Le micotossine sono prodotte dal metabolismo secondario di funghi filamentosi, quindi non legato alle funzioni principali del fungo, come crescita e moltiplicazione. La loro produzione dipende principalmente dalle interazioni che il fungo ha con l’ambiente esterno e con gli altri microrganismi, con i quali compete per il substrato di crescita. Di fatto, la presenza del fungo non comporta una contaminazione da micotossine; infatti non si conoscono le condizioni esatte del quando e perché le micotossine vengano prodotte. La presenza di tossine sulla pianta presuppone invece che ci sia il fungo o che ci sia stato.

La contaminazione con micotossine delle materie prime preoccupa sia per la salute degli animali, sia per quella del consumatore. L’insilato di mais è un prodotto alimentare ampiamente utilizzato per i bovini in tutto il mondo, e la sua contaminazione con micotossine può avvenire sia prima che dopo la raccolta (Storm et al., 2014). I funghi in grado di contaminare la pianta in pre-raccolta sono specie afferenti al genere Fusarium, Alternaria e Aspergillus, mentre l’infezione post-raccolta è più spesso causata da Penicillium roqueforti, P. paneum, Zygomycetes, Aspergillus fumigatus, Byssochlamys niveae e pochi altri funghi. L’insilamento consente di evitare l’accrescimento della maggior parte delle specie fungine, mentre altre si sono adattate a tollerare alti livelli di acidi, CO2 e basso O2 che gli consente di crescere e quindi produrre micotossine anche in queste condizioni. Le micotossine normate (eg: aflatossine, fumonisine, vomitossina o zearalenone) sono solo una minoranza di tutte le micotossine esistenti e fino ad ora riconosciute.

Una recente ricerca condotta in Italia (Gallo et al., 2021) ha evidenziato come l’insilato di mais possa essere contaminato da diverse tipologie di micotossine “emergenti”, e questo può essere in qual modo legato alla qualità fermentativa di questo foraggio o alla velocità con la quale i processi di acidificazione sono avvenuti una volta raccolto il foraggio e chiusa la trincea. In particolare, vengono definite micotossine emergenti quelle tossine per le quali gli studi che riguardano la loro pericolosità sono ancora scarsi.

Micotossine emergenti prodotte da Alternaria

Si pensa che le tossine prodotte da Alternaria spp. abbiano effetti nocivi negli animali, tra cui citotossicità, fetotossicità e teratogenicità, e nei polli spesso causano sindrome emorragica. Tra le tossine prodotte si identificano: acido tenuazonico, prodotto da A. tenuissima e A. arborescens, che causa la mortalità in fase embrionale e alta mortalità nei pulcini, già dopo un giorno dalla nascita. I sintomi osservati sono diarrea, tremore muscolare e convulsioni. L’alternariolo risulta avere gli stessi effetti del metil-etere alternariolo: in vitro è risultato essere genotossico per batteri e cellule mammifere e ha effetto negativo sulla sintesi di progesterone nelle scrofe. Induce rotture del filamento di DNA e malformazioni cromosomiche. A. tenuissima e A. arborescens sono anche produttori di altertossina, che ha effetto mutagenico sui batteri e induce trasformazioni cellulari, nonchè di tentossine. A. infectoria produce deidrocurvularina, α-pyrones, infectopirone, novae-zelandine, acido alternarienonico, acido pirenochetico per i quali non sono ancora presenti informazioni bibliografiche riguardo i loro effetti sugli organismi superiori.

Micotossine emergenti prodotte da Aspergillus

L’acido ciclopiazonico è prodotto da A. flavus, A. versicolor e A. cyclopium ed ha un’attività antibatterica e antifungina, come anche l’acido kojico e β-nitropropionico (A. flavus). Quest’ultimo inibisce irreversibilmente la succinato-deidrogenasi: su pecore e bovini sono stati riferiti problemi locomotori dovuti all’ingestione di alimenti contaminati da questo metabolita; nei monogastrici ha causato la mutazione dell’omeostasi del calcio, necrosi del fegato, morte delle cellule ed effetto neurotossico. È vasodilatatore ed inibitore del reticolo endoplasmatico. L’asperglaucide, prodotto in particolare dalla specie A. glaucus, ha un effetto antinfiammatorio e la capacità di inibire la cisteina peptidasi. Il metabolita è stato indicato come concausa di infezioni cerebrali, problematiche cardiovascolari e polmonari. Inoltre, può anche causare infezioni alle mucose nasali sia nell’uomo uomo che negli animali. Per l’emodina, che è prodotta da diverse specie di Aspergillus spp., gli effetti tossici non sono stati studiati. Alcuni studi sui ratti hanno dimostrato che ha effetto cancerogeno ed è risultata essere tossica negli avicoli. L’Aspergillus fumigatus è un fungo ubiquitario che si ritrova spesso nei foraggi conservati. Produce diverse micotossine che possono influenzare la salute degli animali. Gliotossina e verrucologeno sono stati riscontrati nel 70-85% degli insilati controllai in un survey condotto in USA. Nonostante la loro tossicità sia stata riconosciuta, mancano ulteriori informazioni che descrivano la produzione delle tossine di A. fumigatus nei foraggi. Questo fungo è anche responsabile della produzione di altre tossine quali:

  • Fumigaclavines A e C, che possono provocare emorragie, diarrea e tremori nei ruminanti.
  • Gliotossina, che è immunosoppressiva, causa l’apoptosi di linfociti e macrofagi, e può generare ROS, i quali provocano danni alle cellule sane negli organi dell’ospite. È prodotta nel caso si trovi su sub-strati a basso C/N. È inoltre antivirale, antifungina e antibatterica.
  • Verruculogeno, che è genotossico e causa tremori.
  • Fumagillina, un inibitore dell’angiogenesi, non è utilizzato terapeuticamente a causa della sua elevata citotossicità e genotossicità.
  • Acido elvellico, che ha azione simile agli antibiotici steroidei ed è citotossico.
  • Altre micotossine emergenti, per cui non si hanno informazioni, sono bismetiltiogliossina e fumitremorgine.

La sterigmatocistina è sempre prodotta dal genere Aspergillus, in particolare dalle specie A. versicolor e A. nidulans. È epatotossica, carcenogenica, teratogena perché si converte nella forma epossidica. Causa diarrea emorragica in bovini e suini, e in questi anche alterazioni necrotiche del tessuto epatico, ma devono ancora essere condotti degli studi per la sua tossicità a lungo termine in vivo sui ruminanti. In una pubblicazione del Ministero della Salute di febbraio 2021, in cui è stata effettuata una valutazione del rischio all’esposizione del consumatore alla sterigmatocistina, si è rilevata la tossina nel latte e nei suoi derivati. Ulteriori tossine emergenti prodotte dai ceppi afferenti al genere Aspergillus sono brevianamide F (A. clavatus), averufina (A. pseudoustus) e rugulusovin (A. halophilicus), per le quali la bibliografia è carente; poche sono quindi le informazioni sui reali effetti che queste tossine hanno sugli organismi superiori.

Micotossine emergenti prodotte da Fusarium

F. culmorum, F. graminearum e F. cerealis sono i principali produttori di fusarenon-X e culmorina. Mentre della prima tossina si hanno poche informazioni, per la seconda sono noti gli effetti fitotossici, l’attività antifungina e la tossicità risulta essere acuta e limitata ai mammiferi. La beauvericina viene sintetizzata da F. proliferatum, F. subglutinans e F.verticilloides, e mostra proprietà ionoforiche. È in grado di portare le cellule eucariotiche ad apoptosi perché aumenta il Ca citoplasmatico, in più può provocare danni al DNA e cardiotossicità. Effetti similari sono stati rilevati anche con l’enniantina, che deriva dal metabolismo secondario di F. poae, F. sporotrichioides, F. avenaceum e F. tricinctum. La moniliformina, prodotta da F. proliferatum e F. subglutinans, ha un’azione immunosoppressiva, ma non è mutagena. I principali sintomi sono debolezza muscolare, stress respiratorio, degenerazione del miocardio e riduce l’incremento ponderale in animali in accrescimento. Il butenolide, il quale è prodotto principalmente da F. avenaceum e F. tricinctum, ha mostrato tossicità in vivo, ma non si hanno dati sui ruminanti. Per l’aurofusarina, non si conosce quale sia la specie di Fusarium che la produce, ma alcune prove in vivo su avicoli hanno evidenziato una diminuzione di proteine e grassi delle uova e della carne. L’acido fusarico, prodotto da F. oxysporum, F. monilforme, F. proliferatum, F. subglutinans e F. verticilloides, agisce a livello dei neurotrasmettitori cerebrali e provoca ipotensione. Inoltre, si è evidenziato un effetto sinergico con il DON, il quale provoca nei suini una diminuzione di peso e ingestione. Per la fusaproliferina prodotta da F. proliferatuma, F. subglutinans e F verticilloides l’unico effetto evidenziato è la malformazione negli embrioni dei polli. Altre tossine emergenti prodotte da Fusarium e ritrovate nei foraggi insilati sono monocerina (F. larvarum), equisetina (F. equiseti), bikaverina (Fusarium spp.), antibiotico Y (F. avenaceum, F. trincinctum), butenolite (F.trincinctum, F. equiseti, F. graminearum). Di queste non si hanno indicazioni dei reali effetti sugli animali.

Micotossine emergenti prodotte da Penicillium

P. roqueforti è produttore di acido micofenolico, tossina PR e diverse forme di roquefortina. Si hanno poche informazioni sull’effetto nei processi digestivi e sulle risposte metaboliche nei ruminanti delle micotossine prodotte da questo fungo. Per la tossina PR è stato riportato che la molecola è instabile in condizioni acide in quanto si destabilizza a pH < 3. L’ammoniaca, gli amminoacidi basici e neutri potrebbero reagire con la tossina PR formando la PR-immina e in questo modo la molecola madre può risultare non rilevabile (Driehuis 2013). PR non interferisce con nessuno dei parametri fermentativi del rumine, supportando l’ipotesi che la microflora ruminale abbia una capacità significativa di disintossicare PR in composti meno tossici (Gallo et al, 2015). Le prove in vitro hanno dimostrato che l’acido micofenolico e la roquefortina C potrebbero avere un impatto sull’attività dei microrganismi ruminali, modificando i pattern di fermentazione, riducendo l’utilizzo dei nutrienti e la produzione di VFA. Inoltre, queste tossine sono solo parzialmente degradate nel rumine, quindi raggiungono l’intestino invariate, interferendo con la microflora intestinale. La Patulina non è prodotta solo da P. paneum, ma anche da A. clavatus. Tapia et al. (2002) hanno rilevato una correlazione negativa dose-dipendente dell’effetto della patulina sulla digestione dei nutrienti, in particolare sul metabolismo dell’azoto e sull’utilizzazione dell’energia. Altre tossine emergenti prodotte da Penicillium nei foraggi sono acido barceloneico (P. albocorenium), andrastina A, B e C (Penicillium spp), citreoisocumarin (P. buchwaldii), fellutanina A (P. fellutanum), marcfortine A (P. paneum), questiomicina A (P. expansum).

Dell’alto numero di micotossine emergenti riscontrate nei foraggi campionati (fino ad oltre 40 micotossine che co-contaminano i foraggi insilati), solo per poche si è riusciti effettivamente a trovare informazioni riguardo il loro effetto sugli animali da reddito. Alcune di queste potrebbero essere normate in futuro, almeno indicando dei limiti massimi del loro contenuto sulle materie prime, poiché influenzano notevolmente la salute e le performance di alcuni animali da reddito. Per altre micotossine, invece, le uniche informazioni disponibili sono il fungo produttore e, riguardo gli effetti tossici, si hanno poche informazioni condotte principalmente con studi in vitro, che però necessitano di essere confermati con ulteriori approfondimenti e studi in vivo. La rilevazione di queste sostanze negli insilati è per il momento più legata alla valutazione della loro qualità fermentativa e sanitaria, e a verificare l’andamento delle fermentazioni del foraggio trinciato e conservato in trincea. Ulteriori studi sono necessari per valutare l’effetto di questa pletora di micotossine emergenti sullo stato sanitario e di benessere degli animali, e sulle sue performance produttive e riproduttive. Il gruppo di ricerca sta lavorando su questi aspetti.

La presente nota è una sintesi del seguente articolo scientifico pubblicato su Toxins dove è riportata tutta la letteratura citata: Gallo, A.; Ghilardelli, F.; Atzori, A.S.; Zara, S.; Novak, B.; Faas, J.; Fancello, F. “Co-Occurrence of Regulated and Emerging Mycotoxins in Corn Silage: Relationships with Fermentation Quality and Bacterial Communities“. Toxins 2021, 13, 232. https://doi.org/10.3390/toxins13030232.

 

Autori

Antonio Gallo, Giuseppe Conte, Alberto Stanislao Atzori, Fabio Correddu, Antonio Natalello, Sara Pegolo, Manuel Scerra – Gruppo Editoriale ASPA.