A mikotoxinok megértése és leküzdése a baromfitápban

A mikotoxinok előfordulásának és prevalenciájának, valamint a baromfira gyakorolt hatásainak megértése egyre elengedhetetlenebb, mivel az elmúlt néhány évtized kutatásai kimutatták, hogy a mikotoxinok általában elterjedtek a takarmány-összetevők többségében.

A legújabb enzimatikus dezaktivációs technológiák szintén segítenek kiküszöbölni azokat a mikotoxinokat, amelyek kötőanyagok felhasználásával nem köthetők meg.

Egy 2013-ban végzett világméretű mikotoxin-felmérés azt mutatta, hogy a vizsgált mintegy 3000 gabona- és takarmányminta 81% -ában volt legalább egy mikotoxin.

Ez meghaladta a 10 éves átlagot (2004-től 2013-ig), 76 százalékot összesen 25 944 mintában - derült ki egy kutatócsoport által idén közzétett tanulmányból, amelybe a Biomin, a Missouri-Columbia Egyetem tudósai vettek részt. Keresztény Doppler Mikotoxin Metabolizmus Laboratórium, Bécsi Természettudományi és Élettudományi Egyetem (BOKU), a Purdue University West Lafayette Állattudományi Tanszéke és a Texas A&M University.

A kutatók szerint a pozitív minták számának növekedése 2013-ban a kimutatási módszerek és érzékenységük javulásának köszönhető.

A mikotoxinok akár egyenként, akár egynél több mikotoxin jelenlétében befolyásolhatják az állatokat, és hatással lehetnek különféle szervekre, például a gyomor-bél traktusra, a májra és az immunrendszerre, lényegében csökkentve a madarak produktivitását és extrém esetekben a mortalitást.

Míg a mikotoxin-kötő szerek alkalmazása általánosan alkalmazott ellensúlyozó stratégia volt, figyelembe véve a mikotoxinok kémiai szerkezetének nagy változatosságát, a kutatók szerint nyilvánvaló, hogy nincs egyetlen módszer, amely a mikotoxinok deaktiválására alkalmas a takarmányban.

Ezért különféle stratégiákat kell kombinálni annak érdekében, hogy az egyedi mikotoxinokat kifejezetten megcélozzuk anélkül, hogy ez befolyásolná a takarmány minőségét.

Az enzimatikus vagy mikrobiális méregtelenítés, amelyet „biotranszformációnak” vagy „biodetoxifikációnak” neveznek, mikroorganizmusokat vagy a mikroorganizmusokból származó tisztított enzimeket használ a teljes mikotoxin katabolizálására, vagy átalakítására vagy hasítására kevésbé vagy nem toxikus vegyületekké.

A mikotoxinok elterjedtségével kapcsolatos tudatosság, az elemzésükre rendelkezésre álló modern technikák, a mikotoxikózisok hatása, valamint a mikotoxinok takarmányból való biztonságos eltávolításának módjaiban a termelők körében nagyon minimális.

Az „Új stratégiák a mikotoxinok baromfi egészségére és teljesítményére gyakorolt hatásainak ellensúlyozására” szimpóziumon bemutatott „A mikotoxinok előfordulása és hatása a baromfi egészségére és teljesítményére, valamint a közelmúlt fejleményei a mikotoxin ellensúlyozó stratégiákban” című áttekintő tanulmány a A Baromfitudományi Szövetség tavaly megvizsgálta a baromfitakarmány mikotoxinjainak leküzdése terén elért előrelépéseket.

A „mikotoxin” kifejezés a gombákról és a mérgeket jelentő „mykókról” származik, és penészgombák termelik őket. Több mint 200 penészfaj létezik, amelyek mikotoxinokat termelnek.

A gabona- és takarmányminták elemzése világszerte azt mutatta, hogy rendkívül magas mikotoxin-koncentrációjú szemek is előfordulhatnak, bár az általános mikotoxin-szennyezettség alacsony. Ezek az adatok arra is rávilágítottak, hogy a mikotoxinnal szennyezett szemek jellemzően nem csak egyetlen mikotoxint tartalmaznak.

A mikotoxinok különféle betegségeket, „mikotoxikózisokat” okoznak, közvetlenül vagy más primer stresszorokkal, például kórokozókkal kombinálva.

Ezeket a betegségeket tünetek és elváltozások mutatják, amelyek felhasználhatók a mikotoxinok jelenlétének klinikai diagnosztizálására, bár ezek a tünetek nem egyszerűen egyértelműek.

A magas mikotoxinszint elfogyasztása okozta akut esetek halálhoz és a baromfi termelékenységének jelentős csökkenéséhez vezethetnek.

A kutatás azonban azt mondja, hogy a legtöbb esetben a mikotoxikózisok krónikusak, és a gombás metabolitok alacsony szintű lenyelése okozza a mérhető teljesítménycsökkenést és a nem specifikus változások előfordulását, ideértve a brojlerek szubkután vérzését és az immunszuppressziót.

A kutatás szerint a mikotoxinok takarmányának elemzése elengedhetetlen a mikotoxikózisok krónikus esetekben történő diagnosztizálásához, eltekintve a történelem értékelésétől, az állományok klinikai és post-mortem értékelésétől, valamint a szövetek mikroszkópos vizsgálatától.

Az a felismerés, hogy a mikotoxinok befolyásolják a baromfi egészségét és termelékenységét, az elmúlt évtizedekben intenzív kutatáshoz vezetett az ellensúlyozó módszerekről, ideértve a mikotoxinok kimutatását, eliminálását vagy méregtelenítését.

A mikotoxinok méregtelenítésének legismertebb megközelítése a kötőanyagok használata. Ez magában foglalja a táplálkozás szempontjából inert adszorbensek alkalmazását, amelyek képesek megkötni és immobilizálni a mikotoxinokat az állatok gyomor-bél traktusában, csökkentve azok biológiai hozzáférhetőségét.

Bár ez a megközelítés sikeresen kiküszöböli bizonyos mikotoxinok kockázatát, nem működik átfogóan a baromfiipar szempontjából releváns összes mikotoxin esetében - állítja a kutatás.

A mikotoxin molekuláris szerkezetének megváltoztatása biotranszformációval bebizonyosodott, hogy méregteleníti a nem adszorbeálható mikotoxinokat.

A mikotoxikózisok elnyomása integrált megközelítést igényel a detektálástól a méregtelenítésig

Az aflatoxinok (AF), a zearalenon (ZEN), az ochratoxin A (OTA), a fumonizinek (FUM), a trichotecének, mint például a deoxinivalenol (DON) és a T-2 toxin, azok a mikotoxinok, amelyek jelentősen befolyásolhatják a baromfi egészségét és termelékenységét. Általában a szennyezett takarmányok általában egynél több mikotoxint tartalmaznak.

A mikotoxinok és metabolitjaik valid meghatározása kulcsfontosságú lépés minden beavatkozási, enyhítési vagy helyreállítási stratégiában, hogy megbirkózzanak a mikotoxinok állatállományra gyakorolt káros hatásával

Általában a mikotoxinok meghatározására szolgáló módszerek feloszthatók kromatográfiás módszerekre, immunokémiai módszerekre és „egyéb” módszerekre, amelyek közvetlen spektroszkópos módszereket tartalmaznak.

A gombák és mikotoxinok mezőgazdasági termékek előállításának körülményei nagyban függnek a környezeti tényezőktől, például a víz elérhetőségétől és a hőmérséklettől.

A tanulmány szerint a kissé megemelt CO2-koncentráció szintén stimulálhatja a növekedést.

A szélsőséges időjárási helyzetek, az erős eső és az aszály a növények stresszéhez vezetnek, így fogékonyabbak a gombás fertőzésekre.

A mikotoxin megfelelő kockázatkezelésének részeként a mikotoxin előfordulásának felmérése nagyon fontos annak lehetővé tétele érdekében, hogy a takarmány- és állattenyésztők felmérhessék bizonyos takarmány-összetevők vagy különböző régiókból származó takarmányok használatának kockázatát, és 2004-ben éves világméretű felmérési program indult annak felderítésére, hogy takarmányokban és takarmány-összetevőkben a mikotoxin-szennyezés globális szinten.

A 2004 és 2013 közötti évtized során a minták 76 százaléka tartalmazott kimutatható mennyiségű legalább egy mikotoxint, de a kutatócsoport szerint az évek során világszerte különbségek voltak a mikotoxinok prevalenciája tekintetében.

Az éves mikotoxin-felmérés részeként a 2013-as eredmények kimutatták a DON és a FUM jelenlétét az elemzett kész takarmány- és takarmány-összetevő minták több mint felében.

A kutatás azt mutatja, hogy a legújabb irodalom a mikotoxinok fiziológiai és immunológiai hatásait vonta maga után alacsonyabb és gyakoribb szennyezettség esetén.

Mivel számos mikotoxin és metabolitja gátolja a fehérjeszintézist, a magas fehérjeszintézisű és -forgalmú szövetek, például a gyomor-bél traktusban (GIT), különösen érzékenyek toxikus hatásukra. Különösen a GIT ismételten mikotoxinoknak van kitéve olyan koncentrációkban, amelyek valószínűleg magasabbak, mint más szervrendszerek.

A belek az egyes mikotoxinok metabolikus aktiválódásának vagy dezaktiválásának helyszínéül is szolgálhatnak.

A mikotoxinok hatása akadályozhatja az állat immunválaszát, így kevésbé képes reagálni a kórokozókra, és érzékenyebbé teszi a fertőzésekre.

A baromfifajok kevésbé érzékenyek a mikotoxinokra, különösen a Fusarium toxinjaira, összehasonlítva más fajokkal, például a sertéssel. Sok baromfikísérlet számolt be a mikotoxinok toxikus hatásáról, de a terepen nem várható dózisokban.

A legújabb kutatások azonban azt mutatták, hogy alacsonyabb szinteken, mint amelyek nyilvánvaló klinikai mikotoxikózisokat okoznának, a mikotoxinok modulálják az immunfunkciókat és csökkenthetik a fertőző betegségekkel szembeni ellenállást.

A legújabb epidemiológiai adatok magas összefüggést mutatnak a Newcastle-betegség kitörése és a brojleradagok AF-szennyezése között.

A 3–12 mg/kg étrendben DON-koncentrációval táplált kacsáknak és brojlereknek csökkentek az antitest-titerek a szokásos oltásokkal szemben (Newcastle-betegség, fertőző bronchitis), és csökkent a Fabricius bursa tömege.

Mind a DON, mind az AF esetében a Fabricius bursa-ban észlelt hatások és az azt követő antitestekre gyakorolt hatások a fehérje bioszintézisének gátlásának közvetlen következményei lehetnek.

Egyre több bizonyíték van arra is, hogy a toxinoknak való kitettség szintjétől és hosszától függően kétfázisú válasz várható.

A kutatás szerint nagyobb figyelmet kell fordítani az alacsonyabb dózisok hatására, mint azok, amelyek nyilvánvaló klinikai tüneteket okoznának.

A kórokozók expozíciójától eltérően a mikotoxin-mérgezésnek nincsenek látható klinikai tünetei, mivel ezek a gombás metabolitok általában alacsony szinten találhatók.

A mikotoxinok azonban képesek befolyásolni az aktivált és szaporodó sejteket, károsíthatják a hámszövetet, növelhetik a bél áteresztőképességét, és ezért gyengített immunrendszert eredményezhetnek.

Következésképpen, amikor egy kórokozó bejut a szervezetbe, megfelelő és hatékony immunválasz nem képes kialakulni, és végül erősebb klinikai tüneteket eredményez.

A mikotoxinok kémiai szerkezete különbözik, ami kémiai, fizikai és biokémiai tulajdonságaik tekintetében óriási különbségeket eredményez. Míg a biokémiai tulajdonságok meghatározzák a mikotoxinok toxicitását, addig a kémiai és fizikai tulajdonságok meghatározzák azokat a módszereket, amelyek méregtelenítésre használhatók.

Figyelembe véve a mikotoxin-szerkezetek sokféleségét, a kutatók azt állítják, hogy a kalapnak nincs egyetlen módszere, amely a takarmányban lévő mikotoxinok deaktiválására használható.

Ezért különféle stratégiákat kell kombinálni annak érdekében, hogy az egyedi mikotoxinokat kifejezetten megcélozzuk anélkül, hogy ez befolyásolná a takarmány minőségét.

A mikotoxin dezaktiválásának legismertebb módszere a „megkötés” kötőanyagok alkalmazásával, amelyeket mikotoxin-kötő, adszorbens vagy enteroszorbensként említenek.

Lehetnek szerves (mikrobiális) vagy szervetlen (főleg agyagásványok) természetűek.

Egy másik módszer a „biovédelem”, amely különböző anyagokat (algákat, növényi összetevőket stb.) Használ, amelyek védik a sérülékeny szerveket, például a májat, és erősítik az állatok immunrendszerét.

Az enzimatikus vagy mikrobiális méregtelenítés, amelyet néha „biotranszformációnak” vagy „biodetoxifikációnak” is neveznek, mikroorganizmusokat vagy azok tisztított enzimeit alkalmazzák a teljes mikotoxin katabolizálására, vagy átalakítására vagy hasítására kevésbé vagy nem toxikus vegyületekké.

A kötőanyagok vagy az „enteroszorbensek” étrendbe történő felvétele jelentős figyelmet kapott a mikotoxinok élelmiszer-eredetű expozíciójának csökkentésére irányuló stratégiaként.

Az agyag alapú anyagok használata a toxin megkötéséhez nem új keletű. Évszázadok óta beszámoltak arról, hogy emberek és állatok agyagásványokat fogyasztanak, ezt a folyamatot geofágia néven ismerik. A fejlődő országokban (és az Egyesült Államokban) az emberek és az állatok különböző célokra fogyasztható ehető agyagokat gyakran használnak, és a legtöbb esetben az egészségre kedvezőnek tekintik őket.

A nem tápláló agyagásványok felvétele az állatok étrendjébe széles körben elfogadott a toxinok biológiai hozzáférhetőségének és a szennyezett takarmányokból való kitettség csökkentése érdekében.

Az alacsony takarmány-felvételi követelmények és az AF enteroszorbensek könnyű kezelhetősége miatt ezen termékek széles körű elfogadása a haszonállat-ipar számára számos különféle anyag és/vagy komplex keverék bevezetését eredményezte az AF-kötéshez.

Ezeket mikotoxin enteroszorbensként, kötőanyagként, megkötőként, elfogó molekulákként, csapdázó szerekként, adszorbensekként, toxin szorbensekként stb.

A jelentések szerint ezek az anyagok (és/vagy keverékek) szmektitagyagokat, zeolitokat, kaoliniteket, csillámokat, szilícium-dioxidokat, faszenet és különféle biológiai összetevőket tartalmaznak, beleértve a klorofillineket, élesztőtermékeket, tejsavbaktériumokat, növényi kivonatokat és algákat.

Átfogó állatokon és embereken végzett vizsgálatokban a kalcium-dioktaéderes szmektit agyagról (NovaSil, NS) és hasonló montmorillonit agyagokról számoltak be, hogy jelentősen csökkentik az AF-expozíciót és a toxikus hatásokat 20 g/kg étrendig terjedő adagok bevétele után. Az NS-vel és más anyagokkal végzett kutatás azt sugallja, hogy a potenciális AF enteroszorbenseket szigorúan értékelni kell in vitro és in vivo.

Ezeknek meg kell felelniük a következő kritériumoknak, mondja a tanulmány:
• A szorpció kedvező termodinamikai jellemzői
• Elsőbbségi fémek, dioxinok/furánok és más veszélyes anyagok tolerálható szintje
• Biztonság és hatékonyság több állatfajnál
• Biztonság és hatékonyság hosszú távú rágcsáló-vizsgálatokban
• Elhanyagolható kölcsönhatások vitaminokkal, vasal és cinkkel

A kötőanyagok vagy az enteroszorbensek adszorpciós hatékonysága azonban csak néhány mikotoxinra korlátozódik, mint például AF, ergot alkaloidok és néhány egyéb gombás toxin, míg a kötőanyagok hatástalannak bizonyultak a trichothecének esetében.

Ezért alternatív megközelítésekre van szükség a mikotoxinok hatékony méregtelenítéséhez.

A mikroorganizmusok és enzimjeik specifikus mikotoxinok méregtelenítésére történő felhasználása nem csak a nem adszorbeálható mikotoxinok esetében működik, hanem minden más toxin esetében is, amelyek esetében a megfelelő mikrobák elkülöníthetők a természettől.

Ez a megközelítés régóta ismert, még a kötőanyag-koncepciónál is hosszabb ideig.

Az egyik mikroorganizmus, amelyet gyakorlati alkalmazásra tovább fejlesztettek, a Trichosporon mycotoxinivorans, az OTA és a ZEN méregtelenítésére képes élesztő törzs. Ennek az élesztőnek a baromfitáplálékban történő alkalmazása bizonyítottan méregteleníti az OTA-t.

Számos pelletkötő terméket és folyékony anyagot (agyagásványok) vagy takarmány-alapanyagokat (élesztő és ezek származékai) a mikotoxin-megkötés és/vagy méregtelenítés igényével állítottak elő világszerte az állati takarmányokban.

A mikotoxin kötőanyagok és dezaktivátorok szabályozását azonban a világ számos részén különböző okok miatt nem hajtották végre. Ez, a kutatócsoport szerint, semmissé teszi a termék biztonságosságára és hatékonyságára vonatkozó garanciát a felhasználó számára.

Ezért fontos, hogy olyan iránymutatások legyenek érvényben, amelyek igazolják az adalékanyagok biztonságosságát és hatékonyságát különböző in vitro és in vivo körülmények között.

Ennek a nem kielégítő jogi helyzetnek a leküzdésére az Európai Bizottság a közelmúltban létrehozott egy új technológiai takarmány-adalékot a takarmány mikotoxin-tartalmának csökkentésére.

2010-ben az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (EFSA) szigorú követelményeket tartalmazó irányelveket tett közzé, pl. bizonyítani kell a kötőképességet; a mikotoxin bomlástermékeinek biztonságosnak kell lenniük a célállatok és a fogyasztók számára; minimum három in vivo vizsgálat, jelentős hatékonysággal a legalacsonyabb ajánlott dózis mellett; az egyes mikotoxinok releváns biomarkereit kell használni a termék hatékonyságának kimutatására, a mikotoxin dezaktiváló termékek értékelésére.

Ezért a mikotoxinok előfordulásának és a takarmányban lévő szennyeződés koncentrációjának megértése elengedhetetlen a hatékony ellenintézkedések biztosításához.

Specifikus elemzésre van szükség a mikotoxin-szennyezés típusának és mennyiségének meghatározásához, hogy akár a legújabb enzimatikus technológiák is alkalmazhatók legyenek azoknak a mikotoxinoknak a kiküszöbölésére, amelyek kötőanyagok segítségével nem köthetők meg.

További irodalom

A teljes jelentést ide kattintva tekintheti meg.