxicidade da FB1 é menos grave nas fêmeas que nos machos (Rotter et al., 1996).

Foi ainda verificada a eficácia do filosilicato purificado e modificado, em outras experiências. Foram utilizados 12 suínos machos divididos em vários grupos, com 58,33 kg de peso vivo médio inicial e alimentados durante 28 dias com um alimento contaminado com 25 ppm de fumonisinas. Comparado com o grupo controlo e no final do ensaio, foi evidenciada uma diminuição do consumo médio diário de alimento, ganho de peso médio diário e peso corporal médio de 7,5; 26,7 e 9,1%, respectivamente. O índice de conversão piorou 20,3% e os pesos médios relativos do pulmão, fígado, baço e coração aumentaram 57,0; 13,7; 34,9 e 29,8%, respectivamente.
Um dos grupos da experiencia recebeu alimento contaminado (25 ppm) que continha 0,4% do filosilicato purificado e modificado. Comparado com o grupo que consumia alimento contaminado com fumonisinas e sem o filosilicato, houve uma melhoria significativa (P ≤ 0,05) do consumo médio diário de alimento e do índice de conversão de 12,9% e 12,3%, respectivamente. Os pesos médios relativos do pulmão, fígado e coração foram respectivamente 31,06; 20,7 e 22,9% inferiores. Inclusive e comparando com o grupo controlo, os pesos do pulmão e fígado só aumentaram 8,26 e 1,57%, respectivamente, sendo o peso do coração o mesmo que o do grupo controlo (LAMIC, 2008).

Realizou-se de novo a mesma prova, com uma duração maior (56 dias). Os resultados, comparados com os do grupo controlo, mostraram uma diminuição do consumo médio diário de alimento, ganho de peso médio diário e peso corporal médio de 5,7; 7,4 e 4%, respectivamente. O índice de conversão piorou 7,1 %, o peso médio relativo do pulmão aumentou 8,6% e o do coração 19,8%. Os níveis séricos médios de PPT (Proteínas Plasmáticas Totais) diminuíram 13%. O nível de colesterol LDL aumentou 72,3% e o do colesterol VLDL diminuiu 47,2%. A relação esfinganina/esfingosina aumentou 105,3%.
No grupo tratado com alimento contaminado (25 ppm) que continha 0,4% de filosilicato purificado e modificado quando comparado com o grupo tratado com alimento contaminado e sem filosilicato, foi verificada uma melhoria significativa (P ≤ 0,05) do consumo médio diário de alimento, ganho de peso médio diário e peso corporal médio de 4,9; 8,8 e 5,3%, respectivamente. O índice de conversão melhorou 7,2% e o peso médio relativo do pulmão diminuiu 6,3%.
Os níveis séricos médios de PPT aumentaram 12,5% e o nível de colesterol LDL diminuiu 56,2%. A relação esfinganina/esfingosina diminuiu 37,2%. Comparado com o grupo controlo o consumo médio diário de alimento diminuiu 1,04%, o ganho de peso médio diário e o peso corporal médio aumentaram 0,7 e 1,1%, respectivamente, o índice de conversão melhorou em 0,6% e o peso médio relativo do pulmão aumento apenas 1,7%. Os níveis séricos de PPT e colesterol LDL diminuíram 2,15% e 24,47%, respectivamente. A relação esfinganina/esfingosina aumentou apenas 2,89% (LAMIC, 2008a).

Ainda que concentrações muito elevadas de fumonisinas (difíceis de encontrar como contaminantes naturais) por períodos de ingestão curtos, provoquem em suínos os problemas anteriormente mencionados, devemos ter em consideração que concentrações substancialmente mais baixas (fáceis e habituais de encontrar como contaminantes naturais) por períodos de ingestão mais prolongados, podem provocar os mesmos problemas. Esta situação indica que as fumonisinas, em especial a FB1, devem ser tidas em conta na produção suína como agentes indesejáveis.

Por outro lado, estão a ser realizados numerosos estudos, acerca de produtos destoxificantes de micotoxinas, que no entanto devem ser ainda substancialmente melhorados. A maior parte dos dados apresentados sobre esses produtos, são resultados de destoxificação in vitro e não in vivo, muito especialmente para micotoxinas como as fumonisinas. Os resultados referidos neste artigo acerca deste filosilicato purificado e modificado, são apresentados in vivo e demonstraram a eficácia do mesmo contra estas micotoxinas em concentrações elevadas.

Em Agosto de 2006 foram publicados no Jornal Oficial da União Europeia valores máximos orientativos de concentrações de contaminação para algumas micotoxinas: para fumonisinas B1+B2 em alimentos compostos para suínos (com 12% de humidade base) recomenda-se uma concentração não superior a 5 ppm.

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Este artigo já foi publicado em ALBÉITAR (revista espanhola de veterinária), nº 116, Junho 2008, pp.54-57 e está previsto que seja publicado em ALBÉITAR (revista portuguesa de veterinária), Vol.IV, nº 4, Julho-Agosto 2008.