UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO
Um Caso de Micotoxicose em Bovinos de Leite
Efeitos na Eficiência Reprodutiva
- Versão Definitiva -
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM MEDICINA VETERINÁRIA
ALFREDO ARABOLAZA MIRANDA COSTA TEIXEIRA
ORIENTADOR: Professora Rita Maria Payan Martins Pinto Carreira
Universidade de Trás-os-Montes e Alto-Douro
UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO
Um Caso de Micotoxicose em Bovinos de Leite
Efeitos na Eficiência Reprodutiva
- Versão Definitiva –
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM MEDICINA VETERINÁRIA
ALFREDO ARABOLAZA MIRANDA COSTA TEIXEIRA
ORIENTADOR
Professora Doutora Rita Maria Payan Martins Pinto Carreira
COMPOSIÇÃO DO JÚRI
Professora Doutora Cristina Maria Teixeira Saraiva Santos
Professora Doutora Ana Celeste Carvalho Bessa
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Para os devidos efeitos declaro que esta Dissertação é resultado da minha pesquisa e trabalho pessoal, sob tutoria científica e técnica da Dra. Rita Maria Payan Martins Pinto Carreira, sendo o seu conteúdo original. Mais declaro que este mesmo trabalho não foi apresentado em nenhuma outra Instituição para obtenção de um qualquer grau académico ou em publicação de uso restrito.
v AGRADECIMENTOS
As linhas que se seguem não são mais do que o mais sincero reconhecimento a todos aqueles que de uma forma ou outra estiveram presentes no meu percurso ao longo de estes últimos 6 anos que se concluem neste trabalho.
Gostaria de começar por agradecer à Prof. Dra. Rita Payan, orientadora deste trabalho dissertativo, cuja ajuda, conselhos, conhecimentos e experiência foram uma mais-valia para o sucesso deste projeto.
Um grande abraço ao Dr. Hélder Quintas por me ter introduzido no dia -a-dia do médico veterinário e por toda ajuda que me deu. Quero também agradecer a todos os membros da ACRIGA de Macedo de Cavaleiros.
Não posso deixar de referir, o Prof. Dr. Geert Opsomer, da Universidade de Gent, pela forma amigável com que me acolheu durante o meu estágio na Bélgica, bem como todo o corpo docente e clínico do Hospital Veterinário da UGent com quem tive o prazer de trabalhar. Uma palavra amiga, também a todos os alunos do grupo de bovinos.
Este trabalho não teria sido possível com a inestimável colaboração do Dr. Bill Johnson e toda a equipa da Leatherstocking Vetrinary Services de New Berlin, NY. Gostaria de reconhecer aqui o incansável esforço e a amizade demonstrada por Jesse Holmes, proprietário da exploração Holmes Acres, pois sem a sua colaboração este trabalho não teria sido possível. Não posso omitir a amizade e a hospitalidade que recebi de todos os trabalhadores de Holmes Acres, especialmente de Elmer.
Quero agradecer à clínica Lander Vet de Turlock, CA a oportunidade que me deram, em especial à Dra. Lori Leniham, pelo apoio e paciência.
Uma palavra também a todos aqueles com quem tive o prazer de trabalhar na Cooperativa Agrícola de Vila do Conde, em especial aos Drs. António Manuel Ventura, Joana Correia e Miguel Costa.
Devo uma palavra ao Dr. Emídio Gomes, por toda a sua amizade incondicional demonstrada ao longo dos anos.
Não me podia esquecer de todos aqueles que durante este percurso em Vila Real estiveram ao meu lado, me acompanharam e partilharam comigo momentos que jamais
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irei esquecer. Um enorme obrigado ao Rui Pedro Freitas, Leandro Rocha, Moisés Gonçalves, Miguel Camacho, Paulo Afonso, Carlos Costa, Jorge Lopes, Pedro Falcão, Patrick Smith, Alex Anjos, Sara Alves, Ângela Eleutério, Sara Melo, Filipa Silva, Inês Coelho, Maria João Garcia, Marcos Silva, Hélder Valente, Hélio Oliveira, Ricardo Silva.
A todos os aqueles que já me conheciam antes de eu empreender este percurso vila-realense, aqueles amigos que já tinha e perdurarão. Um enorme abraço a o Luís Afonso, André Alexandre, Rui Caseiro, João Sousa e Luís Pimentel.
Desejo dedicar um enorme agradecimento e um grande beijo à Daniela Cardoso, por tudo o que me deu e pelo que hoje sou. Por estar a meu lado nos melhores momentos e me apoiar nos mais difíceis.
À minha família, que seguiu de perto o meu caminho por Vila Real, os meus tios e primos um forte abraço. Aos meus dois avós, quero agradecer a sua companhia durante os 5 anos, os ensinamentos e o amor que me deram. Sem eles estes 5 anos, não teriam sido iguais com certeza.
Ao meu irmão quero agradecer o companheirismo e a amizade que sempre tivemos.
Por último, mas não menos importante, quero agradecer aos meus pais por todo o carinho, amor, apoio e dedicação que fizeram com que eu conseguisse finalizar esta etapa e me tornasse uma pessoa melhor.
vii RESUMO
As micotoxinas são substâncias sintetizadas pelos fungos do grupo Fungi Imperfecti; têm um grande alvo de ação e são responsáveis pela produção de várias substâncias nocivas para a saúde e produtividade dos efetivos animais. Os seus sinais são pouco específicos, mas tendem a reduzir a produtividade animal pelo aumento da incidência de doenças devido à imunossupressão dos animais, lesões de órgãos vitais e interferência com a fertilidade animal. Há mais de 300 tipos de micotoxinas, sendo as mais frequentemente referidas a Aflatoxina, o Deoxinivalenol (DON), a Zearalenona, a Fumonisina e a Toxina T-2. Em bovinos os efeitos das micotoxinas são muito variáveis, em parte por causa do efeito redutor exercido pelo rúmen.
O diagnóstico de micotoxicose é difícil pois não existem sinais clínicos específicos. Este é ainda mais difícil quando mais do que uma micotoxina está envolvida, pois as micotoxinas podem provocar um efeito aditivo e/ou sinérgico nos animais. A sua presença nas explorações leiteiras acarreta com avultadas perdas económicas para os produtores.
Foi objetivo deste trabalho descrever um caso de micotoxicose em bovinos de leite, que me permitiu o estudo da influência das micotoxinas na reprodução e o seu impacto na fertilidade em vacas de raça Holstein. Para isso utilizaram-se os dados recolhidos na exploração Holmes Acres, localizada em New Woodstock, estado de Nova Iorque, no período compreendido entre 4 de fevereiro e 29 de abril de 2013, após o diagnóstico de micotoxicose comparando-os com os valores de dezembro de 2012, momento em que foi realizado o diagnóstico. Nestes 3 meses foram avaliadas 268 vacas que conviveram com a presença de DON na sua ração. A taxa de concepção média durante o período em estudo foi 41,83%, sendo bastante melhor que os 18,2% registados antes do diagnóstico e tratamento da micotoxicose.
Palavras-chave: Micotoxinas, DON, Desempenho Reprodutivo, Bovinos Leiteiros
viii ABSTRACT
Mycotoxins are produced by molds from Fungi Impefecti group; they have a wide range of action of detrimental effects on health and productivity of farm animals, such as the decrease on animal performance associated to accrued susceptibility to disease due to immunosuppression, the existence of lesions in vital organs and the impairment on animal fertility. There are more than 300 different types of mycotoxins. Aflatoxins, Deoxynivalinol (DON), Zearalenona, Fumonins and T-2 Toxin are the most referred in the literature. In cattle the effects of mycotoxins vary, in part because of the decontamination effect of the rumen.
There is no specific symptomatology, thus the mycotoxicosis’ diagnose is hard. It is even harder when more than one mycotoxin is involved, since mycotoxins have a synergic and/or additive effect on animals.
This work aimed to describe a case of mycotoxicosis in dairy cattle, allowing to study the influence of the mycotoxins in cattle reproduction and its impact on the fertility of Holstein cows. Data was collected from the Holmes Acres dairy herd, located in New Woodstock, state of New York, in the period between 4th of February and 29th of April of 2013, after the mycotoxicosis diagnosis, and it was compared to records from December 2012, when diagnosis was reached. During the 3 months of the study, a total of 268 cows that lived with the presence of DON in their diet were evaluated. The average pregnancy rate during this period was of 41,83%, which was clearly improved compared to the values presented in the farm at the moment of diagnosis (18,2%).
ix Índice
PARTE I – AS MICOTOXINAS NA SAÚDE ANIMAL ... 1
1) INTRODUÇÃO ... 1
1.1) As micotoxinas na produção animal ... 1
1.2) Formação e Crescimento de Fungos e Micotoxinas ... 3
1.2.1) Fungos ... 3
1.2.2) Micotoxinas ... 6
1.3) Ocorrência de micotoxinas ... 7
1.4) Consequências e Sinais Clínicos das Micotoxinas ... 11
1.5) Níveis críticos de Micotoxinas... 14
1.6) Toxicidade de Micotoxinas Individuais ... 14
1.6.1) Aflatoxina ... 14
1.6.2) Tricotecenes ... 16
1.6.3) Zearalenona (ZEA) ... 20
1.6.4) Fumonisina ... 21
1.6.5) Ocratoxina A (OTA) ... 22
1.6.6) Micotoxinas Fusáricas Emergentes ... 22
1.7) Efeitos das Micotoxinas Sobre a Fertilidade dos Animais... 22
1.8) Diagnóstico e Testes Laboratoriais... 25
1.9) Prevenção e Tratamento ... 27
1.10) Impacto económico das micotoxinas... 29
PARTE II – UM CASO DE MICOTOXICOSE NUMA EXPLORAÇÃO DE BOVINOS DE LEITE ... 31
2) OBJETIVOS ... 31
3) MATERIAL E MÉTODOS ... 33
3.1) Recolha de Dados ... 33
3.2) Características Gerais da Exploração e dos Animais ... 34
3.3) Animais e Tratamentos ... 36 3.4) Nutrição/Dietas ... 38 3.5) Definição de Conceitos ... 40 4) RESULTADOS ... 43 5) DISCUSSÃO ... 49 6) CONCLUSÃO ... 53 BIBLIOGRAFIA ... 55
xi ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1: Fatores que afetam o aparecimento de micotoxinas na cadeia alimentar
humana e animal... 8
Figura 2: A exploração HA e os terrenos envolventes. . ... 34
Figura 3: O Parque 1 do edifício principal de HA.. ... 35
Figura 4: As vacas do parque 3.. ... 36
Figura 5: A ordenha em HA.. ... 38
Figura 6: Uma parcela dos silos de HA.. ... 39
Figura 7: Área do silo com marcada alteração de coloração.. ... 45
Figura 8: Zona de coloração alterada da silagem. ... 47
ÍNDICE DE TABELAS Tabela 1: Algumas espécies de Fusarium e as micotoxinas que produzem. Adaptado de Binder et al. (2007). ... 9
Tabela 2: Exemplos de contaminação por micotoxinas nos diferentes componentes da dieta em vacas leiteiras. Adaptado de Fink-Gremmels (2008a)... 10
Tabela 3: Micotoxinas associadas aos cereais antes e após a colheita de acordo com Bryden (2012) ... 10
Tabela 4: Efeitos associados a diversas micotoxinas em búfalos e vacas. Adaptado de Sultana e Hanif (2009). ... 12
Tabela 5: Resultados dos exames ante e post-morten em caso de micotoxicose. Adaptado de CAST (2003) ... 26
Tabela 6: Temperaturas médias durante o ano em New Woodstock, NY ... 34
Tabela 7: Mistura para vacas no pré-parto (HA PreFresh Mix) ... 39
Tabela 8: Composição do TMR para vacas em pré-parto na HA ... 40
Tabela 9: Composição da mistura para as vacas lactantes ... 40
Tabela 10: Descrição do TMR das vacas lactantes ... 40
Tabela 11: Resultados das visitas de fertilidade do Médico Veterinário em Holmes Acres ... 43
Tabela 12: Perfil da exploração HA em Dezembro de 2012 e Abril de 2013 ... 44
Tabela 13: Resultado das análises ... 46
Tabela 14: Fertilidade em Holmes Acres durante o período de estágio ... 48
xiii LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AOAC - Official Methods of Analysis aw - Atividade da Água
α-ZOL - α-Zeralenol BEA - Bueauvaricina β-ZOL – β-Zeralenol CL – Corpo Lúteo DEL – Dias em Lactação DON – Deoxinivalenol ENNs - Eniatinas EU – União Europeia
FAO – Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura FUS - Fusaproliferina
HA – Holmes Acres
HSDs - 3α e 3β-hidroxiesteroide-dehidrogenase IA – Inseminação Artificial
OTA – Ocratoxina A ppb – Partes por Bilião ppm – Partes por Milhão
PVE – Período Voluntário de Espera
RASFF – Rapid alert System for Food and Feed S/C – Serviços por Concepção
T-2 – Toxina T-2
TC – Taxa de Concepção TDC – Taxa de deteção de Cios TG – Taxa de Gestação
TMR – Total Mixed Ration TR 0-60 – Taxa de Refugo 0-60
UDPGT - Uridindifosfato-glucoronil-transferase ZEA - Zearalenona
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PARTE I – AS MICOTOXINAS NA SAÚDE ANIMAL
1) INTRODUÇÃO
As micotoxinas são moléculas de baixo peso molecular, metabolitos secundários produzidos por diversos fungos filamentosos, que são ubiquitários, de funções ainda pouco claras e tóxicos (Chi e Broomhead, 2009; Iheshiulor et al., 2011; Roige et al., 2009). Geralmente as micotoxinas são relacionadas com substâncias tóxicas produzidas por fungos que afetam aos animais vertebrados em baixas concentrações, sendo de grande importância o conhecimento que as mesmas causam na produção animal.
1.1) As micotoxinas na produção animal
As micotoxinas podem estar na origem de importantes perdas económicas numa exploração, em particular no caso dos bovinos de leite. Wu et al (2004), citados por Upadhaya et al. (2010), afirmam que contrariamente do que se observa noutras situações de intoxicação, o impacto das micotoxinas numa exploração de animal não se reflete na mortalidade de um grupo extenso de animais, mas antes nas perdas económicas pelo decréscimo na produção, decréscimo no ganho de peso, além de poderem induzir lesão de vários órgãos e terem uma influência negativa sobre a fertilidade.
As intoxicações por micotoxinas devem-se à contaminação de alimentos por fungos do grupo Fungi imperfecti. Comparativamente com outras espécies, os bovinos são mais resistentes aos efeitos indesejáveis destes metabolitos, uma vez que o rúmen tem a capacidade de reduzir a toxicidade de algumas micotoxinas (Fink-Gremmels, 2008a; Upadhaya et al., 2010). Contudo a administração involuntária destes compostos aos animais compromete o seu crescimento e diminui a fertilidade e eficiência reprodutiva (Diekman e Green, 1992). No caso particular dos bovinos de leite, é de extrema importância ter atenção às concentrações destes compostos que podem aparecer no leite, sendo as Aflatoxinas o caso mais estudado e em relação ao qual existe uma maior preocupação (Fink-Gremmels e Malekinejad, 2007).
Conhecem-se mais de 100 espécies de fungos produtores de micotoxinas (Gupta, 2012), entre as quais se incluem várias espécies de Aspergillus, Fusarium, Penicillinum,
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Claviceps e Alternaria. Bryden (2012) citando Moss (1991) enumera os géneros Chaetomontum, Diplodia, Myrothecium, Phoma, Phomopsis, Pithomyces e Strachybotrys como sendo também sintetizadores de espécies de micotoxinas. As micotoxinas que têm sido alvo de maior mostra de interesse são as Aflatoxinas, as Fumonisinas, as Ocratoxinas (OTA), a Toxina T-2 (T-2), a Vomitoxina ou Deoxinivalenol (DON) e Zearalenona (ZEA) (Chorfi et al., 2007). Estes metabólitos aparecem na cadeia alimentar através de infeção fúngica das culturas, ou por serem consumidas diretamente pelos animais quando estão presentes na sua alimentação (Marin et al. 2013).
Os Fungos são seres altamente adaptáveis, sendo capazes de metabolizar uma grande variedade de substratos sob uma vasta diversidade de condições climatéricas. Para Moss (1991), citado por Whitlow e Hagler (2007), as condições para o crescimento de bolores e formação de micotoxinas dependem da presença de esporos, de um substrato orgânico e de níveis adequados de humidade, oxigénio, temperatura e pH. Ractliff (2002), citado por Akande et al. (2006), defende que as micotoxinas são produzidas apenas em condições de anaerobiose. Os fungos podem crescer e produzir micotoxinas em vários momentos na cadeia de produção e distribuição do alimento: antes ou após a colheita da matéria-prima, durante o seu armazenamento, no processamento da ração ou até mesmo na sua distribuição (Whitlow e Hagler, 2007).
Micotoxicose é definida como a doença causada pela exposição a alimentos ou rações contaminadas com micotoxinas (Asher, 2008; Nelson et al., 1993), e pode apresentar graus variáveis de severidade em função do(s) tipo(s) de micotoxinas ingeridos e da sua concentração. As micotoxinas podem ter um carácter insidioso, uma vez que não causam nos animais sinais clínicos poucas horas após a ingestão (Sultana e Hanif, 2009), pelo que podem permanecer por diagnosticar por períodos mais ou menos longos. Alguns estudos demonstraram que a flora presente no rúmen é capaz de transformar micotoxinas em metabolitos menos potentes ou em produtos biologicamente inativos (Fink-Gremmels, 2008a). Nos ruminantes, em níveis comuns de exposição, as micotoxinas são responsáveis por produzirem efeitos negativos no consumo de ração, na taxa de conversão, nas defesas imunitárias e desempenho reprodutivo (Akande et al., 2006).
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A problemática das micotoxinas nas explorações é um aspeto que ao longo dos últimos anos tem sido cada vez mais estudado e trabalhado. É cada vez mais um componente com o qual as explorações de gado leiteiro têm que lidar, uma vez que nenhuma se encontra livre do seu aparecimento e da sua influência negativa, sendo portadora de graves perdas económicas para o produtor. O carácter insidioso das micotoxinas, a vasta lista de sinais que podem causar nos animais e o facto de se encontrarem distribuídas por todo o mundo fazem com que a micotoxicose seja uma doença para a qual o veterinário se deve manter alerta. O decréscimo do desempenho produtivo e reprodutivo do animal sem uma razão aparente deve alertar o clínico para o possível envolvimento deste tipo de intoxicação. Por se tratar de um problema tão comum, onde o médico veterinário com a sua experiência e os seus conhecimentos joga um papel fulcral, e onde a fertilidade e produtividade do animal se vê seriamente afetada suscitaram o meu interesse no tema, e apesar das dificuldades encontradas, foi possível identificar uma exploração onde a análise laboratorial da ração para encontrar micotoxinas foi efetuado, o que permitiu completar este trabalho com a descrição de uma ocorrência clínica numa exploração de bovinos de leite.
1.2) Formação e Crescimento de Fungos e Micotoxinas
1.2.1) Fungos
Os fungos produtores de micotoxinas são fungos filamentosos que crescem em colónias multicelulares e que se desenvolvem em diversos tipos de alimentos ou arraçoamentos, incluindo forragens e concentrados (Whitlow e Hagler, 2005). Algumas espécies de fungos são mono-produtores, ou seja produzem apenas um tipo de micotoxina, enquanto outras produzem vários tipos de toxinas, sendo portanto multi-produtoras (Gupta, 2012). Existem dois tipos de fungos: os patogénicos (também conhecidos com fungos de campo) causadores de doença nas plantas (antes da colheita) e os fungos saprófitas, (ou fungos de armazenamento) que apenas se desenvolvem em matéria orgânica morta (após colheita).
Para os fungos prosperarem é necessário estarem criadas condições específicas (Kanora e Maes, 2009; Mansfield e Kuldau, 2007). O seu crescimento e a produção de micotoxinas estão relacionados com condições climatéricas extremas, causando stresse na planta ou excesso de humidade nas rações armazenadas, com práticas de
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armazenamento inadequadas, com rações de baixa qualidade e com condições defeituosas de alimentação (Whitlow e Hagler, 2002). Como os arraçoamentos podem ser contaminados antes da colheita, torna-se essencial um maneio cuidado durante o armazenamento, de forma a controlar o aparecimento de fungos adicionais e a formação de micotoxinas. Depois da colheita, a temperatura, humidade e atividade dos insetos são os principais fatores da contaminação de concentrados contaminados com micotoxinas (Coulombe Jr., 1993). Os insetos, as condições físicas do cereal em grão, ou a suscetibilidade de determinados híbridos ao aparecimento de bolor são fatores decisivos na proliferação fúngica sob condições ambientais adequadas (Diekman e Green, 1992). Portanto, as micotoxinas podem formar-se nas culturas durante a colheita, armazenamento, processamento ou alimentação (Kanora e Maes, 2009; Whitlow e Hagler, 2005).
Os fungos são ubíquos, ou seja estão presentes por todo o ambiente (Whitlow e Hagler, 2005), sendo as plantas e os animais excelentes hospedeiros (Diekman e Green, 1992). Os seus esporos são disseminados através da água e do ar (Diekman e Green, 1992). A concentração dos esporos é elevada no solo e em detritos vegetais, encontrando-se disponíveis para infetar a planta em crescimento (Whitlow e Hagler, 2005). As condições ambientais para o crescimento de bolores nos campos são encontradas normalmente durante a época de desenvolvimento, sendo por isso, difíceis de controlar (Diekman e Green, 1992). Cada espécie de fungo tem o seu próprio nível de tolerância à humidade, que modula o seu crescimento em competição com outras espécies (Lynch, 1972). As espécies Aspergillus e Penicillium são capazes de se multiplicarem em ambientes com atividade da água (aw) reduzida e são conhecidos como fungos de armazenamento. As espécies de Fusarium, por sua vez, são consideradas fungos de campo e pensa-se que proliferem antes da colheita. Lacey (1991), citado por Whitlow e Hagler (2002), afirma que os fungos se multiplicam entre os 10ºC e os 40ºC de temperatura, a pH entre 4 e 8, e com aw abaixo de 0,7. Porém algumas espécies são permissivas a temperaturas tão baixas quanto -5ºC ou tão elevados quanto 60ºC (Whitlow e Hagler, 2007). A maior parte dos bolores são anaeróbicos, pelo que o seu crescimento para ser inibido por altas concentrações de humidade com níveis adequados de oxigénio. Valores de humidade relativa elevados são capazes de suportar o crescimento de bolores até ao ponto em que a água compromete os níveis de oxigénio
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adequado. 0,5% de oxigénio é o suficiente para os bolores se desenvolverem. Por outro lado, níveis elevados de dióxido de carbono podem inibir o crescimento de bolores mesmo quando o oxigénio se encontra em valores adequados. (Whitlow e Hagler, 2007).
No caso da silagem, os bolores crescem se houver oxigénio disponível e o pH for adequado. Contudo, para Joffe (1986) as condições ideais para o crescimento de bolores podem não ser ótimas para a formação de micotoxinas em laboratório. Como exemplo, temos os bolores do género Fusarium, que crescem de maneira prolífica a temperaturas que variam entre os 25ºC e os 30ºC, sem produzirem grandes quantidades de micotoxinas. No entanto a temperaturas próximas dos 0ºC, foram obtidas grandes quantidades de micotoxinas com um desenvolvimento mínimo deste bolor. Segundo Christiansen et al (1977) as espécies de Aspergillus crescem em condições com aw menores e temperaturas mais elevadas do que as espécies de Fusarium. As espécies de Penicillium crescem em aw e temperatura relativamente baixas. Geralmente o crescimento de bolor pode ser inibido mantendo as seguintes condições de armazenamento:
1) Humidade relativa inferior a 70%;
2) Teor de humidade nos grãos inferior a 14%; 3) Temperatura inferior a -2,2ºC;
4) Oxigénio não maior que 0,5%.
Em caso de se conjugarem apenas condições parcialmente ótimas de desenvolvimento o bolor crescerá de forma mais lenta podendo eventualmente alterar o ambiente de maneira a que este se torne mais favorável. Apesar de o crescimento dos bolores durante o armazenamento das forragens e concentrados poder ser controlado através da refrigeração, secagem, ou aplicação de inibidores, conseguir uma ausência total de bolores é extramente complicado e dispendioso. No entanto, a maioria do cereal bolorento não possui propriedades tóxicas, uma vez que (Diekman e Green, 1992):
1) As espécies tóxicas competem com as não tóxicas;
2) Não se dá a possibilidade de haver um isolamento de uma espécie tóxica uma vez que nem todos os bolores são produtores de micotoxinas;
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3) As condições ambientais favoráveis para o crescimento dos bolores não são idênticas às de a síntese de toxinas.
Os problemas derivados do consumo de ração bolorenta manifestam-se essencialmente quando as micotoxinas estão presentes (Diekman e Green, 1992). No entanto existem outros efeitos negativos que lhe estão associados, ainda que não haja produção de toxinas, como a redução da palatabilidade da ração conduzindo a um decréscimo na ingestão de matéria seca, ou a uma redução na disponibilidade de nutrientes na comida (Rossi et al., 2009).
1.2.2) Micotoxinas
A produção de micotoxinas é desencadeada por diversos fatores:
fatores físicos, que incluem a humidade do substrato (10 a 20%), humidade relativa (70%), a temperatura (0 a 50ºC, dependendo da espécie de fungo), ou o arejamento do substrato;
fatores químicos, como a disponibilidade de oxigénio, concentração de dióxido de carbono, composição do substrato, concentração do inócuo, deterioração mecânica e presença de pesticidas e ou fungicidas; e
fatores biológicos como a presença de insetos (Bryden, 2012; Kanora and Maes, 2009) ou a interação microbiológica.
Os esporos toxigénicos estão presentes nos solos, ar e água. Quando as condições favoráveis se dão, germinam, crescem, e produzem toxinas (CAST, 2003; Sultana e Hanif, 2009). As micotoxinas podem contaminar as sementes mesmo antes da safra, quando as colheitas ainda estão no campo, ou podem aparecer durante o armazenamento, tendo como resultado uma elevada concentração de micotoxinas antes mesmo de os cereais serem recebidos nos silos ou serem utilizados nas explorações (Kanora e Maes, 2009). O número de evidências que provam que as micotoxinas se formam regularmente durante a ensilagem têm vindo a aumentar (O'Brien et al., 2005). Segundo Sutton (1982) e Munkvold e Desjardins (1997), citados por Bryden (2012) as toxinas produzidas pelas espécies do género Fusarium são produzidas nos grãos dos cereais em condições de elevada humidade por altura da colheita. Enquanto que a contaminação pré-colheita do amendoim e milho por Aflatoxina está associada a
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elevadas temperaturas e condições de seca prolongadas, assim como a danos causados por insetos. Para Parsons e Munkvold (2010), citado por Bryden (2012), a relação entre a altura da sementeira, o stresse devido à seca e a insetos com a contaminação por Fumonisinas do milho é complexa. Além disso, Abramson (1998), citado por Bryden (2012) afirma que os fungos do género Aspergillus conseguem tolerar menores aw do que o género Fusarium, portanto é mais provável contaminar produtos e mercadorias antes e após a colheita, ao passo que que o género Fusarium é mais um contaminante antes da colheita.
1.3) Ocorrência de micotoxinas
A FAO (Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura) estimou que 25% do abastecimento mundial de cereal se encontra contaminado por micotoxinas (Asher, 2008). Segundo Lawlor e Lynch (2005), citados por Akande et al. (2006) nenhuma região do globo escapa ao problema das micotoxinas. De acordo com o relatório anual do Rapid Alert System for Food and Feed (RASFF), em 2012 as micotoxinas foram a substância perigosa mais frequentemente detetada a concentrações no limiar da rejeição em toda a União Europeia (EU). O número de notificações de alerta foi também elevado (Marin et al. 2012).
A maioria das micotoxinas são muito estáveis quimicamente. Uma vez formada em rações ou cereais a contaminação persistirá nessa origem. Dos cinco tipos mais importantes de micotoxinas são encontradas invariavelmente em grãos de cereais as Tricoteneces, Fumonisinas e ZEA. As Aflotoxinas e Ocratoxinas podem ser encontradas numa vasta variedade de produtos alimentares antes da colheita, embora dependendo nas características da região e nas condições climatéricas predominantes (Bryden, 2012). Reddy et al (2009), citados por Bryden (2012) confirmam que grandes quantidades de Aflatoxinas podem ser encontradas nas colheitas de milho, amendoim e outros tipos de frutos secos. A Figura 1 mostra de forma esquemática os fatores que têm um papel durante a formação das micotoxinas até ao seu contato com os animais e humanos.
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Fatores Biológicos Fatores Ambientais Colheita Suscetibilidade da cultura Temperatura Maturidade da cultura Compatibilidade com fungos
produtores de toxinas
Humidade Danos mecânicos Ação de insetos e aves
Presença de fungos Temperatura Humidade Deteção Armazenamento Temperatura Humidade Deteção Distribuição – Processamento Deteção Animais Humanos
Figura 1: Fatores que afetam o aparecimento de micotoxinas na cadeia alimentar humana e animal. Adaptado de Binder et al. (2007)
A Aflotoxina e Fumonisina B1, bem como a DON ou outro tipo de Trichothecenes e a ZEA frequentemente ocorrem em simultâneo no mesmo grão (Binder et al., 2007). Segundo Jorgensen (2005), citado por Bryden (2012) as plantações de trigo, centeio, cevada e vinha podem ser contaminados com Ocratoxina. Neste caso a co-contaminação pode ocorrer, uma vez que os fungos responsáveis pela síntese de Ocratoxina também produzem outras toxinas. Binder et al. (2007) no seu estudo fizeram uma pesquisa global sobre a incidência das micotoxinas Aflotoxina B1, DON, Fumonisinas B1, B2 e B3, OTA, T-2 e ZEA nas rações e alimentos animais
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(Tabela 1). Encontraram níveis baixos de contaminação em todo mundo, havendo diferenças significativas de região para região, especialmente entre as áreas tropicais e temperadas. As amostras recolhidas na Europa continham DON, T-2 e ZEA como principais contaminantes, enquanto as Aflotoxinas, DON, Fumonisinas e ZEA eram as mais comuns em amostras recolhidas na Ásia e no Pacífico.
Tabela 1: Algumas espécies de Fusarium e as micotoxinas que produzem. Adaptado de Binder et al.
(2007).
Espécies Micotoxinas
F. acuminatum Acuminatum, Aurofusarinas, Beauvericina, Clamidosporol, Eniantinas, Fusarinas, Moniliforminas, Tricotecenes
F. armeniacum Beauvericina, Fusarinas, Tricotecenes
F. crookwellense Aurofusarinas, Butenolide, Culmorina, Ciclonerodiol, Ácido Fusárico, Fusarinas, Tricotecenes, Zearalenona
F. culmorum Aurofusarinas, Butenolide, Clamidosporol, Culmorina, Ciclonerodiol, Fusarinas, Moniliforminas, Tricotecenes, Zearalenona
F. equiseti Beauvericina, Equisetina, Fusarocromanona, Moniliforminas, Tricotecenes, Zearalenona
F. graminearum Aurofusarina, Butenolida, Clamidosporol, Culmorina, Ciclonerodiol, Fusarinas, Tricotecenes, Zearalenona
F. proliferatum Beauvericina, Eniatinas, Fumonisinas, àcido Fusárico, Fusaproliferina, Moniliformina
F. pseudograminearum Tricotecenes, Zearalenona
F. sporotrichioides Aurofusarium, Beauvericina, Butenolida, Culmorina, Eniatinas, Fusarinas, Moniliforminas, Tricotecenes
F. verticilloides Fumonisinas, Ácido Fusárico, Fusarinas, Naptoquinonas
Uma via adicional de contaminação da dieta por micotoxinas, em vacas de aptidão leiteira, é através dos alimentos conservados como silagem, forragem e palha (Tabela 2) (Fink-Gremmels, 2008a; Mansfield e Kuldau, 2007; O'Brien et al., 2005; O'Kiely et al., 2007).
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Tabela 2: Exemplos de contaminação por micotoxinas nos diferentes componentes da dieta em vacas
leiteiras. Adaptado de Fink-Gremmels (2008a).
Composto da dieta Micotoxina
Concentrados Aflatoxinas, Fumonisinas, Zearalenona, Tricotecenes, alcaloides da ergotamina
Pasto Lolitremas, Paspalitremas, Penitrema A,
Ergovalina, Tricotecenes
Silagens e produtos conservados Patulina, Ácido micofenólicom Roquefortina, Fumitremorgina, Verrucologenina, Monacaloninas entre outros
Os fungos micotoxigénicos, sejam eles de campo ou de armazenamento, estão normalmente associados ao milho (Mansfield e Kuldau, 2007). Recentemente, foram detetadas ZEA e Aflatoxinas B1 em silagem de milho, ácido micofenólico nos pastos e na silagem de milho e Roquefortina C em erva velha e silagem de milho (Tabela 3) (O'Brien et al., 2005). Whitlow et al (1998), citado por Whitlow e Hagler (2002) participaram num estudo sobre a ocorrência das micotoxinas em amostras colhidas por agricultores da Carolina do Norte, EUA, durante um período de 9 anos. O estudo mostrou que a silagem e o milho continham concentrações de micotoxinas anormalmente elevadas (Tabela 3).
Tabela 3: Micotoxinas associadas aos cereais antes e após a colheita de acordo com Bryden (2012)
Cereais Antes da colheita Após a colheita
Aveia DON, NIV, HT-2, T-2 OTA, Citrinina
Arroz Aflatoxina,
Esterigmatocistosina, OTA
Centeio DON, NIV, ZEA, HT-2, T-2 OTA, Aflatoxina, Citrinina
Cevada Ergotamina OTA
Milho DON, Fumonisina, ZEA ZEA, Aflatoxina
Sorgo Ergotamina Aflatoxina
Trigo DON, NIV, ZEA, Ergotamina OTA, Aflatoxina, Citranina
Nota 1: DON: Deoxinivalenol; HT-2: Toxina HT-2; T-2: Toxina T-2; NIV: Nivalenol; OTA: Ocratoxina A; ZEA: Zearalenona
A ocorrência e concentração de micotoxinas variam com o ano, uma vez que as condições climatéricas em anos consecutivos podem variar, e o stresse vegetal é predisponente à formação de micotoxinas (Coulombe Jr., 1993). As micotoxinas ocorrem com frequência e numa larga variedade de rações, sendo inevitavelmente fornecidas aos animais (Whitlow e Hagler, 2002). O amendoim e o algodão são as
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culturas mais afetadas por Aflatoxinas (Iheshiulor et al., 2011; Martins et al., 2007; Upadhaya et al., 2010; Whitlow e Hagler Jr., 2010), as culturas de sorgo e milhete também são atingidas pelas Aflatoxinas (Upadhaya et al., 2010).
1.4) Consequências e Sinais Clínicos das Micotoxinas
O efeito negativo na saúde e no crescimento ou produtividade do animal faz das micotoxinas o principal problema em muitos sistemas de produção em todo o mundo (Roige et al., 2009). No entanto, os ruminantes, e em particular os bovinos de leite, são conhecidos por serem menos sensíveis aos efeitos negativos das micotoxinas. Ainda assim, Hussein e Brasel (2001), Iheshiulor et al. (2011), referem que a produção, reprodução e crescimento podem ser alterados quando são expostos a ração contaminada com micotoxinas durante um período prolongado de tempo. A ingestão crónica de micotoxinas em ruminantes apresenta vários efeitos secundários (Rossi et al., 2009; Whitlow e Hagler, 2010):
1) Uma redução da ingestão de matéria seca, podendo em alguns casos chegar mesmo à anorexia;
2) O comprometimento da absorção ruminal e intestinal de nutrientes; 3) Alteração dos sistemas endócrinos e exócrinos;
4) Uma supressão do sistema imunitário;
5) Alteração no crescimento dos microrganismos ruminais;
6) Uma influência direta no metabolismo de vários sistemas (hepático, renal e reprodutivo).
Pode considerar-se que os dois primeiros itens resultam de um processo multifatorial. A alteração no conteúdo nutricional da ração pode ser consecutiva a vários mecanismos que se potencializam (Bryden, 2012; Whitlow e Hagler, 2002) por diversos mecanismos: 1) através da alteração do equilíbrio dinâmico da microflora ruminal podem reduzir a concentração de nutrientes ou a sua disponibilidade, em particular as vitaminas e aminoácidos como a lisina (Whitlow e Hagler, 2002). Kao e Robinson, (1972); 2) pela redução do valor energético das rações e degradação de nutrientes ainda durante a sua armazenagem; 3) por outro lado, algumas micotoxinas alteram a palatabilidade do alimento e provocam um decréscimo da ingestão de matéria seca, o que agrava o decréscimo da ingestão de nutrientes (Whitlow e Hagler, 2002); 4) a
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presença de micotoxinas pode induzir algum grau de irritabilidade do trato digestivo que por si só também interfere com a normal absorção e metabolismo dos nutrientes.
O decréscimo no ganho médio diário e no crescimento animal ou na produção de leite são das primeiras indicações de micotoxicose crónica, (Bryden, 2012), sendo consequência entre outras, da inibição da síntese proteica pela T-2 (Whitlow e Hagler, 2002), o que se pode ainda refletir negativamente na proliferação celular comprometendo a eficiência do sistema imunitário do indivíduo. Foi demonstrado experimentalmente que algumas micotoxinas in vitro possuem um efeito tóxico relativamente aos linfócitos. Por sua vez os corticosteroides produzidos em resposta ao stresse também têm efeito imunossupressor (Whitlow e Hagler, 2002). Na tabela 4 podemos observar de uma forma mais resumida os efeitos secundários provocados pelos distintos tipos de micotoxinas.
Tabela 4: Efeitos associados a diversas micotoxinas em búfalos e vacas. Adaptado de Sultana e Hanif
(2009).
Efeitos Micotoxina
Imunossupressão Aflatoxina, Tricotecenes Hepatotoxicidade Aflatoxina, Fumonisina Carcinogenicidade Aflatoxina, Fumonisina Nefrotoxicidade Ocratoxina
Neurotoxicidade Tricotecenes
Diminuição do desempenho Aflatoxina, Tricotecenes, Zearalenona Efeitos na Hemtopoeise Tricotecenes
Efeitos Dermatológicos Tricotecenes
Efeitos Teratogénicos Aflatoxinas, Zearalenona Efeitos gastrointestinais Aflatoxinas, Tricotecenes
Algumas micotoxinas apresentam atividade endócrina, seja direta ou indireta, e portanto interferem com o sistema endócrino do animal. O efeito estrogénico associado à ZEA é um exemplo deste tipo de efeito secundário; resulta de uma afinidade que esta molécula e seus derivados apresentam pelos recetores estrogénicos dos tecidos alvo desta hormona esteroide, apresentando por isso uma influência negativa direta na eficiência reprodutiva (Klang et al., 1978; Whitlow e Hagler, 2002).
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Os efeitos sobre o desempenho e o estado hígido do animal variam consoante o nível das intoxicações, assim como a sua duração. Concentrações baixas de micotoxinas podem ter um efeito negativo na ingestão de matéria seca e no desempenho do animal, assim como numa diminuição da produção de leite ou do ganho de peso (O'Brien et al., 2005; Roige et al., 2009). Concentrações moderadas debilitam normalmente as defesas do animal, tornando-o mais susceptível a infeções e, ao stresse, e reduzindo a sua fertilidade. Concentrações elevadas podem provocar doença clínica, consequente ao desenvolvimento de lesões no fígado e rins, edema, aumento do tempo de coagulação sanguíneae hemorragias, para além das alterações já mencionadas ao nível da digestão, absorção e metabolismo dos nutrientes (Roige et al., 2009). A deterioração da função renal e hepática é a lesão mais frequentemente descrita em casos de micotoxicose. Algumas micotoxinas interferirem primariamente com a síntese proteica e têm efeitos negativos sobre a pele, que podem ir desde sensibilidade cutânea ou necrose até imunodeficiência extrema, outras são neurotóxicas, variando os seus sinais clínicos entre tremores (concentrações baixas) a sinais do sistema nervoso central (concentrações elevadas) podendo mesmo causar morte (Akande et al., 2006; Pitt, 2000). Assim, os sinais clínicos provocados pela ação deste tipo de toxinas dependem da micotoxina encontrada, da intensidade e duração da exposição, da idade do animal, do estado sanitário e do sexo do indivíduo exposto, bem como do seu estado nutricional, da interação com outras toxinas com os diferentes sistemas orgânicos e com a interação mútua entre a micotoxina e fatores de stresse (Whitlow e Hagler, 2002). Contudo, e por isso tudo, os sintomas de micotoxicose podem ser não específicos e cobrir um largo espectro (Whitlow e Hagler, 2005). Assim, no campo, os animais intoxicados por micotoxinas podem exibir sinais distintos ou mesmo não demonstrar qualquer alteração. Os sinais podem incluir distúrbios digestivos, redução de ingestão de matéria seca, pelo seco e baço, aparência desnutrida, produção abaixo do esperado, reprodução desadequada para a espécie ou aptidão. Alguns dos sinais clínicos observados durante uma micotoxicose podem ser secundários, resultando de uma doença oportunista que se estabeleceu devido à imunossupressão. Deste modo, a progressão e diversidade de sintomas são confusos e o diagnóstico difícil (Schiefer, 1989; Whitlow e Hagler, 2002). Um desempenho inadequado do efetivo e/ou a persistência de sinais de doença podem-se dever ao efeito sinérgico das interações entre múltiplas micotoxinas. A intoxicação com mais de uma toxina pode ser a explicação para as divergências encontradas entre os
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efeitos descritos na literatura e os efeitos observados no campo (Binder et al., 2007). Não podemos deixar de realçar que nos suínos se verifica uma drástica descida no desempenho reprodutivo derivada da ingestão de micotoxinas, por vezes é designada por micotoxicose reprodutiva (Kanora e Maes, 2009).
1.5) Níveis críticos de Micotoxinas
É praticamente impossível precisar os níveis mínimos de micotoxina que, a nível das explorações, resultarão em micotoxicose, uma vez que os seus efeitos são regulados por vários fatores (Whitlow e Hagler, 2002). Schaeffer e Hamilton (1991) apontam a falta de estudos, a diferente sensibilidade entre espécies, imprecisões na recolha e análise de amostras, o grande número de potenciais micotoxinas e a interação entre diferentes micotoxinas como parâmetros de variação na severidade do problema e qu e dificultam a precisão de valores de segurança para as micotoxinas (Whitlow, 2010). Não podemos esquecer que vários estudos sugerem que os ruminantes são menos suscetíveis quando comparados a outras espécies animais aos efeitos indesejados na saúde associados à exposição às micotoxinas, devido às capacidades de desintoxicação dos microrganismos ruminais (Akande et al., 2006). As rações contaminadas naturalmente são mais tóxicas do que aquelas com o mesmo nível estimado de toxicidade mas com apenas um tipo de micotoxina, induzidas experimentalmente. Uma explicação para esta observação deve-se à presença de mais de uma micotoxina em alimentos onde os bolores se desenvolveram naturalmente (Whitlow e Hagler, 2002). A argila e aditivos como as glucomananas são usados na dieta como quelantes das micotoxinas, às quais, reduzindo a exposição do animal (Diaz et al., 1999). Deste modo, concentrações padrão aceitáveis de micotoxinas devem ser mantidas a um nível baixo devido aos fatores supracitados (Whitlow e Hagler, 2008).
1.6) Toxicidade de Micotoxinas Individuais
1.6.1) Aflatoxina
As Alfatoxinas são as micotoxinas mais prevalentes; são produzidas na sua maioria por fungos Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus. Estas micotoxinas estão na origem de um grupo extremamente tóxico de metabolitos hepatocarcinogénicos e mutagénicos que podem contaminar as plantas ou produtos provenientes das plantas
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(Akande et al., 2006; Applebaum et al., 1982; Britzi et al., 2013; Diekman e Green, 1992; Klang et al., 1978; Lynch, 1972; Pimpukdee et al., 2004; Rahimi e Ameri, 2012; Upadhaya et al., 2010; Whitlow e Hagler). Para Zinedine e Mañes (2008) são quatro as Aflatoxinas mais comuns: B1, B2, G1 E G2. B e G referem-se às cores azul (blue) e verde (green) da fluorescência produzidas pelos seus componentes quando expostos à ação de luz ultravioleta no cromatógrafo. Os números 1 e 2 indicam uma molécula maior ou menor, respetivamente (Pitt, 2000; Zheng et al., 2005). A Aflatoxina B1 é a mais hepatotóxica e carcinogénica (Pitt, 2000; Sultana e Hanif, 2009; Whitlow e Hagler, 2010). Segundo Cotty et al (1994) o Aspergillus flavus isolado produz Aflatoxinas B1 e B2 e Aspergillus parasiticus isolado produz Aflatoxinas B1, B2 G1 e G2 (Whitlow e Hagler, 2005). A Aflatoxina B1 é excretada no leite na forma de Aflatoxina M1 (Diekman e Green, 1992; Whitlow, 2010). Para Dvorak et al (1977) e Cook et al (1986) as Aflatoxinas são responsáveis por alterar a função do rúmen ao diminuírem a digestibilidade da celulose, a formação de ácidos gordos voláteis, a proteólise e a motilidade (Diekman e Green, 1992). A toxicidade da Aflotoxina B1 depende: da quantidade e duração do consumo da toxina, da idade e estado fisiológico do animal, do estado nutricional e atividade do rúmen (Rossi et al., 2009). Após a ingestão de ração contaminada uma parte da Aflatoxina B1 é degradada no rúmen, onde os micro-organismos ruminais têm a capacidade de reduzir parcialmente a sua toxicidade, dando origem a um composto com menor toxicidade denominado por Aflatoxicol. A fração restante é absorvida pelo trato digestivo por difusão passiva sendo posteriormente hidroxilada no fígado em Aflatoxina M1 (Fink-Gremmels, 2008a; Upadhaya et al., 2010). As Aflatoxinas são excretadas no leite 12 horas após o consumo, na forma de Aflatoxina M1, com os resíduos a corresponderem a 1,7% do total ingerido (Sultana e Hanif, 2009).
Na EU os níveis regulados para Aflatoxina no leite são de 0,05 partes por bilião (ppb) (Whitlow e Hagler, 2002).
Os ruminantes parecem ser mais resistentes à aflotoxicose do que os suínos; no entanto, os sintomas de aflotoxicose aguda, entre os quais, a inapetência, letargia, ataxia, pelo baço e sem brilho, anemia, lipidose hepática e até mesmo cancro, têm sido descritos em bovinos. No que respeita a bovinos de leite, os animais maduros são menos suscetíveis do que animais gestantes e jovens em fase de crescimento, em particular os
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vitelos. Vários estudos referem que em vitelos de raças de leite ocorre depressão na ingestão de ração e ganho de peso vivo em associação a lesões hepáticas. (Abidin e Khatoon, 2012; Akande et al., 2006; Diekman e Green, 1992; Iheshiulor et al., 2011; Lynch, 1972; Rossi et al., 2009a; Sultana e Hanif, 2009; Westlake et al., 1987; Whitlow, 2010). A morte por aflotoxicose em vitelos já foi relatada (Lynch, 1972). A exposição crónica a Aflatoxinas provoca decréscimo na eficiência de conversão e na produção de leite, icterícia e redução do apetite (Rossi et al., 2009; Whitlow, 2010). As Aflatoxinas reduzem a resistência às doenças e interferem com imunidade induzida por vacinação (Diekman e Green, 1992; Whitlow, 2010). Os sinais clínicos apenas aparecem com concentrações na dieta superiores aos 25 a 50ppb, valores que são usados como limite na rejeição de leite contaminado (Whitlow e Hagler, 2007). Guthtrie (1979) mostrou que em vacas aleitantes com consumos de Aflatoxina a rondar os 120ppb revelam um decréscimo acentuado da eficiência produtiva, que pode ser superior a 25% (Sultana e Hanif, 2009; Whitlow, 2010). No entanto o efeito das Aflatoxinas na produção leiteira não é consensual. Administração de uma ração contaminada com Aflatoxina impura, produzida em cultura, provocou um decréscimo na produção leiteira, de 21,1 kg para 19,7 kg por dia, contudo em intoxicações com Aflatoxina pura a produção não foi tão afetada (Applebaum et al., 1982; Chi e Broomhead, 2009). É possível que haja, leite que ultrapasse os resíduos ilegais em animais em que a ração contém mais de 3ppb de Aflotoxinas (Whitlow e Hagler Jr., 2005). Para Patterson e Andreson (1982) e segundo Masri et al (1969) a produção e saúde nas explorações de leite podem ser afetadas com níveis acima de 100ppb de Aflatoxinas na dieta, o que é consideravelmente mais elevado do que a menor quantidade considerada ilegal de resíduos no leite comercial (Whitlow, 2010).
1.6.2) Tricotecenes
O Tricotecenes é um grupo de mais de 180 micotoxinas individuais produzidas por fungos da espécie Fusarium que possuem a mesma estrutura básica (Upadhaya et al., 2010; Zain, 2011). Incluem-se neste grupo o DON, o Nivalenol, a Toxina T-2 e o Diacetoxiscirpenol (Diekman e Green, 1992).
17 1.6.2.1) Deoxinivalenol (DON) ou Vomitoxina
O DON é uma micotoxina que não é exclusiva da espécie Fusarium, sendo também produzidas pelas espécies Stachybotrys e Myrothecium. É também conhecido por Vomitoxina por estar associada com episódios de vómito em suínos (Whitlow e Hagler, 2010; Dragusel, 2011). Um clima húmido e chuvoso, em particular na época de floração promove a infeção por Fusarium spp (Whitlow e Hagler, 2002). Segundo Marasas et al (1984) o produtor mais comum de DON é o Fusarium graminearum (Akande et al., 2006). As condições ambientais ótimas para a multiplicação de Fusarium roseum ocorrem quando o milho é exposto a tempo frio e húmido durante o espigamento, seguido por uma secagem rápida e curta (Diekman e Green, 1992). O DON encontra-se disseminado por todo o globo, sobretudo em cereais armazenados em condições de humidade relativa entre 22-25% (Whitlow e Hagler., 2002). Embora a humidade dos grãos seja baixa o suficiente (13 a 14%) para prevenir o crescimento de fungos bolorentos quando estes são armazenados, um armazenamento inadequado pode levar a que os grãos atinjam 22 a 23% de humidade no seu interior, altura em que os bolores podem produzir grandes concentrações de DON, bem como de Zearelenona num espaço de tempo relativamente curto (Diekman e Green, 1992). Acredita-se que o DON possa ser utilizado como marcador de micotoxinas, pois indica que o alimento foi exposto a uma situação que levou ao crescimento de bolores e possivelmente à formação de várias micotoxinas (Whitlow e Hagler, 2010). As diferentes respostas ao DON podem dever-se à presença de outras micotoxinas (Whitlow e Hagler, 2007). Estas podem interagir entre si provocando sinais que são diferentes ou mais severos do que os expectados (Whitlow e Hagler, 2005). Tal como foi observado para outras micotoxinas, a contaminação experimental da ração apenas com DON puro não detém tanta toxicidade como a observada com rações contaminadas naturalmente. Pensa-se ser devido à presença de diversas micotoxinas nas rações que foram infetadas de maneira natural (Whitlow e Hagler, 2010). Mesmo não havendo estudos que o comprovem ou os comparem diretamente, admite-se que animais de aptidão cárnica são menos sensíveis ao DON que animais produtores de leite. As diferenças entre vacas leiteiras infetadas podem ser observadas quando vacas em diferentes estados da produção são comparadas, pois as vacas de baixa produção que já passaram o pico da lactação aparentam ser mais tolerantes ao DON do que as vacas de alto gabarito em início da lactação (Whitlow e
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Hagler, 2007). Um nível de 0,5 partes por milhão (ppm) de DON é considerado preocupante, enquanto níveis acima de 1ppm são considerados potencialmente nocivos para os bovinos (Asher, 2008). Segundo Diaz et al (2001) vacas leiteiras com dietas contaminadas essencialmente com DON (2,5ppm) respondem favoravelmente (mais 1,5 kg de leite por dia) à inclusão de um quelante das micotoxinas, sugerindo que DON tem um efeito redutor na produção de leite (Whitlow e Hagler, 2010).
Pesquisas estabeleceram que, nos suínos, DON está intimamente ligado a diversas alterações: rejeição de alimento, diarreia, emese, falhas reprodutivas e morte (Coulombe Jr., 1993; Whitlow e Hagler, 2010). O impacto desta micotoxina nos bovinos leiteiros contudo não se encontra totalmente esclarecido, apesar da existência de trabalhos que relacionam DON com desempenhos pobres nas explorações. Esta toxina é responsável pela perda de peso, vómitos, problemas graves de pele e hemorragias dos bovinos, podendo em alguns casos ser responsável pela morte dos animais (Yiannikouris e Jouany, 2002). O DON tem sido associado a alterações na fermentação do rúmen (Seeling et al., 2006), no aumento dos teores de amónia no rúmen e na diminuição fluxo de proteína utilizável para o duodeno (Danicke et al., 2005). Tal como as Aflatoxinas, estas micotoxinas têm propriedades imunossupressoras, atuando tanto no sistema imunitário celular como no número de macrófagos e linfócitos. Diminui também o número de eritrócitos (Upadhaya et al., 2010). O DON diminui as respostas imunitária, humoral e celular e reduz também a resistência do hospedeiro (Bondy e Pestka, 2000). As micotoxinas originárias do Fusarium spp podem afetar a síntese de globulinas de origem hepática, assim como globulinas de origem linfoide (Korosteleva et al., 2007). Rotter et al (1994) sugerem que as micotoxinas produzidas por Fusarium spp são capazes de afetar diretamente síntese de α-globulina no fígado. Os efeitos crónicos mais comuns devido a exposição prolongada ao DON são a anorexia, o decréscimo no ganho de peso vivo e a alteração da eficiência nutricional, havendo no entanto diferenças palpáveis entre espécies (Pestka, 2007).
1.6.2.2) Toxina T-2 (T-2)
A T-2 é uma potente toxina, produzida por fungos da espécie Fusarium, especialmente Fusarium sporotrichioides e Fusarium poae, que foi encontrada em
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baixas concentrações em amostras de ração analisadas (<10% na Carolina do Norte) (Whitlow e Hagler, 2002; Whitlow e Hagler, 2010). Para os autores Bamburg et al (1969), Hsu et al (1972) e Petrie (1977) a T-2 é frequentemente encontrada em milho bolorento (Mann et al., 1982). Esta micotoxina é hidrolisada no fluido ruminal pelos microrganismos Butyrivibrio fibrisolvens e pela Selenomonas ruminantium com um substrato energético adicional (Westlake et al., 1987). Alguns investigadores acreditam que a absorção da T-2 no rúmen pode ser maior no caso de haver uma acidose ruminal, quando as bactérias celulolíticas têm a sua atividade diminuída (Rossi et al., 2009). No seu trabalho, Wannemacher et al (1991) afirmam que a T-2 está associada a uma redução da ingestão de matéria seca, perda de rendimento, gastroenterite, hemorragia intestinal, redução no desempenho reprodutivo e morte. Os efeitos são mais intensivos em animais de laboratório, comparativamente com os bovinos (Whitlow e Hagler, 2002). Weaver et al. (1980) mostraram que intoxicação com T-2 está associada à rejeição de alimento e a lesões gastrointestinais nas vacas, mas sem que se manifestem sinais de síndrome hemorrágico. Um vitelo ao qual foi administrado T-2 desenvolveu depressão, ataxia do quarto posterior e apatia. T-2 e DON são conhecidas por inibir a síntese de proteínas e causar morte celular em várias locais do organismo (Kabak et al., 2006). Mann et al. (1982) verificaram que as imunoglobulinas séricas e proteínas do complemento se encontravam diminuídas em vitelos que tinham recebido T-2. Segundo o estudo de Kegl e Vanyi (1991) os sintomas graves de enterite hemorrágica aguda, como diminuição da ingestão de matéria seca e diarreia hemorrágica, estão relacionados com uma ação direta da T-2 sobre os eritrócitos (Rossi et al., 2009). Num estudo de caso publicado por Whitlow e Hagler. (2007), sobre os problemas associados à administração de alimentos contaminados com T-2 (proveniente do mesmo fornecedor) em duas explorações leiteiras, foi referido que vacas que se encontravam no começo da lactação foram afetadas com maior severidade, mostrando falta de apetite, perda severa de peso, um baixo pico de lactação, níveis elevados de morbilidade e mortalidade. Em outro caso, em que foi incluído na dieta dos animais milho contaminado com T-2 (350ppb), as vacas exibiram sinais de diarreia e a produção de leite foi errática durante 2 ou 3 dias, acabando por apresentar um decréscimo de 15%. A adição de derivados de argila à dieta foi capaz de restaurar a produção para valores anteriores aos da intoxicação, num período de 3 semanas. A remoção deste produto resultou numa
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imediata perda na produção. A argila foi de novo administrada, verificando-se de novo uma resposta positiva (Whitlow e Hagler, 2007).
1.6.3) Zearalenona (ZEA)
A ZEA é uma micotoxina produzida por fungos da espécie Fusarium, especialmente por Fusarium graminaerium, Fusarium culmorum, Fusarium crookwellense, Fusarium equistei, Fusarium Semitectum e Fusarium sportotrichioides, e que possui uma estrutura química semelhante à dos estrogénios, sendo capaz de interagir com os recetores para esta hormona nos tecidos animais (Bennett and Shotwell, 1979; Coulombe Jr., 1993; Diekman e Green, 1992; Upadhaya et al., 2010; Whitlow, 2010; Zinedine et al., 2007). Marasas (1991) identificou o F. graminaerium como sendo a espécie com maior potencial agonista dos estrogénios (Ozsoy et al., 2005). A ZEA é um contaminante natural do milho, trigo, cevada, aveia, sorgo e feno, está associada ao apodrecimento das orelhas e caules do milho e com a presença de crostas no trigo (Agag, 2004; Coulombe Jr., 1993; Whitlow, 2010). Embora a contaminação antes da colheita seja a via mais prevalente, a formação após a colheita da toxina não pode ser completamente excluída. A ZEA é estável e não é degradada pelos procedimentos normais de processamento alimentar, pelo que é possível encontra-lo em derivados dos cereais como o pão e comidas processadas (Fink-Gremmels e Malekinejad, 2007; Ryu et al., 2003). Elevados teores de humidade e baixas temperaturas promovem a produção de esta micotoxina (CAST, 2003; Coulombe Jr., 1993). A ZEA é quase um contaminante universal do milho e é frequentemente encontrado nas mesmas amostras com Tricotecenes (Coulombe Jr., 1993).
Olsen (1989) identificou dois patamares metabólicos principais para a ZEA no organismo animal (Rossi et al., 2009):
A hidroxilação a nível hepático com formação de α e β-Zeralenol (α e β ZOL), catalisada por 3α e 3β-hidroxisteroide-dehidrogenase (HSDs);
A conjugação da ZEA no fígado pelo ácido glucorónico, catalisado pela uridindifosfato-glucoronil-transferase (UDPGT).
Em ruminantes a ZEA é convertida em Zeranol no rúmen, por ação da bactéria Butyrivibrio fibrisolvens e semelhantes (Yiannikouris and Jouany, 2002). Kennedy et al
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(1998) afirmam que a ZEA é convertida em α-ZOL pelos protozoários que habitam o rúmen e metabolizado pelas bactérias ruminais (Rossi et al., 2009). D’Mello et al (1999) sugerem que a atividade de ZEA está intimamente ligada à ação dos seus metabolitos, logo o metabolismo hepático e excreção pelas fezes destes metabolitos são essenciais no que diz respeito à toxicidade da ZEA em vacas de leite (Rossi et al., 2009). Como resultado deste patamar metabólico dá-se a produção de compostos de elevada polaridade que facilitam a absorção intestinal e promovem a atividade estrogénica da ZEA (Rossi et al., 2009) que pode aumentar 3 a 4 vezes (Kiessling et al., 1984).
Os ruminantes são menos sensíveis à exposição de ZEA comparativamente aos animais monogástricos, uma vez que há uma eliminação pré-sistémica da ZEA pela flora ruminal (Diekman e Green, 1992). Contudo, recentemente este conceito geral foi posto em causa por Seeling et al. (2006) que demostraram que o metabolismo ruminal pode ficar saturado ainda que varie com a dieta e o regime alimentar do animal (Fink-Gremmels e Malekinejad, 2007). Os principais efeitos da ZEA são reprodutivos e observam-se mudanças físicas nos órgãos genitais similares às induzidas pelo estradiol: edema e hipertrofia dos órgão genitais de fêmeas pré-púberes, decréscimo na taxa de embriões sobreviventes em mães gestantes, descida nas concentrações de LH e na produção de progesterona, afetando a morfologia dos tecidos uterinos, diminuição na produção de leite, feminização de machos jovens devido à queda na produção de testosterona, infertilidade e morbilidade perinatal (Coulombe Jr., 1993; Upadhaya et al., 2010).
1.6.4) Fumonisina
As Fumonisinas foram descobertas durante a década de 80, devido aos variados estudos sobre a leucoencefalomalácia equina (Marasas, 2001; Pitt, 2000). As espécies principais responsáveis por altas produções de Fumonisinas são o Fusarium moniliforme e o F. proliferatum (Ross et al., 1990; Sanchís et al., 1994; Thiel et al., 1991). Estas micotoxinas afetam sobretudo espécies monogástricas, como os cavalos, suínos e frangos, sendo os ruminantes muito menos sensíveis a este tipo de micotoxina (Yiannikouris e Jouany, 2002). No entanto a alteração no metabolismo hepático dos esfingolípidos, o comprometimento da imunidade e lesões hepáticas e renais encontram-se descritas em ruminantes (Voss et al., 2011). Foi demonstrado que Fumonisina B1 em
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grandes quantidades (148ppm) pode causar lesões hepáticas em bovinos mesmo quando administrada num curto espaço de tempo (31 dias). Contudo não se verificou nenhum efeito no ganho de peso vivo ou na ingestão de matéria seca (Osweiler et al., 1993).
1.6.5) Ocratoxina A (OTA)
A OTA é um metabolito produzido pelos fungos de armazenamento, como sejam o Aspergillus ochraceus, Aspergillus níger, A. Corbonarius, Penicillium verrucosum que contaminam as plantações de cereais, café, vinha e outras frutas e cerveja (Blumenthal, 2004; Halász et al., 2009; Harris e Mantle, 2001; Muñoz et al., 2006). Nos bovinos, a OTA é degradada no rúmen. Deste modo pensa -se que não tenha grandes consequências na saúde dos animais, a não ser que seja consumida por vitelos pré-ruminantes (Sreemannarayana et al., 1988). Contudo estão descritas situações de exposição crónica a esta toxina e reação aguda em vacas (Whitlow, 2010). Em dietas ricas em grão, ou em concentrados, há uma menor degradação da OTA no rúmen, o que pode provocar uma maior toxicidade no animal (Hohler et al., 1999). Há poucos estudos concretos que relacionem a intoxicação por OTA com vacas leiteiras reprodutoras (Rossi et al., 2009a). Contudo em ovelhas (Xiao et al., 1991) estão descritos sinais de desconforto e início de intoxicação (poliúria, redução de apetite) a doses únicas de 500 µg/kg de OTA. Os animais que tenham estado expostos a OTA podem desenvolver falhas na função renal (Rutqvist et al., 1978). A OTA pode ser a causa de lesões renais, desidratação, imunodepressão, perda de apetite e descida na produção em animais monogástricos (Yiannikouris e Jouany, 2002).
1.6.6) Micotoxinas Fusáricas Emergentes
Incluem-se neste grupo outros metabolitos secundários dos fungos como a Fusaproliferina (FUS), as Eniatinas (ENNs), a Bueauvaricina (BEA) e Moniliformina. Existem poucos estudos sobre estes compostos, não apenas pela sua nova descoberta, mas porque só recentemente se percebeu o seu papel como micotoxinas (Marin et al 2012)
1.7) Efeitos das Micotoxinas Sobre a Fertilidade dos Animais
Sendo o impacto das micotoxinas sobre o desempenho reprodutivo de uma exploração de bovinos de leite o tema principal deste trabalho, torna-se fundamental
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criar um capítulo dedicado apenas aos sinais clínicos relacionados com o aparelho reprodutivo dos bovinos e as consequências a nível da fertilidade.
Segundo Ray et al (1986) as Aflatoxinas têm a capacidade de influenciarem a atividade reprodutiva da vaca. Estão descritos vários casos de aborto no trimestre final da gestação em vacas de leite cuja dieta continha uma grande proporção de ração contaminada por Aflatoxina B1 (Rossi et al., 2009). Para alguns autores, o efeito negativo desta micotoxina no desempenho reprodutivo das vacas leiteiras não é atribuído a uma ação direta no oócito ou no embrião, mas a uma alteração na homeostasia da mãe (Rossi et al., 2009). Contudo, segundo Iben et al (1994), existem pesquisas que mostram que as Aflatoxinas possuem um efeito nefasto sobre as gónadas, sendo também responsáveis por perdas embrionárias precoces, alterações no útero e no tamanho dos ovários, irregularidades no ciclo éstrico e decréscimo das taxas de prenhez e parto (Pirestani and Toghyani, 2010). Ultrapassado o limite crítico desta toxina na dieta (20 µg/kg na dieta e 0,5 µg/kg no leite) observa-se um efeito prejudicial na fertilidade e reprodução dos animais (Gray et al., 2004; Kabak et al., 2006; Ozsoy et al., 2005; Pirestani e Toghyani, 2010; Zheng et al., 2005).
Os ruminantes são significativamente menos sensíveis à exposição à ZEA do que os suínos, por exemplo (Cortinovis et al., 2013). Grandes concentrações de ZEA e de derivados na dieta do gado bovino foram associadas com esterilidade (Fink-Gremmels e Malekinejad, 2007) infertilidade, redução da concepção (CAST, 2003), hiperestrogenismo, aumento da glândula mamária, redução na produção de leite, vaginite e secreção vaginal em novilhas imaturas (Agag, 2004; Diekman e Green, 1992). Coppock et al (1990) fazem também referência a um aumento das glândulas mamárias e a esterilidade em novilhas que sujeitas a elevadas concentrações de ZEA. Na investigação conduzida por Weaver et al (1986), segundo (Cortinovis et al., 2013) foi fornecido a novilhas de leite 250mg de ZEA (99% pura) diariamente durante 3 ciclos éstricos consecutivos. Após esse período verificou-se um decréscimo na taxa de conceção de 87% para 62%. Smith and Towers (2002) afirmam que esta micotoxina encontrada nos pastos da Nova Zelândia é uma reconhecida causa de infertilidade em bovinos e ovinos.
