Abstract

Su scala globale, la granella di cereali e gli alimenti destinati agli animali possono essere contaminati da tricoteceni, come il deossinivalenolo e la tossina T-2, lo zearalenone (ZEA) e le fumonisine, le principali micotossine prodotte dai funghi del genere Fusarium. Di queste micotossine, lo ZEA è sicuramente implicato nei disordini riproduttivi del suino e altri animali domestici. Esperimenti condotti in vivo ed in vitro indicano che lo ZEA ed i suoi metaboliti esercitano una azione di tipo estrogenico che esita in alterazioni funzionali e morfologiche degli organi riproduttivi.

E’ stata recentemente analizzata la potenziale capacità di tricoteceni e fumonisine di causare disturbi della funzione riproduttiva negli animali domestici. In questa review sono raccolti i dati tossicologici degli effetti delle micotossine di Fusarium sulla funzione ovarica, testicolare, placentare e sul feto, nonché sulla pubertà/maturità sessuale negli animali domestici. Vengono riportati ed analizzati i risultati di studi condotti sia in vivo che in vitro.

Effetti delle micotossine di Fusarium sulla funzione ovarica

Zearalenone

Lo ZEA, in base al momento ed alla durata dell’assunzione in relazione al ciclo estrale, può causare nella scrofa ninfomania, pseudogravidanza, atrofia ovarica e modificazioni endometriali. E’ in grado di inibire il rilascio di ormone follicolo-stimolante (FSH), così da indurre morte dell’oocita all’interno del follicolo di Graaf. Sebbene l’animale possa manifestare i segni dell’estro, a ciò non si accompagna l’ovulazione. Concentrazioni di 25 a 100 mg/kg di micotossina ZEA purificata somministrate alle scrofe postparto o durante la gravidanza sono in grado di provocare, tra le altre, manifestazioni estrali, riduzione del numero di suinetti per scrofa, malformazioni fetali e riassorbimenti. Concentrazioni minori (da 5 a 20 mg/Kg) sono sufficienti per incrementare la durata del ciclo estrale nelle scrofe per effetto luteotropico. Studi in vivo hanno confermato che i metaboliti dello ZEA sono in grado di alterare la maturazione, il tasso di degenerazione e la competenza degli oociti suini. I rumanti in genere sono meno sensibili all’azione della tossina ZEA e dei suoi metaboliti, sebbene sia dimostrata la correlazione tra assunzione di tossina e infertilità, riduzione della produzione lattea ed iperestrogenismo. La somministrazione di 250 g al giorno di ZEA nel corso di tre cicli estrali consecutivi provocava nelle manze la diminuzione del conception rate dall’87% al 62% in uno studio in vivo. Come per la specie suina, anche nella specie bovina è stata dimostrata la capacità della micotossina di alterare la maturazione meiotica degli oociti. Negli equini gli effetti dello ZEA sono riportati in un numero limitato di studi; la maggior parte dei casi descritti riferisce di una maggiore incidenza di ematomi follicolari in cavalle alimentate con avena contaminata. Gli studi in vitro confermano anche in questa specie l’atresia follicolare indotta dallo ZEA.

Deossinivalenolo

Nella specie suina il DON è considerato responsabile di alterata maturazione oocitaria e sviluppo embrionale, oltre che di riduzione dell’ingestione di alimento. Studi in vitro dimostrano che 2 µM di DON sono sufficienti per indurre aberrazioni mitotiche durante la metafase I e II negli oociti suini, mentre concentrazioni di 0.2-0.02 µM sono responsabili di alterazioni nel fuso mitotico dopo il raggiungimento della metafase II. L’effetto di questa micotossina sulla capacità di proliferazione e di sintesi ormonale delle cellule della granulosa non è chiara: Ranzenigo et al. e Medvedova et al. hanno ottenuto risultati contrastanti in vitro. Nel primo studio il DON inibiva la produzione di estrogeni, di progesterone e la proliferazione delle cellule della granulosa quando nel medium di coltivazione erano aggiunte 3.4 µM di DON, mentre nel secondo si osservava, al contrario, una maggiore espressione di geni correlati alla proliferazione cellulare e un incremento nella sintesi di progesterone. Tuttavia, si implicano tali differenze ai diversi medium e tempi di coltura utilizzati in questi due studi.

Tossina T-2

Sebbene non si conosca l’eziopatogenesi dell’intossicazione da tossina T-2, gli effetti dell’esposizione orale sulla funzione ovarica sono stati studiati nella specie ovina e bovina. Nelle manze e nelle agnelle si osservavano ritardo della maturazione follicolare, dell’ovulazione e della luteinizzazione; ciò riduceva le possibilità di concepimento anche in presenza dei segni visibili dell’estro. Nella cavalla non si notavano alterazioni della funzione ovarica. Nella specie suina, da studi in vitro, si è concluso che la micotossina T-2 sia in grado di inibire la proliferazione e la steroidogenesi nelle cellule della granulosa.

Fumonisina B1

La FB1 a dosaggi maggiori di 10 µM può indurre inibizione della proliferazione delle cellule della granulosa nella specie suina. Concentrazioni tra 10 e 14 µM sono considerate sufficienti a favorire la sintesi ed il rilascio di progesterone, interferendo cosi con la regolazione endocrina del ciclo estrale in questa specie.

Effetti delle micotossine di Fusarium sulla funzione testicolare

Zearalenone

Mentre nei giovani verri lo ZEA riduce il volume testicolare, la spermatogenesi, le concentrazioni sieriche di testosterone e la libido, non sono stati riportati i medesimi effetti nei verri adulti. Da studi in vitro su spermatozoi suini ed equini è emerso che lo ZEA e i suoi metaboliti, α-ZOL e β-ZOL, riducono la vitalità spermatica nonostante siano responsabili di aumentata motilità. Lo ZEA e l’ α-ZOL riducono la capacità degli spermatozoi di legare la zona pellucida.

Deossinivalenolo

Gli studi disponibili riguardano solo spermatozoi di ratto: sono state osservate degenerazione del parenchima testicolare, anomalie morfologiche dei nemaspermi, ridotta sintesi di testosterone, ed aumento delle concentrazioni di FSH ed LH.

Tossina T-2

Ad oggi è stato studiato l’effetto della micotossina T-2 solo nel coniglio. L’esposizione comportava riduzione della motilità spermatica, della concentrazione di testosterone ed acido citrico, nonché l’aumento delle anomalie morfologiche in uno studio in vivo. Si suppone che conseguenze simili possono verificarsi anche negli animali da reddito.

Fumonisina B1

Studi effettuati sui conigli confermano la tossicità della FB1, assunta oralmente alla dose di 7.5mg/Kg con effetti negativi sulla motilità e sulla vitalità spermatica. L’inibizione della spermatogenesi è stata confermata nel verro mentre nello stallone, in vitro, si è osservata ipomotilità e instabilità della cromatina negli spermatozoi.

Effetto della micotossine di Fusarium sulla placenta e sul feto

Le conoscenze delle interazioni tra micotossine e funzionalità placentare non sono state investigate approfonditamente. Goyarts et al. segnalano il ritrovamento di DON in reni e fegato di feti suini a seguito della somministrazione a scrofe gravide tra i 35 ed i 70 giorni di un alimento contenente 4.42 mg/Kg di DON e 0.048 mg/Kg di ZEA; la seconda micotossina non era rintracciabile nei feti. Tiemann et al. hanno osservato minor peso alla nascita e diminuzione del peso della milza, del valore ematocrito e della concentrazione di emoglobina in suinetti nati da scrofe cui erano somministrate assieme all’alimento 9.57 mg/Kg di DON e 0.358 mg/Kg di ZEA tra i 75 ed i 110 giorni di gestazione. Schoevers at al. hanno invece alimentato scrofe gravide tra i 22 ed i 112 giorni con dosi crescenti di ZEA. Le scrofette nate dalle madri alimentate con 0.5 e 1.0 mg/Kg di ZEA presentavano anomalie dei follicoli primordiali e secondari. Gli studi riportati fino ad oggi nei conigli sembrano non confermare il passaggio della micotossina FB1 dalla circolazione materna a quella fetale. Le fumonisine sono sospettate di rappresentare un fattore di rischio per i difetti del tubo neurale (NTDs), e quindi di malformazioni del sistema nervoso centrale. Sebbene prove tossicologiche siano state condotte in vivo solo nei topi, è ragionevole pensare che anche negli animali domestici le fumonisine possano avere un ruolo nella genesi delle malformazioni congenite cerebrali e spinali.

Effetti delle micotossine di Fusarium sulla maturità sessuale e sulla pubertà

I dati dell’influenza delle micotossine di Fusarium sul raggiungimento della maturità sessuale negli animali domestici sono contrastanti, soprattutto quando le tossine in questione vengono somministrate singolarmente. Horugel e Vergara hanno invece riscontrato un ritardo nel raggiungimento della pubertà in scrofette che venivano alimentate con una combinazione di 3 mg/kg di DON, 0.05 mg/kg di ZEA e 0.15 mg/kg di nivalenolo (NIV), un tricotecene di tipo B. Probabilmente la presenza di diversi tipi di micotossine in contemporanea nell’alimento è più efficace nell’interferire con l’assetto endocrino dell’animale. In uno studio di Gbore 24 suinetti post-svezzamento venivano assegnati a 4 gruppi di cui uno controllo e gli altri tre sottoposti ad alimentazione con dosi crescenti di micotossina FB1 (0.2, 5.0, 10.0 e 15.0 mg/kg). I due gruppi con la concentrazione maggiore subivano un ritardo statisticamente significativo nell’onset della pubertà, rispetto al controllo. Risultati simili sono stati ottenuti in un gruppi di 40 conigli alimentati con 0.13 (controllo), 5.0, 7.5 e 10.0 mg/kg di micotossina FB1.

Conclusioni

Le principali micotossine prodotte dal genere Fusarium, DON, T-2, ZEA e FB1, possono influenzare negativamente la maturazione oocitaria, possono inibire la proliferazione nelle cellule della granulosa e la spermatogenesi, nonché la sintesi di ormoni steroidei in vitro. In vivo, possono alterare i normali pattern di crescita e di atresia follicolare, dell’ovulazione e dell’entrata in pubertà negli animali domestici.

Non sono ancora chiarite le interazioni di tali micotossine con la funzionalità placentare e l’embriogenesi, né con la funzione steroidogenetica testicolare.

C.Cortinovis et al. Fusarium mycotoxin: Effects on reproductive function in domestic animals-A review. Theriogenology ( 2013) 80: 557-564

http://dx.doi.org/10.1016/j.theriogenology.2013.06.018