Wpływ mykotoksyn na drób i zastosowanie środków wiążących mykotoksyny

Mykotoksyny to wtórne metabolity o niskiej masie cząsteczkowej wytwarzane przez niektóre szczepy grzybów strzępkowych, takie jak Aspergillus, Penicillium i Fusarium. Ich obecność w paszy może mieć poważne negatywne skutki dla zdrowia i wydajności zwierząt. Skutki mykotoksyn w paszy dla drobiu zależą od poziomu zanieczyszczenia, czasu przez jaki zwierzę spożywa mykotoksyny oraz wieku, płci i poziomu stresu zwierzęcia.

Mykotoksyny budzące największe obawy ze względu na ich toksyczność i występowanie to aflatoksyna, wymiotoksyna, ochratoksyna, zearaleon, fumonizyna i toksyny T-2. Powodują znaczne straty ekonomiczne u zwierząt z powodu zmniejszonej produkcyjności, zwiększonej zapadalności na choroby, chronicznego uszkodzenia ważnych narządów i obniżonej zdolności rozrodczej.

Żaden region na świecie nie uniknął problemu mykotoksyn i szacuje się, że istnieje ich około 300. Organizacja Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa (FAO) szacuje, że około 25% światowych upraw zawiera mykotoksyny. 

Na konferencji IHSIG, niedawno zorganizowanej w Rzymie - we Włoszech, wykazano wzrost występowania mykotoksyn na świecie oraz wzrost rozpowszechnienia poszczególnych toksyn w niektórych regionach. Poziomy fumonizyny znacznie wzrosły, szczególnie na półkuli południowej i wyprzedziły DON (deoksyniwalenol) jako najczęściej wykrywaną mykotoksynę na świecie.

Zgodnie z ustaleniami raportu z 2017 roku można zauważyć znaczne różnice geograficzne w obecności niektórych mykotoksyn. DON / Vomitoxin pozostaje najczęściej wykrywaną mykotoksyną w Ameryce Północnej, osiągając 67% wszystkich próbek. W Azji 96% próbek kukurydzy dało wynik pozytywny na obecność fumonizyn. Aflatoksyna pozostaje tematem w Azji z 44% rozpowszechnieniem w gotowej paszy. DON pozostaje najbardziej rozpowszechnioną mykotoksyną w Europie.

Problem mykotoksyn nie kończy się tylko na obecności w mieszankach paszowych lub zmniejszonej wydajności zwierząt; wiele z nich przenika do mięsa, jaj i mleka. Wchodzi więc z produktem do łańcucha żywnościowego stanowiąc także zagrożenie dla zdrowia ludzi.

Mykotoksyny istotne w produkcji drobiu

1. Aflatoksyny

Aflatoksyny (AF) to najbardziej znane mykotoksyny, w tym aflatoksyna B1, aflatoksyna B2, aflatoksyna G1 i aflatoksyna G2, uważane za cztery główne AF pojawiające się w materiałach paszowych. Ustalono, że wytwarzają je tylko 4 gatunki grzybów: Aspergillus flavus, A. parasiticus, A. nomius, A. pseudotamarii. Pierwsze oznaki obecności AF w surowcach paszowych to zmniejszone spożycie w zależności od poziomów. Straty w produkcji mogą być związane z podwyższonymi upadkami, zmniejszonym tempem wzrostu i słabej konwersji paszy.

Podczas gdy młode zwierzęta są najbardziej podatne na skutki AF, to jednak problem ten dotyczy wszystkich grup wiekowych. Mykotoksyny te mogą powodować uszkodzenie wątroby, zaburzenia czynności nerek, dysfunkcje żołądkowo-jelitowe, zmniejszoną produktywność, problemy z nogami i kośćmi oraz zmniejszone wykorzystanie paszy. Dowody sugerują, że immunosupresja spowodowana AF powoduje wiele ognisk choroby, niepowodzenia szczepień, a w konsekwencji niskie miana  przeciwciał w organizmie.

W przypadku drobiu najbardziej wrażliwe są kaczki, następnie indyk, brojlery i nioski.

2. Ochratoksyny

Ochratoksyny są wytwarzane przez grzyby należące do rodzajów Aspergillus i Penicillium, przy czym najczęściej występuje ochratoksyna A (OTA), będąca głównie zanieczyszczeniem ziaren zbóż. Jest to toksyna o działaniu głównie nefrotoksycznym, a pod względem LD50 kaczki wydają się być gatunkiem najbardziej wrażliwym na OTA. Następnie są to brojlery, pisklęta rasy Leghorn, pisklęta indycze i pisklęta przepiórek japońskich.

Oznaki toksycznego działania OTA u drobiu obejmują osłabienie, anemię, zmniejszone spożycie paszy, słabe upierzenie, zmniejszoną szybkość wzrostu i produkcję jaj. Przy wyższych dawkach można zaobserwować biegunkę, drżenie mięśni, inne zaburzenia czynności nerwowych i wysoką śmiertelność.

3. Fumonizyny

Fumonizyny (FUM) to grupa mykotoksyn pierwotnie wyizolowanych z Fusarium moniliforme. Zidentyfikowano sześć różnych FUMS (A1, A2, B1, B2, B3, B4), jednak stwierdzono, że fumonizyna B1 (FB1) jest najbardziej dominującą.

Biorąc pod uwagę toksyczność u drobiu wymagane są stosunkowo wysokie poziomy, aby zaobserwować negatywne skutki FUM. Głównymi zmianami u kurcząt, kaczek i indyków były zmniejszenie przyrostu masy ciała i zmiany patologiczne w wątrobie.

Badania in vivo nie wykazały negatywnych skutków pomimo poziomów od 25 do 50 ppm, podczas gdy poziomy od 100 do 400 ppm były szkodliwe w przypadku jednodniowych piskląt powodując obniżone przyrosty masy ciała. U indyków zaobserwowano zmniejszone wykorzystanie paszy i przyrost masy ciała przy 300 ppm fumonizyny B1. Obniżenie przyrostów dobowych wyniosło 30% w porównaniu z kontrolą po 3 tygodniach intoksykacji.

4. Trichoteceny

Trichoteceny to grupa toksycznych metabolitów wytwarzanych przez wiele gatunków grzybów z rodzaju Fusarium. Można je podzielić na 2 grupy:

• Trichoteceny z grupy A, w tym toksyna T-2, toksyna HT-2 i diacetoksyscyrpenol (DAS)
• Trichoteceny z grupy B: doksyniwalenol (DON lub wymiotoksyna), niwalenol (NIV) i Fuzaryna-X

Spośród wszystkich trichotecen toksyna T-2 była najszerzej przebadanym trichotecenem u drobiu.

Toksyczne skutki trichotecenów obejmują zmiany w jamie gębowej, zahamowanie tempa wzrostu, nieprawidłowe upierzenie, obniżoną produkcję jaj i jakość skorup, zmiany nadtlenkowe w wątrobie oraz zaburzenia krzepnięcia krwi.

Obecność uszkodzeń błony śluzowej dzioba u drobiu jest uważana za podstawowy sposób diagnozowania zatruć trichotecenami.

Skażone pasze zawierają zwykle więcej niż jedną mykotoksynę. Omawiając interakcje między mykotoksynami, na podstawie metaanalizy publikacji (> 100) Grenier i Oswald (2011) zaobserwowali, że połączenie mykotoksyn w stężeniach, które pojedynczo nie powinny powodować negatywnych skutków ale mogą mieć negatywny wpływ na zdrowie zwierząt i ich produkcyjność.

Zwalczanie mykotoksyn za pomocą środków wiążących mykotoksyny

Substancje wiążące mykotoksyny (czynniki adsorbujące lub maskujące) to związki o dużej masie cząsteczkowej, które zdolne są do wiązania mykotoksyn w przewodzie pokarmowym zwierzęcia. W ten sposób kompleks wiążący toksyny przechodzi przez zwierzę i jest wydalany z kałem. Zapobiega to lub minimalizuje narażenie zwierząt na mykotoksyny. Sorbenty mykotoksyn dzielą się głównie na związki nieorganiczne na bazie krzemionki lub organiczne polimery na bazie węgla (EFSA, 2009).

Należy zauważyć, że środki wiążące nie będą wiązać mykotoksyn w suchej paszy, ponieważ wymagają one wodnego substratu do wiązania toksyn. To wyjaśnia również, dlaczego spoiwo nie złagodzi początkowego efektu toksycznego natychmiast po spożyciu paszy.

Włączenie materiałów na bazie gliny do diety zwierząt zostało powszechnie przyjęte w celu zmniejszenia biodostępności toksyn i narażenia na skażoną paszę. Podano, że te materiały (i / lub mieszaniny) zawierają głównie glinki smektytowe, zeolity, kaolinit, krzemionkę, węgiel drzewny i różne składniki biologiczne.

Innym nieorganicznym sorbentem jest węgiel aktywny. W różnych badaniach wykazano, że węgiel aktywny jest skutecznym adsorbentem deoksyniwalenolu (DON), ZON, AFB1, fumonizyny B1 (FB1) i OTA. Niemniej jednak główną wadą praktycznego zastosowania jako dodatków paszowych jest jego niespecyficzna właściwość wiązania. W ten sposób zmniejsza wchłanianie składników odżywczych, takich jak witaminy i minerały, a tym samym obniża wartość odżywczą paszy.  

Aby uniknąć wchłaniania składników odżywczych, można zalecić użycie węgla drzewnego pirolizowanego. W porównaniu do węgla aktywnego, węgiel pirolizowany wiąże toksyny, ale nie składniki odżywcze, ponieważ tylko 10% porów w pirolizowanym węglu drzewnym to mikropory. W przypadku węgla aktywnego 80% porów można sklasyfikować jako mikropory.

Polimery to kolejna grupa nieorganicznych środków wiążących mykotoksyny. Do tej grupy należy kilka środków, takich jak błonnik pokarmowy i poliwinylopirolidon (wysoce polarny polimer amfoteryczny), ale najbardziej znaną jest kolestyramina..

Badania in vitro wykazały, że związek ten jest skutecznym środkiem wiążącym FB1, OTA i ZON. Niestety koszt polimerów jest wysoki, co ogranicza ich praktyczne zastosowanie w produkcji pasz dla zwierząt.

Wnioski

Zapobieganie rozwojowi pleśni lub ich unieszkodliwienie w paszy ma zasadnicze znaczenie dla producentów pasz i hodowcy zwierząt gospodarskich. To sprawia, że spoiwa mają doskonały potencjał, aby pomóc w radzeniu sobie z problemem mykotoksyn i zmniejszeniu narażenia zwierząt na toksyny.

Author:
Bart De Meue - freelance marketing
Commissioned by Sanluc International nv

Bibliografia

1. Prevalence and effects of mycotoxins on poultry health and performance, and recent development in mycotoxin counteracting strategies.
Poultry Science | June 2015 | Vol 94 | Issue 6 | Pages 1298 - 1315

2. Mycotoxicosis and its control in poultry: A review
Journal of Poultry Science and Technology | January-March, 2014 | Vol 2 | Issue 1 | Pages 01-10

3. Effects of Mycotoxins in Animal Nutrition: a review
Asian Journal of Animal Sciences | 2011 | Vol 5 | Issue 1 | Pages 19-33

4. Mycotoxins and Their Effect on Poultry and Swine Production
PennState Extension | Pennsylvania State University – USA | November 29, 2018

5. Different methods to counteract mycotoxin production and its impact on animal health
Vlaams Diergeneeskundig Tijdschrift | 2013 | Vol 82 | Pages 181 – 190

6. Evaluation of Mycotoxin binders
Lon W. Withlow | North Carolina State University| Department of Animal Science