Összetett harctér: mikotoxinok a gyomor-bél traktusban

A legtöbb takarmány-alapanyagként használt gabona hajlamos a mikotoxin-szennyezésre. Ezeket a mérgező másodlagos metabolitokat a gombák termelik a betakarítás előtt vagy után, és súlyos gazdasági veszteségeket okoznak a mezőgazdasági értékláncok mentén. Az állatállomány esetében a negatív következmények közé tartoznak az akut hatások, mint például a máj- és vesefunkció károsodása, hányás vagy étvágytalanság, valamint krónikus hatások, például immunszuppresszió, növekedési retardáció és reproduktív problémák. A mikotoxin kezelése ezért világszerte az állattenyésztők számára a legfontosabb.

De hogyan lehet, hogy a mikotoxinok eleve ilyen kárt okoznak? Ez a cikk elmélyíti azokat a komplex folyamatokat, amelyek akkor fordulnak elő, amikor a mikotoxinok érintkezésbe kerülnek a gyomor-bélrendszerrel (GIT). A bélhám az első szövet, amely mikotoxinoknak van kitéve, és gyakran nagyobb koncentrációban, mint más szövetek. A mikotoxinok GIT-re gyakorolt mélyebb megértése lehetővé teszi számunkra, hogy értékeljük az állatok egészségére és teljesítményére gyakorolt lépcsőzetes hatásokat, hogy miért fordulnak elő ilyen károk már jóval a hivatalos biztonsági küszöbérték alatti szennyezettségi szinten - és mit tehetünk ez ellen.

A bélhám: a tápanyagok és a káros anyagok forgalmas triagia helye

A mikotoxinok elfogyasztása során találkoznak a GIT bélhámjával (1. ábra). Ez az egyetlen sejtréteg, amely a bél lumenjét béleli, két ellentétes funkciót tölt be: először is elég áteresztőnek kell lennie ahhoz, hogy lehetővé tegye a tápanyagok felszívódását. Másrészt ez alkotja az elsődleges fiziológiai gátat a káros szerek, például a vírusok, mikroorganizmusok és toxinok ellen.

A bélhám belsejében számos speciálisan specializált sejt vesz részt a hámregenerálásban, a tápanyagok felszívódásában, a veleszületett védekezésben, az immunglobulinok transzportjában és az immunfelügyeletben. A szelektív gát funkció megmarad a komplex fehérjehálózatok kialakulása miatt, amelyek összekapcsolják a szomszédos sejteket és lezárják a sejtek közötti teret. Ezenkívül a bélhámot serlegsejtek által termelt nyálka borítja, amely izolálja annak felületét, megakadályozva a kórokozók tapadását az enterocitákhoz (bél abszorpciós sejtek).

Az emésztési és immunfolyamatokban való kettős részvétele miatt a bélhám kulcsszerepet játszik az állat általános egészségi állapotában. Fontos, hogy a hám közvetlenül ki van téve a bevitt mikotoxinok teljes terhelésének. Ezért hatásuk alacsony koncentrációban is problémás lehet.

1. ábra: A bélhám

A mikotoxinok problematikus hatása a bélhámra

A legtöbb mikotoxin felszívódik a gyomor-bél traktus proximális részén (1. táblázat). Ez az abszorpció magas lehet, mint az aflatoxinok esetében (

90%), de szintén nagyon korlátozott, mint a fumonizinek esetében ( 1. táblázat: Különböző mikotoxinok sebessége és felszívódási helyei

A mikotoxinok káros hatása a bélhámra kezdetben:

A fehérjeszintézis csökkenése, amely csökkenti a gátat és az immunfunkciót (Van de Walle et al., 2010)
Megnövekedett oxidatív stressz sejtszinten, ami lipidperoxidációhoz vezet, befolyásolja a sejtmembránokat (Da Silva et al., 2018)
Változások a génexpresszióban és a kémiai hírvivők (citokinek) termelésében, hatással az immunrendszerre, a sejtek növekedésére és differenciálódására (Ghareeb et al., 2015)
Programozott sejthalál (apoptózis) indukciója, amely befolyásolja az immun- és abszorpciós sejtek repozícióját (Obremski & Poniatowska-Broniek, 2015)

Fontos, hogy a reális mikotoxin-kihívásokon alapuló tanulmányok (például Burel és mtsai., 2013) azt mutatják, hogy ezeknek a folyamatoknak az elindításához szükséges mikotoxin-szint alacsonyabb, mint az EFSA, az Európai Unió Élelmiszerbiztonsági Ügynöksége által biztonságosnak jelzett szint. A végső következmények a csökkent tápanyagok felszívódásától a gyulladásos válaszokig és az állat kórokozó rendellenességéig terjednek (2. ábra).

2. ábra: A mikotoxinok hatása a GIT-re és következmények a monogasztrikus állatokra

1. A bélgát morfológiájának és funkcionalitásának megváltoztatása

A DON, a fumonizin és a T2 mikotoxinok csökkentik a hámsejtek proliferációjának és differenciálódásának sebességét. Ez a bélbolyhok magasságának és felületének csökkenését okozza, ami viszont a tápanyagok felszívódásának csökkenéséhez vezet. Ezenkívül egyes tápanyag-transzportokat gátolnak a mikotoxinok, például a DON és a T2, ami negatívan befolyásolja a glükóz transzportját.

Számos tanulmány azt jelzi, hogy a mikotoxinok, például az aflatoxin B1, DON, fumonizin B1, ochratoxin A és T2, növelhetik a baromfi és a sertés bélhámának permeabilitását (pl. Pinton & Oswald, 2014). Ez leginkább a fehérjeszintézis gátlásának következménye. Ennek eredményeként fokozódik az antigének átjutása a véráramba (pl. Baktériumok, vírusok és toxinok). Ez növeli az állat fogékonyságát a fertőző bélbetegségekre. Sőt, a mikotoxinok által a bélsorompónak okozott károsodás azzal jár, hogy nagyobb mértékben felszívódnak.

2. A bél immunfunkciójának károsodása

A belek nagyon aktív immunhelyek, ahol több immunszabályozó mechanizmus egyidejűleg védi meg a testet a káros szerektől. Az immunsejtekre a mikotoxinok hatással vannak az apoptózis megindításával, a citokinek gátlásával vagy stimulálásával, valamint az oxidatív stressz indukciójával. Tanulmányok igazolják, hogy az aflatoxin, DON, fumonizin, T2 és zearalenon kölcsönhatásba lépnek a bél immunrendszerével oly módon, hogy az állat fokozza az érzékenységét a vírusos és bakteriális fertőzésekre (pl. Burel et al., 2013). Sőt, a széklet eliminációjának fokozásával a kórokozók horizontális átvitelét kiterjesztik.

A baromfitermelés szempontjából az egyik legsúlyosabb bakteriális eredetű enterális probléma a nekrotikus enteritis, amelyet a Clostridium perfringens toxinok okoznak. Bármely szer, amely képes megbontani a gyomor-bél hámját - pl. mikotoxinok, például DON, T2 és ochratoxin - elősegítik a nekrotikus enteritis kialakulását. A mikotoxinok, például az aflatoxin, a DON és a T2 által okozott bél immunrendszer gátlása szintén együttműködik ennek a betegségnek a kialakulásában.

3. A bél mikroflóra megváltozása

A gyomor-bél traktus baktériumok, gombák, protozoonok és vírusok sokféle közösségének ad otthont, amely a bél távoli részének falát szegélyezi. Ez a mikrobiota versenyképes kizárással és a természetes antimikrobiális vegyületek, illékony zsírsavak és szerves savak kiválasztásával akadályozza meg a patogén baktériumok szaporodását.

A különféle mikotoxinok bél mikrobiotára gyakorolt hatásáról szóló legújabb tanulmányok azt mutatják, hogy a DON és más trichotecének elősegítik a coliform baktériumok kolonizációját sertésekben. A DON és az ochratoxin A szintén nagyobb inváziót indukál a szalmonellában, és ezek transzlokációját a madarak és sertések véráramába és létfontosságú szerveibe - még nem citotoxikus koncentrációk mellett is. Ismeretes, hogy a fumonizin B1 változásokat indukálhat a szfingolipidek egyensúlyában sejtszinten, beleértve a gyomor-bél traktus sejtjeit is. Ez megkönnyíti a kórokozó baktériumok adhézióját, megnöveli populációik számát és meghosszabbítja a fertőzéseket, amint azt az E. coli esetében bemutatták.

Az emberi egészség szempontjából az élelmiszertermelő állatok bélének kolonizációja az E. coli és a Salmonella patogén törzsei miatt különös gondot jelent. A mikotoxin-expozíció fokozhatja ezen kórokozók terjedését, ami kockázatot jelent az emberi egészségre.

4. Kölcsönhatás bakteriális toxinokkal

Amikor a mikotoxinok változásokat indukálnak a bél mikrobiotájában, ez az endotoxin koncentrációjának növekedéséhez vezethet a bél lumenében. Az endotoxinok vagy lipopoliszacharidok (LPS) a gram-negatív baktériumok sejtfalak töredékei. A baktériumsejtek pusztulása, növekedése és szétválása során szabadulnak fel. Ezért az endotoxinok mindig jelen vannak a belekben, még egészséges állatoknál is. Az endotoxinok elősegítik számos citokin felszabadulását, amelyek fokozott immunválaszt váltanak ki, gyulladást okozva, csökkentve ezzel a takarmányfogyasztást és az állatok teljesítményét, a létfontosságú szervek károsodását, a vérmérgezést és az állatok halálát.

A mikotoxinok és az endotoxinok közötti szinergia az immunrendszer túlstimulációját eredményezheti. Az endotoxinok és az ösztrogén ágensek, például a zearalenon közötti kölcsönhatás például krónikus gyulladást és autoimmun rendellenességeket generál, mivel az immunsejtekben ösztrogén receptorok vannak, amelyeket a mikotoxin stimulál. Az alacsony koncentrációjú DON és a bélben lévő endotoxinok kombinációja viszont bebizonyosodott, hogy csökkenti a transzepitheliális rezisztenciát és megváltoztatja a mikrobiota egyensúlyát.

A mikotoxinoknak az állatok egészségére és teljesítményére gyakorolt káros következményeinek megelőzése érdekében proaktív megoldásokra van szükség, amelyek támogatják a bélhám emésztési és immunfunkcióit, és segítenek fenntartani a kiegyensúlyozott mikrobiómát a GIT-ben. Ezenkívül elengedhetetlen, hogy bármely anti-mykotoxin termék mind anti-mycotoxin, mind antibakteriális toxin tulajdonságokkal rendelkezzen, és hogy támogassa a mikotoxinok által leginkább megcélzott szerveket, például a májat. Az EW Nutrition Mastersorb® Gold premixje a természetes agyagásványok, élesztő sejtfalak és fitomolekulák szinergikus kombinációján alapul. Hatékonyságát alaposan tesztelték, többek között az E. coli endotoxinok kezelésének eszközeként.

Mastersorb® Gold: az anti-mikotoxin aktivitás stabilizálja a teljesítményt és erősíti a máj egészségét

Németországban a Ross 308 hímivarú brojlerekkel végzett helyszíni vizsgálat kimutatta, hogy a DON-nal és zearalenonnal szennyezett étrendet kapó brojlerek esetében a táplálékhoz tonnánként 1 kg Mastersorb® Gold hozzáadása vezetett a teljesítmény jelentős javulásához. Nemcsak a mikotoxinok által kiváltott fogyást nyerték meg (6% -kal nőtt a csak provokációt kapó csoporthoz viszonyítva), hanem a kontrollcsoporthoz képest (amely sem a provokációt, sem a Mastersorb® Gold-ot nem kapta meg) híztak. A takarmánykonverzió szintén 3% -kal javult a mikotoxinokkal fertőzött csoporthoz képest.

A keresztezett nőstény sertések tudományos vizsgálata kimutatta, hogy a Mastersorb® Gold jelentősen csökkentette a takarmányban a fumonizinnel történő szennyeződés káros hatásait. A súlygyarapodás csökkenését és a takarmány konverziójának csökkenését 6,7% -kal, illetve 13 FCR ponttal lehetett mérsékelni (3. ábra). Ezenkívül a szfinganin/szfingozin (Sa/So) arány, a fumonizin vérszérumban való jelenlétének biomarkere 22,5% -kal csökkenthető.

3. ábra: A Mastersorb® Gold növeli a fumonizinnel szennyezett táplálékkal etetett sertések teljesítményét

Egy keresztezett nőstény malacok egy másik tanulmánya, amelyet egy német egyetemen végeztek, azt vizsgálta, hogy a Mastersorb® Gold támogathatja-e a teljesítményt és a máj egészségét a ZEA természetesen előforduló kihívása alatt (

5000ppb). A Mastersorb® Gold jelentősen javította a mikotoxinnal szennyezett étrendben részesülő malacok súlygyarapodását és takarmányátalakítását: a napi testtömeg-gyarapodás 75 g-mal magasabb volt, mint a csak kihívást kapó csoporté, és az FCR 24% -kal javult (1,7 vs. 2,25 a csoport Mastersorb® Gold nélkül). Sőt, a Mastersorb® Gold jelentősen javította a máj súlyát (teljes és relatív) és a malacok AST-szintjét (aszpartát-aminotranszferáz, májkárosodásra utaló enzim). Ugyancsak nyilvánvaló volt a léptömeg és a GGT-szint javításának tendenciája (gamma-glutamil-transzferáz, egy másik enzim, amely májproblémákra utal), amelyek mind azt jelzik, hogy a Mastersorb® Gold hatékonyan ellensúlyozza a mikotoxin-szennyezés májfunkcionalitásra gyakorolt káros hatását.

In-vitro vizsgálatok igazolják a Mastersorb® Gold hatékonyságát a mikotoxinok, valamint a bakteriális toxinok ellen

Az állati takarmányokat gyakran két vagy több mikotoxinnal szennyezik, ezért fontos, hogy az anti-mikotoxin szer hatékony legyen a különféle mikotoxinok széles skálájával szemben. Ezenkívül, hogy a mikotoxinok ne károsítsák a GIT-t, egy hatékony terméknek ideális esetben a legtöbb mikotoxinnak az állat bélének első részében kell adszorbeálnia (savas körülmények között). In-vitro kísérletek egy független brazil kutatóintézetben azt mutatták, hogy 0,2% Mastersorb® Gold alkalmazása minden tesztelt mikotoxint 95 és 97% közötti arányban köt meg 3 pH-érték mellett, reális 1000ppb kihívások felhasználásával (Aflatoxin B1 és ZEA). és 2500ppb (Fumonisin B1 és DON). A fumonizinnel és a DON-nal kapcsolatban elért kötési eredmények, amelyeket gyakran teljesen „nem kötőnek” tartanak, a semleges körülményekhez közeli körülmények között (pH 6) különösen biztatóak.

4. ábra: Mastersorb® Gold megkötő képesség különböző mikotoxinokkal szemben (%)

Az endotoxinokkal szembeni hatékonyságát illetően az Utrechti Egyetemen végzett in vitro vizsgálat - többek között - kimutatta, hogy a Mastersorb® Gold erős eszköz az E. coli által kibocsátott LPS ellen. A teszthez négy prémium mikotoxin-kötőt szuszpendáltunk egy foszfátpuffer oldatban 0,25% és 1% koncentrációig. Az E. coli LPS-t szuszpendáljuk mindegyik mintában 50 ng/ml végkoncentrációra. Ezzel a különösen nagy kihívással szemben a Mastersorb® Gold 75% -os kötési arányt ért el 1% -os befogadási arány mellett: egyértelműen felülmúlta a versengő termékeket, amelyek legjobb esetben is 10% -os kötési arányt mutattak.

Következtetés

Az egészséges gyomor-bél traktus döntő fontosságú az állatok általános egészsége szempontjából: biztosítja a tápanyagok optimális felszívódását, immunfunkciója révén hatékony védelmet nyújt a kórokozókkal szemben, és kulcsfontosságú a kiegyensúlyozott mikroflóra fenntartásához. A mikotoxinok még az Európai Unió által biztonságosnak tartott szinteken is veszélyeztethetik a különböző bélfunkciókat, például felszívódást, permeabilitást, immunitást és mikrobiota egyensúlyt, ami alacsonyabb termelékenységet és betegségre való hajlamot eredményez.

Az állatok teljesítményének biztosítása érdekében fontos, hogy folyamatosan törekedjünk a takarmány-alapanyagok alacsony szennyezettségére - és megakadályozzuk, hogy az elkerülhetetlen mikotoxin-terhelések károsítsák a bélhámot egy hatékony anti-mikotoxin-szer alkalmazásával, amely az állatokat endotoxinokkal szemben is támogatja. és fokozza a máj működését. A kutatások azt mutatják, hogy a Mastersorb Gold hatékony eszköz a proaktív termelők számára, akik erősebb állat-egészségügyi, jóléti és termelékenységi célokat keresnek.

Írta: Marisabel Caballero és Sabria Regragui Mazili