La barrera intestinal es una de las primeras líneas de defensa del organismo frente a patógenos y contaminantes externos.
Por ello, cualquier alteración en su estructura o función puede desencadenar problemas que pueden pasar desapercibidos, pero que a la larga se pueden traducir en importantes pérdidas económicas debido a una disminución del rendimiento productivo y una mayor predisposición a enfermedades.
En este sentido, numerosos estudios ponen el foco en el impacto que tiene la exposición de la barrera intestinal a toxinas, entre ellas, las micotoxinas -metabolitos secundarios producidos por hongos micotoxigénicos que aparecen frecuentemente en las materias primas para alimentación animal.
Si bien, están ampliamente estudiados muchos de sus efectos sobre la salud (citotoxicidad, mutagenicidad, genotoxicidad, carcinogenicidad, reprotoxicidad, inmunotoxicidad, hepatotoxicidad, nefrotoxicidad, etc.), queda aún mucho por explorar en lo que respecta al impacto de las micotoxinas sobre la integridad de la barrera intestinal y el equilibrio de la microbiota intestinal.
Dada la amplia ocurrencia de las micotoxinas en las materias primas para alimentación animal, normalmente encontrándose simultáneamente varias a la vez, el sistema digestivo se expone a concentraciones más altas que otros órganos, siendo fundamental conocer los mecanismos implicados en las alteraciones de la barrera intestinal inducidas por estas toxinas.
La barrera intestinal es esencial para la salud gastrointestinal, siendo una estructura multifacética compuesta por diferentes niveles de protección.
Estos niveles incluyen barreras físicas, químicas, inmunitarias y microbianas que trabajan en conjunto para mantener la homeostasis intestinal y proteger al organismo de agentes externos dañinos.
BARRERA FÍSICA
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El epitelio intestinal desempeña un papel fundamental en la formación de la barrera física, estando formada por enterocitos, células caliciformes, células de Paneth y células enteroendocrinas distribuidas en una capa única que recubre la superficie del intestino.
Estas células están interconectadas por las uniones adherentes y las uniones estrechas que regulan la permeabilidad de esta barrera física.
Es importante destacar que las uniones estrechas son especialmente importantes en la regulación de la permeabilidad paracelular intestinal, lo que contribuye significativamente a la integridad de la barrera.
BARRERA QUÍMICA
Representada principalmente por la capa de moco que recubre la superficie del intestino.
Esta capa de moco, está compuesta principalmente de mucinas y proteínas antimicrobianas producidas por las células caliciformes y células de Paneth. Su función principal es:
Evitar el contacto directo de las bacterias luminales con el epitelio intestinal.
Facilitar la absorción de nutrientes.
BARRERA INMUNITARIA
Desempeña un papel crucial en la protección del intestino, estando conformada por células inmunitarias situadas en la lámina propia, como linfocitos intraepiteliales, células de Paneth y células de plasma secretoras de IgA, así como mediadores inmunitarios como IgA y citoquinas.
Estos componentes ayudan a regular la respuesta inmunitaria del intestino y a prevenir la inflamación.
BARRERA MICROBIANA
Representada por la microbiota intestinal, compuesta por una amplia variedad de microorganismos, desempeñando un papel crucial en la salud intestinal a través de sus funciones protectoras, metabólicas y estructurales.
Sin embargo, el desequilibrio microbiano puede conducir a la inflamación intestinal y a la disfunción de la barrera intestinal.
Figura 1. Estructura de la barrera intestinal (Adaptado de Gao et al, 2020).
EL INTESTINO BAJO EL ASEDIO DE LAS MICOTOXINAS
Se han llevado a cabo diversos estudios in vitro e in vivo que evidencian los efectos perjudiciales de la exposición de la barrera intestinal a las micotoxinas, especialmente aquellas que se encuentran con mayor frecuencia (aflatoxinas -AF-, zearalenona -ZEN-, ocratoxina A -OTA-, fumonisinas -FB-, deoxinivalenol -DON y toxina T-2), solas o combinadas, en las materias primas para alimentación animal y humana.
DESTRUCCIÓN DE LA BARRERA QUÍMICA
Además de afectar la barrera física, las micotoxinas también alteran la barrera química intestinal, habiéndose demostrado su capacidad para modificar la composición de la mucina intestinal, alterando así su función.
Se ha observado que, incluso a bajas concentraciones, las micotoxinas son capaces de interferir con la expresión de mRNA de proteínas específicas de la mucina, conduciendo a daños en la mucosa e inflamación intestinal.
En lo que a la producción de péptidos antimicrobianos se refiere, se ha demostrado que las micotoxinas aumentan su producción, habiéndose observado un aumento en la expresión de las defensinas porcinas 1 y 2.
En un estudio in vitro publicado en el 2015 se reportó que la beta-defensina porcina 2 aumentaba la expresión de ARNm de las mucinas en células Caco-2, deduciéndose que, cuando el tracto intestinal resulta dañado por las micotoxinas, la secreción de péptidos antimicrobianos estimulaba la producción de mucina con el fin de mejorar la función de la barrera química de la mucosa intestinal.
En este sentido, numerosos estudios han señalado la adición de péptidos antimicrobianos a los piensos como estrategia para antagonizar la toxicidad de las micotoxinas.
En cuanto a la barrera inmunitaria, se ha observado que las micotoxinas son capaces de estimular la secreción de compuestos proinflamatorios, aumentando la permeabilidad intestinal y facilitando el paso de toxinas y patógenos al torrente circulatorio.
En conclusión, las micotoxinas representan una amenaza silenciosa para la integridad intestinal, interfiriendo con múltiples aspectos de la barrera gastrointestinal y desequilibrando su funcionamiento óptimo.
A través de diversos mecanismos, estas toxinas comprometen la estructura y función de la barrera intestinal, lo que puede conducir a una mayor permeabilidad, inflamación y disbiosis microbiana.
La barrera intestinal, compuesta por barreras físicas, químicas, inmunitarias y microbianas, es esencial para mantener la homeostasis intestinal y proteger al organismo de agentes dañinos.
Sin embargo, las micotoxinas tienen la capacidad de afectar cada uno de estos niveles de protección, debilitando así la defensa natural del cuerpo contra toxinas y patógenos.
Desde la disminución de la resistencia transepitelial hasta la alteración de la composición de la microbiota intestinal, las micotoxinas ejercen su influencia de manera amplia y variada.
Estudios in vitro e in vivo han demostrado cómo estas toxinas pueden alterar la expresión de proteínas de unión estrecha, modificar la composición de la mucina, estimular la secreción de compuestos proinflamatorios y alterar la diversidad microbiana, entre otros efectos.
En consecuencia, es fundamental entender los mecanismos precisos mediante los cuales las micotoxinas afectan la integridad intestinal y cómo estas alteraciones contribuyen a la predisposición a enfermedades y a las pérdidas económicas en la producción animal, siendo fundamental implementar estrategias de prevención y mitigación para reducir la exposición a estas toxinas y proteger la salud y bienestar de los animales.
