Antonio Gallo se licenció en Ciencias y Tecnología Agrícolas en la Università Cattolica del Sacro Cuore (UCSC) de Piacenza, donde también se doctoró en Ciencias Animales y Nutrición.
Defendió la tesis titulada «Dinámica de absorción y excreción de aflatoxinas en vacas lecheras: estrategias técnicas para reducir la transferencia de metabolitos a través de la leche». Durante su doctorado, pasó un periodo en la Universidad Estatal de Utah con su mentor, el Prof. Duarte E. Díaz.
Entre febrero de 2008 y febrero de 2010, obtuvo una beca de investigación en Nutrición Animal en el ISAN de la UCSC, y desde marzo de 2009 hasta febrero de 2013 fue investigador a tiempo completo en el ISAN de la UCSC. Desde febrero de 2013 a 2016, hizo un postdoctorado en el ISAN de la UCSC, y desde abril de 2016, ha sido investigador en Nutrición Animal en la Università Cattolica del Sacro Cuore (UCSC) de Piacenza, Italia.
Desde febrero de 2021, es Profesor Asociado de Nutrición Animal. Sus principales líneas de investigación se centran en la ciencia de la nutrición, la evaluación de piensos y alimentos, la seguridad alimentaria y la modelización de los procesos digestivos y metabólicos en los animales. Como parte de su actividad investigadora, ha llevado a cabo actividades docentes para estudiantes de licenciatura y doctorado y ha participado en reuniones y simposios nacionales e internacionales.
Desde 2019 hasta ahora, ha sido incluido en la lista World’s Top 2% Scientists de la Universidad de Stanford (campo: Agricultura, Pesca y Silvicultura, subcampo: Ciencias Lácteas y de los Animales).
Profesor Gallo, la nutrición de los rumiantes es conocida por su complejidad. ¿Qué le atrajo de este campo de investigación?
La nutrición animal es un campo de investigación fascinante, ya que los mecanismos que regulan la digestión y el paso de los nutrientes al tracto gastrointestinal de los animales, especialmente en rumiantes como las vacas lecheras, son complejos y aún no se han dilucidado del todo. Por ello, todavía queda mucho margen para estudiar y comprender estos mecanismos.
Durante mis estudios universitarios, empecé a estudiar cómo los diferentes grupos de investigación de todo el mundo habían abordado la nutrición de los rumiantes y me impresionó mucho.
Por ello, decidí dedicar parte de mi actividad investigadora a la comprensión de estos mecanismos, centrándome en:
- ⇰ Las características de los piensos que solemos utilizar en las dietas de los animales.
- ⇰ La descripción matemática de los principales procesos que regulan la disponibilidad de nutrientes en los animales.
Como parte de esta línea de investigación sobre la evaluación de los piensos, he estudiado en profundidad los aspectos de seguridad que caracterizan a los piensos, como su contaminación con micotoxinas.
De hecho, mi actividad investigadora comenzó con el tema de mi tesis doctoral en relación al mecanismo de absorción y excreción de las aflatoxinas en el tracto gastrointestinal de las vacas lecheras en lactación.
Esto fue en 2003, cuando se produjo un grave problema de contaminación por aflatoxinas en los piensos en Italia.
¿Cuáles son las principales líneas de investigación en las que trabaja actualmente?
En los últimos años, he estado muy involucrado en un proyecto autofinanciado en el que realmente creo. Lo he llamado “Seguridad del ensilaje”.
Se trata de un ambicioso proyecto cuyo objetivo principal es relacionar la calidad nutricional y la seguridad e higiene del ensilado y otros forrajes con los resultados económicos en materia de alimentación de las explotaciones lecheras.
En particular, todos los modelos de nutrición animal desarrollados en diferentes países del mundo han incluido una caracterización en profundidad de los piensos utilizados en las dietas de las vacas lecheras con el objetivo específico de proporcionar información precisa sobre la capacidad de los piensos individuales que se incluyen en las dietas de los rumiantes para satisfacer las necesidades nutricionales del ganado.Las principales tablas de evaluación de piensos utilizadas en estos modelos nutricionales se basan exclusivamente en parámetros químicos o biológicos (digestibilidad/degradabilidad de la materia orgánica o de diferentes nutrientes, como el almidón, la proteína y la fibra neutro detergente).
Sin embargo, las fermentaciones microbianas que tienen lugar durante el proceso de ensilado producen diferentes productos finales que pueden cambiar muchos aspectos nutricionales del forraje.
En mi opinión, la mejor forma de evaluar la calidad del ensilado debería incluir parámetros químicos y biológicos, así como:
Caracteres fermentativos como el volatiloma
Recuentos microbiológicos
Determinación de micotoxinas
Esta amplia evaluación de las características del ensilado es necesaria porque su fermentación es muy compleja e implica muchos tipos de microorganismos, así como las relaciones entre ellos.
Las micotoxinas constituyen un riesgo cada vez mayor para la salud animal y humana. Sin embargo, tradicionalmente se ha considerado que los rumiantes son más “resistentes” a los efectos de la exposición a las micotoxinas. ¿Es esto así?
En 2008, Fink-Gremmels comentó que los rumiantes son menos susceptibles que los animales monogástricos si son alimentados con piensos contaminados con micotoxinas.
Esto se debe a que el rumen constituye una defensa activa frente a las micotoxinas mediante:
Mecanismos de adsorción en los que las micotoxinas son retenidas por la fibra, las paredes de la levadura o las paredes bacterianas.
Sin embargo, las micotoxinas tienen un impacto directo en la salud y el equilibrio del rumen, ya que pueden dañar la microbiota ruminal, provocando un aumento de la fracción de otras micotoxinas que escapan a la degradación microbiana. Además, las micotoxinas son responsables de efectos adversos en términos de rendimiento y salud animal.Por ejemplo, hemos comprobado los efectos negativos de las micotoxinas producidas por Fusarium (Gallo et al. 2021) y Penicillium (Gallo et al., 2015) spp. en la microbiota ruminal y la estabilidad de estas micotoxinas en condiciones ambientales ruminales.
Nosotros, y muchos otros autores, hemos demostrado que las micotoxinas pueden interferir con la microbiota ruminal, reduciendo el uso eficiente de los nutrientes en el rumen y posteriormente en el intestino.
Una de las principales preocupaciones sobre la exposición a las micotoxinas en los rumiantes es la transferencia a los productos lácteos. ¿Qué nivel de riesgo existe actualmente y cómo se controla la presencia de micotoxinas y sus metabolitos en los productos lácteos destinados al consumo humano?
El riesgo de transferencia de micotoxinas y sus metabolitos a los productos lácteos está directamente relacionado con la contaminación de los piensos administrados a los animales e implican principalmente a las aflatoxinas.
Hay que prestar atención al uso de piensos contaminados con AFB1, aunque los niveles estén por debajo de los límites establecidos por la UE, ya que esto no garantiza la producción de leche con niveles de AFM1 (un metabolito hidroxilado a partir de la molécula madre, AFB1, capaz de contaminar la leche y el queso y que es cancerígeno para los humanos) por debajo de los límites de la UE para este compuesto.
Para proteger a los consumidores, la cadena de suministro de productos lácteos debe organizarse para producir, transportar y administrar piensos seguros.
Esto incluye la aplicación de estrategias centradas en lograr una baja contaminación con AFB1 y medidas destinadas a contrarrestar la contaminación de los piensos y los alimentos a lo largo de la cadena de suministro, por ejemplo:
- ⇰ Técnicas agrotécnicas adecuadas para el cultivo.
⇰ Utilización de hongos no toxigénicos para competir con los hongos productores de micotoxinas.
⇰ Utilización de adsorbentes de micotoxinas o productos desactivadores, así como vacunación.
¿Cuáles son las principales micotoxinas que afectan a los rumiantes y en qué materias primas se encuentran habitualmente?
Las principales micotoxinas que afectan a la salud de los rumiantes son las micotoxinas reguladas, principalmente:
- ⇰ Aflatoxinas (AF)
- ⇰ Deoxinivalenol (DON)
- ⇰ Toxinas T-2 y HT-2
- ⇰ Zearalenona (ZEN)
- ⇰ Fumonisinas (FB)
Junto a ellas, también hay muchas “micotoxinas emergentes” que se están investigando actualmente, ya que hay pocos datos sobre sus efectos tóxicos en los animales y los seres humanos, y su presencia no se analiza de forma rutinaria en los piensos.
La alimentación del ganado se basa en una gran diversidad de materias primas, que varían enormemente según las explotaciones. En general, se compone de ensilado, heno, henolaje y concentrados, así como de varios subproductos.
La variabilidad de las materias primas utilizadas en la alimentación animal se refleja también en la variabilidad de la posibilidad de contaminación con diversas micotoxinas, lo que hace que el escenario a abordar sea extremadamente diverso y complejo.
Johanna Fink-Gremmels señaló en 2008 que:
Los concentrados pueden estar contaminados con aflatoxinas, fumonisinas, zearalenona, tricotecenos (DON) y alcaloides del cornezuelo.
No obstante, otros estudios también han apuntado hacia la presencia de otras micotoxinas en los ensilados, incluidas las reguladas (DON, ZEN, FB y AF).
¿Cuáles son los errores más comunes que pueden aumentar el riesgo de aparición de micotoxinas en las materias primas o en los piensos acabados?
La prevención de la contaminación por micotoxinas comienza durante el ciclo de crecimiento de los cultivos, cuando deben adoptarse las mejores técnicas posibles (también en relación con las condiciones meteorológicas):
Evitar los desequilibrios hídricos y de abonado.- Limitar las infestaciones de insectos.
- Limitar los daños mecánicos en los cultivos durante las etapas reproductivas y en la cosecha.
Una vez cosechado el producto, hay que utilizar las mejores técnicas de almacenamiento posibles.
En el caso de los ensilados, es recomendable:
- Sellar la fosa con cuidado y rapidez.
- Aplicar una buena compresión, tanto durante el ensilado como durante el almacenamiento.
- Evitar la entrada de agua en la masa de ensilado.
En el caso del heno y los cereales secos, es aconsejable
- Eliminar la mayor cantidad de agua posible.
- Almacenarlos en lugares libres de humedad.
Muchos estudios han demostrado que el cambio climático está influyendo en la aparición de micotoxinas y que, en el futuro, puede haber un cambio en el perfil de micotoxinas de regiones específicas. En el caso de los rumiantes, ¿a qué micotoxinas reguladas y emergentes debemos prestar atención en los próximos años?
La EFSA señala que el cambio climático es una de las causas de los recientes cambios en la presencia de micotoxinas en Europa.
Destaca la correlación entre el Cambio Climático y el aumento de las micotoxinas.
El Informe Mundial de Micotoxinas 2021 de Cargill llevado a cabo en más de 300.000 muestras de alimentos de >150 especies de plantas de 54 países mostró que más del 70% de las muestras estaban contaminadas con al menos una micotoxina.
Cuatro micotoxinas fueron prevalentes: DON en el 80% de las muestras contaminadas, seguido de FB en el 78%, ZEN en el 72% y AF en el 64% de las muestras.
El maíz y los cereales en general fueron los más susceptibles de ser contaminados, con más del 70% de muestras positivas, mientras que las muestras de semillas oleaginosas contaminadas representaron el 64%.
Según el informe, se ha producido un aumento promedio del 7% en la contaminación por micotoxinas desde 2018.
En concreto, la AF muestra un aumento del 11%, mientras que el DON muestra un aumento del 6%.
Muchos estudios han demostrado que el cambio climático está influyendo en la aparición de micotoxinas y que, en el futuro, puede haber un cambio en el perfil de micotoxinas de regiones específicas. En el caso de los rumiantes, ¿a qué micotoxinas reguladas y emergentes debemos prestar atención en los próximos años?
La mejor estrategia para promover la correcta detoxificación de los microorganismos ruminales es mantener el rumen en las mejores condiciones posibles, preservando sus componentes naturales y no sometiéndolo a estrés (por ejemplo, acidosis ruminal subaguda).
Esto se consigue suministrando una dieta con una relación adecuada entre heno y concentrado y proporcionando alimentos sanos.
De hecho, a pesar de la capacidad de detoxificación del rumen, los rumiantes también se ven afectados por las micotoxinas y algunas de ellas, teniendo en cuenta su tipo y dosis, pueden alterar y suprimir la detoxificación ruminal de las micotoxinas, tal y como se ha señalado anteriormente.
Nuestro grupo de investigación llevó a cabo un ensayo para verificar los efectos de la inoculación de ensilado utilizando BAL ruminal (bacterias ácido-lácticas aisladas del rumen de las ovejas), pero esta cepa no dio ningún resultado en cuanto a la reducción del desarrollo de micotoxinas cuando se utilizó como inóculo bacteriano de ensilado.
Una de sus líneas de investigación ha sido la influencia de la calidad de la fermentación y de las comunidades bacterianas en la coocurrencia de micotoxinas en el ensilado de maíz. ¿Qué conclusiones ha podido extraer de esta investigación y cómo podría aplicarse en condiciones prácticas?
Esta investigación ha identificado que ciertos rasgos fermentativos y diferentes comunidades bacterianas pueden estar relacionados con las diferencias de calidad observadas en los ensilados.
En particular, la producción de ácidos orgánicos y ácidos orgánicos volátiles con propiedades antifúngicas podría mejorar la estabilidad aeróbica de los ensilados.
⇰ Este es un aspecto positivo, aunque algunos grupos microbianos pueden utilizar los ácidos orgánicos como sustratos para su metabolismo, favoreciendo el deterioro aeróbico del ensilado y la proliferación de mohos.
Se llegó a la conclusión de que el uso de ciertos grupos microbianos como biomarcadores para caracterizar la calidad del ensilaje y la contaminación por micotoxinas, como las bacterias estrictamente anaerobias, es viable; sin embargo, es necesario seguir investigando.En otra línea de investigación, ha estudiado los efectos de los inóculos de bacterias ácido lácticas en la fermentación y la aparición de micotoxinas en el ensilado de maíz de alta humedad. ¿Cuáles han sido los resultados de estos estudios y cómo pueden aplicarse en condiciones de campo?
Estos estudios concluyeron que ninguno de los inóculos de BAL utilizados (tres productos comerciales y seis cepas puras de BAL) redujo los niveles de AF en el ensilado de HMC (maíz de alta humedad).
Sin embargo, no se detectó zearalenona ni ácido tenuazónico a los 30 o 120 días, incluso cuando estaban presentes en los granos recién cosechados.
Los grupos BAL han producido diferentes características de fermentación en el ensilado de HMC.
En particular, los inóculos comerciales y L. rhamnosus LR7 aumentaron los niveles de ácido acético y 1,2-propanediol y mejoraron la estabilidad aerobia del ensilado HMC.
Un ensayo similar realizado con ensilado de maíz y utilizando los mismos inóculos bacterianos mostró que algunas cepas de BAL (L. rhamnosus LR7 y L. plantarum ATCC 8014) eran capaces de reducir la presencia de aflatoxinas durante las etapas de ensilado. Sin embargo, es necesario seguir investigando para comprender plenamente cómo se producen estos mecanismos.
Como experto en nutrición animal y con su experiencia en el estudio de las micotoxinas. ¿Cuáles son sus recomendaciones a los ganaderos y a los fabricantes de piensos para proteger aún más a nuestro ganado y a nosotros mismos de los efectos de estas toxinas?
En general, el consejo que yo daría es prevenir la formación de micotoxinas.
⇰ Esta prevención tiene lugar durante el crecimiento vegetativo, pero también durante el almacenamiento, cuando los hongos pueden desarrollarse y producir micotoxinas.
Además, es sumamente importante no suministrar alimentos que ya muestren signos visuales de estar alterados a los animales. Si los análisis confirman la presencia de micotoxinas, es una buena norma no utilizar el producto o administrarlo en cantidades mínimas.
Dependiendo de las micotoxinas que puedan estar contaminando los piensos, también se pueden utilizar varios adsorbentes y productos desactivadores de micotoxinas para contrarrestar los efectos negativos asociados a su ingestión.
En general, todas estas precauciones protegen a los animales y a los seres humanos, ya que limitan indirectamente la transmisión de estas sustancias a los alimentos destinados al consumo humano.
Prevención de micotoxicosis