Микотоксины – стратегия устранения их влияния на организм сельскохозяйственных животных и птицы


подписаться на рассылку анонсов статей:
 
 
поиск по разделу «Статьи»

всего статей: 1517


Микотоксины – стратегия устранения их влияния на организм сельскохозяйственных животных и птицы



Малков М.А., Богомолов В.В., Данькова Т.В., Краснов К.А.

ЗАО «НПФ «ЭЛЕСТ», ФГУ Облветлаборатория, (Санкт-Петербург)

            Нет необходимости описания огромного вреда в мировом масштабе приносимого токсинами -  продуцентами, которых являются грибы. Стало очевидным, что последнее звено в последовательности отрицательного воздействия микотоксинов – человек, который через продукты получает опасные дозы этих соединений. В этой статье мы ставим задачу объективной оценки эффективности имеющихся инструментов воздействия, направленных на снижение концентрации токсинов на всех этапах – от поля до конечного потребителя зерна. Необходимо, наконец, понять, как «работают» нейтрализаторы токсинов в зависимости от природы, содержащихся в них сорбентов и других составляющих. Какова роль субстратов корма в системе корм-сорбент? Как быть с печенью – основной мишенью для токсинов? В этой связи, поскольку мы впервые предложили гепатопротекторный корм «Фунгистат-ГПК», который  помимо сорбента, содержит гепатопротекторный блок, эффективно повышающий детоксицирующую активность печени [8], нас интересовало место, которое занимает этот многопрофильный нейтрализатор токсинов. Тем более, что мы усилили его эффективность сорбции введением еще одного сорбента.

Материалы и методы.

Сорбционную способность исследуемых препаратов мы определяли следующим образом.

Изучаемые препараты предварительно смешивали с модельным кормом (размолотое зерно пшеницы) в оптимальной концентрации,  рекомендуемой производителем, а затем еще и с каждым из шести микотоксинов по-очередно.

Таким образом, мы предполагали:

1) оценить ПКПД каждого препарата в его рекомендуемой рабочей концентрации;

2) изучить взаимодействие в сложной биохимической системе -  корм-сорбент-микотоксин в процессе пищеварения; выявить истинный вклад  сорбента в связывании микотоксина;

3) определить влияние изменения условий в процессе пищеварения на способность изучаемых препаратов к детоксикации корма от микотоксинов.

        На первом этапе исследований мы использовали шесть  стандартов микотоксинов, а именно: Афлатоксин,  Охратоксин,  Т-2 токсин, Дезоксиниваленол,  Зеараленон и Фумонизин. Они были  по-очередно смешаны в концентрации 200 мкг/кг с каждым из отобранных препаратов. В коллекцию исследуемых препаратов были включены: “Фунгистат ГПК” и пять широко известных препаратов-сорбентов микотоксинов. Ниже приведено описание их состава:

№1  Фунгистат – алюмосиликаты+ бентониты+ органические кислоты+ гепатостимуляторы+ протеолитический комплекс+ фунгистатики+ нуклеозиды

№2  - неорганический сорбент (специальным образом обработанные цеолиты) + биотрансформирующий фермент

№3 - смесь  из адсорбентов + дрожжи+ соли пропионовой кислоты

      №4 - сорбент органической природы (полисахариды)

      №5 – бентониты+ дрожжи+ полисахариды растительного происхождения

№6 - глинистые субстанции+ продукты переработки дрожжей+ органические кислоты+ антиоксиданты+ растительные экстракты.

       Кроме того,  для первого этапа исследований мы изучили перспективные сорбенты микотоксинов природного органического и неорганического  происхождения: цеолиты, бентониты, хитозан, жом цикория и яблочный пектин в отношении их способности сорбировать и десорбировать токсины.

            Для оценки сорбционной способности препарата был введен специальный критерий оценки – Практический коэффициент полезного действия (ПКПД).

Стандартная методика определения сорбционной способности сорбента (Метод In vitro)

              Практический коэффициент полезного действия сорбента определяется в процентах по разности между адсорбцией (связыванием) и десорбцией (высвобождением). Чем выше этот коэффициент (Net Efficiency), тем эффективнее адсорбция – тем большее количество связанного  и, тем самым, дезактивированного микотоксина. Сорбция микотоксинов определяется количественно при различных рН, имитирующих смену кислотности среды в пищеварительном тракте животных. Величину адсорбции и десорбции (в мкг/кг) измеряют по утвержденной методике при постановке теста In vitro.

1. Стандартный вариант: корм измельчают и гомогенезируют, определяют в нем содержание микотоксинов. Вносят добавку – исследуемый сорбент. При искусственном загрязнении корма токсином в “чистый”, предварительно протестированный корм, вносят рассчитанное количество микотоксина и тщательно гомогенезируют пробу;

 В нашем случае  использовали исследуемый препарат, смешанный с микотоксинами в дозе 200 мкг/кг каждого поочередно; во-втором варианте смешивали размолотую пробу зерна пшеницы с исследуемым препаратом в его рекомендуемой рабочей концентрации от 2 до 10 г/кг и затем с каждым из шести микотоксинов по-очереди.

2. Полученную пробу вносят в количестве 20г в колбу Эрленмеера;

3. В колбу с пробой приливают 40 см3 жидкости, имитирующей желудочный сок (водный раствор соляной кислоты с рН=1,2);

4. Выдерживают при постоянном перемешивании (с помощь магнитной мешалки) 1 час при температуре 37оС. Тем самым, моделируется время нахождения корма и рН  среды в желудке;

5. Отделяют методом декантации надосадочную жидкость от осадка;

6. Экстракт (вытяжку) из микотоксинов – надосадочную жидкость исследуют на содержание микотоксина методом ИФА.

                Таким образом, получают величину адсорбции - общее количество токсинов, связанных сорбентом за время нахождения корма в желудке, равную разнице между количеством токсина в исходной пробе корма и количеством токсина в надосадочной жидкости, отделенной после инкубации  пробы корма в кислом растворе.

7. К осадку добавляют 40см3 жидкости, имитирующей кишечный сок (буфер PBS с рн=7,4);

8. Выдерживают при постоянном перемешивании (с помощь магнитной мешалки) 3 часа при температуре 37оС. Тем самым, моделируется время нахождения корма и рН среды в кишечнике;

9. Методом декантации отделяют надосадочную жидкость от осадка;

10. Экстракт (вытяжку) из микотоксинов – надосадочную жидкость исследуют на содержание микотоксина методом ИФА;

            Таким образом, получают величину десорбции – количество токсина, освобожденного от сорбента за время нахождения корма в кишечнике, равную количеству токсина в надосадочной жидкости после инкубации в щелочной среде.

 11. Устанавливают практический коэффициент полезного действия – сорбционную способность (практическую адсорбцию), равный разнице между величиной адсорбции и десорбции – количество токсина, которое осталось связанным с сорбентом.

Результаты и их обсуждение.

            При анализе состава многих нейтрализаторов (по опубликованным рекламным материалам) можно заметить, что используются два типа сорбентов – алюмосиликаты, глины, слюды природного происхождения и полисахариды (дрожжей, водорослей, ракообразных). Необходимо отметить также, что ряд западных компаний используют модифицированные алюмосиликаты, обладающие усиленной сорбционной емкостью. Нам представлялось интересным оценить эффективность сорбции, десорбции и ПКПД ряда сорбентов в отношении наиболее распространенных токсинов.                                                                                                         

   Таблица 1.

№ п/п

Наименование

Обнаруженная сорбционная активность в отношении:

Адсорбция

мкг/кг

Десорбция

мкг/кг

ПКПД

%

1.

Цеолиты (без разбавления в корме)

Охратоксин

Т-2 токсин

ДОН (вомитоксин)

Зеараленон

Фумонизин

179

199,2

199,8

199,8

197,5

21

0

1,4

0

1,3

80*

100

99,2

99,9

98,1

2.

Бентониты (без разбавления в корме)

Т-2 токсин

ДОН (вомитоксин)

Зеараленон

Фумонизин

172,8

179,6

199,8

124,8

0

0,5

0

0,6

86,4

89,6

99,9

62,1

3.

Хитозан (кислорастворимый) (без разбавления в корме)

Афлатоксин В1

Охратоксин

Т-2 токсин

ДОН (вомитоксин)

Зеараленон

Фумонизин

170,0

184,2

199,9

198,5

199,8

199,2

67,2

31,9

0,2

0,2

0

1,4

51,4

76,2

99,9

99,2

99,9

98,9

4.

Жом цикория (без разбавления в корме)

Т-2 токсин

ДОН (вомитоксин)

129,2

174,8

11,5

9,2

58,9

82,8

5.

Сорбент № 1 (Фунгистат) (без разбавления в корме)

Т-2 токсин

ДОН (вомитоксин)

Зеараленон

199,4

199,4

200,0

0

66,4

0

99,7

66,7

100

6.

Сорбент № 1 ** (Фунгистат)

Афлатоксин В1

Охратоксин

Т-2 токсин

Зеараленон

Фумонизин

148

150

96

200

200

43

61

0

0

0

53

45

48

100

100

7.

Сорбент № 2 **

(Фунгистат)

Афлатоксин В1

Охратоксин

Т-2 токсин

Зеараленон

Фумонизин

140

152

135

200

200

40

60

0

0

0

50

46

68

100

100

8.

Пектин яблочный**

Афлатоксин В1

Охратоксин

Зеараленон

Фумонизин

138

156

182

200

48

44

0

0

45

56

91

100

9.

Монтмориллонит**

Афлатоксин В1

Охратоксин

Т-2 токсин

ДОН

Зеараленон

Фумонизин

160

149

79

100

162

200

64

62

25

0

0

0

48

44

27

50

81

100

10.

Смесь сорбентов, в т.ч. монтмориллонит**

Афлатоксин В1

Охратоксин

Т-2 токсин

ДОН

Зеараленон

Фумонизин

137

140

40

66

156

160

32

81

19

0

0

0

53

30

11

33

78

80

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 *Приведены данные только по микотоксинам ПКПД, к которым был установлен не менее 40%

**Сорбент исследован в концентрации 0,5% по отношению к массе модельного корма (пшеница).

Как видно из приведенных результатов, эффективность сорбционно-десорбционного процесса в отсутствии субстратов корма, различна для разных типов сорбентов. ПКПД является максимальным для смесевых композиций алюмосиликатов и глин, а также полисахаридов из панциря крабов (хитозан). Последний является также, в отличие от других, эффективным в отношении афлатоксина. В присутствии субстрата корма (пшеница) десорбция снижается (необратимый процесс), что вероятно связано с необратимостью сорбции на субстратах корма. В то же время очевидно снижение эффективности сорбции для ряда токсинов (Дон, Т-2 токсин, охратоксин) в присутствии субстрата корма (пшеница) по сравнению с чистыми сорбентами. Указанное обстоятельство объясняется тем, что пшенично-крахмальная смесь содержит подвижные низкомолекулярные соединения (моно и дисахариды, жирные кислоты, триглицириды, неорганические соли и др.), которые переходят на добавленный сорбент и дезактивируют его, конкурируя с токсинами. Мы в дальнейшем более подробно обсудим эту ситуацию.

Таблица 2.

Сорбционная и десорбционная эффективность модельного корма

(пшеница, 0,2 %) в отношении различных токсинов.

Наименование сорбента

Токсины

Афлатоксин

мкг/кг

Охратоксин

мкг/кг

Т-2 токсин

мкг/кг

ДОН

мкг/кг

Зеараленон

мкг/кг

Фумонизин

мкг/кг

Модельный корм (пшеница, 0,2 %)

Сорбция, мкг/кг

131

143

50

40

120

108

Десорбция, мкг/кг

40

89

24

0

0

0

ПКПД, %

46

27

13

20

60

54

         Что касается сорбционных свойств субстрата (на примере пшеницы), то из данных табл. 2 видно, что емкость сорбции достигает 70%, в том числе по Афлатоксину 65,5, в то время как чистые сорбенты не обладают такой способностью и ПКПД по Афлатоксину в основном ниже 40%, за исключением хитозана (табл. 1). Из приведенных данных следует также, что в неконкурентных условиях (чистые сорбенты), емкость сорбции для различных токсинов находится в пределах 88-100%, за исключением некоторых экзотических сорбентов (жом цикория), что свидетельствует в целом о неизбирательной сорбции. В условиях конкурентной сорбции (в массе модельного корма) емкость сорбции сорбентов (например, цеолитов – 5, 6 (таб.1)), заметно снижается. Однако и в этих условиях емкость сорбции наиболее популярных сорбентов, например, цеолитов (6) и монтморилонитов (9), (табл.1) в отношении большинства токсинов практически одинакова. Исключение составляет ДОН, по которому для композиции (9 (таб.1)) емкость сорбции и ПКПД значительно выше, чем для смесевой фракции сорбентов, включающей также монтмориллонит. Наблюдаемый эффект снижения сорбционной емкости сорбента в присутствии других сорбентов связан, по-видимому с конкурентными взаимодействиями и требует экспериментальной подборки соотношения сорбентов в смеси.

         В дальнейших исследованиях нас интересовало, проявляются ли отмеченные закономерности при использовании сорбентов в составе рецептур известных нейтрализаторов и «Фунгистата».

            В таблице 3 приведены данные по адсорбции и десорбции афлатоксина на известных нейтрализаторах, включающих различные сорбенты. Как оказалось, в условиях корм-сорбенты емкость сорбции всех нейтрализаторв в отношении этих токсинов не превышает 7-10%. Порядка 70% захватывается субстратом корма, оставшиеся 20% вообще не сорбируются.

Таблица 3.

Сравнительная сорбционная способность изучаемых сорбентов

в отношении Афлатоксина В1 (200 мкг/кг).

Нейтрализа-тор токсинов

Характеристика, компонентный состав

1 вариант (0,2% нейтрализатора)

2 вариант (0,5% нейтрализатора)

Адсорбция

мкг/кг

Десорбция

мкг/кг

ПКПД

%

Адсорбция

мкг/кг

Десорбция

мкг/кг

ПКПД

%

1

«Фунгистат» алюмосиликаты, бентониты, органические кислоты, гепатостимуляторы, протеолитический комплекс, фунгистатики

142

46

48

144

45

50

2

Неорганический сорбент (цеолиты, специально обработанные, фермент –биотрансформация)

142

28

57

146

30

58

3

Смесь минеральных адсорбентов, дрожжи, соли пропионатовой кислоты

141

33

54

142

32

55

4

Сорбент органической природы (полисахариды дрожжей)

143

38

53

147

39

54

5

Бентониты (монтморилонит), полисахариды растительного происхождения, дрожжи

137

32

53

139

33

53

6

Глинистые субстанции, продукты переработки дрожжей, органические кислоты, антиоксиданты, растительные экстракты

140

28

56

143

30

57

7

Монтморилонит

160

64

48

164

65

50

8

Пектин

134

47

44

138

48

45

Сорбент № 1

Алюмосиликаты, бентониты

148

44

52

148

43

53

10

Сорбент № 2

Слоистые сорбенты

138

40

49

140

40

50

11

Субстрат корма (пшеница)

131

40

46

133

40

47

Таблица 4.

Сравнительная сорбционная способность изучаемых сорбентов в отношении Фумонизина (суммы-200 мкг/кг).

Нейтрализатор токсинов

Характеристика, компонентный состав

1 вариант (0,2% нейтрализатора)

2 вариант (0,5% нейтрализатора)

Адсорбция

мкг/кг

Десорбция

мкг/кг

ПКПД

%

Адсорб-ция

мкг/кг

Десорб-ция

мкг/кг

ПКПД

%

1

«Фунгистат» алюмосиликаты, бентониты, органические кислоты, гепатостимуляторы, протеолитический комплекс, фунгистатики

200

0

100

200

0

100

2

Неорганический сорбент (цеолиты, специально обработанные), фермент (биотрансформация)

128

0

64

200

0

100

3

Токсины

Смесь минеральных адсорбентов, дрожжи, соли пропионатовой кислоты

146

0

73

200

0

100

4

Сорбент органической природы (полисахариды дрожжей)

152

0

76

200

0

100

5

Бентониты (монтморилонит), полисахариды растительного происхождения, дрожжи

160

0

80

200

0

100

6

Глинистые субстанции, продукты переработки дрожжей, органические кислоты, антиоксиданты, растительные экстракты

168

0

84

200

0

100

7

Монтморилонит

200

0

100

200

0

100

8

Пектин

160

0

80

200

0

100

9

Сорбент № 1

Алюмосиликаты, бентониты

182

0

91

200

0

100

10

Сорбент № 2

Слоистые сорбенты

172

0

86

200

0

100

11

Субстрат корма (пшеница)

108

0

54

108

0

54

Примечание: 1-6 – нейтрализаторы токсинов,

                       7-8 – сорбенты,

                       9-10 – сорбент №1, сорбент №2 (Фунгистат)

         Некоторое увеличение сорбции наблюдали для монтморилонита, но эта разница нивелировалась при включении сорбента в состав нейтрализатора и в условиях десорбции в щелочной среде. Как видно из таблицы 3, данные по ПКПД очень близки для всех нейтрализаторов токсинов и отдельных сорбентов. Аналогичная картина наблюдалась нами и для охратоксина. В то же время, в отношении зеаралинона и фумонизина наблюдается иная картина (таб. 4, на примере фумонизина), при 0,2% вводе нейтрализаторов и сорбентов эффективность сорбции для них различна в отношении фумонизина и максимальная (100%) для монтморилонита и «Фунгистата» при полном отсутствии десорбции. Для остальных нейтрализаторов остаточный фумонизин находится в пределах 10-20%. Интересно, что эти два токсина (зеараленон и фумонизин) хорошо «откликаются» на увеличение сорбента или нейтрализатора в смеси. Как видно из данных таблицы 4 при увеличении нормы ввода до 0,5% адсорбция возрастает, разница в адсорбции нивелируется. Как в целом понимать ситуацию в смеси корм-сорбент?

            Имитатор корма (смесь крахмала и измельченной пшеницы) являющийся по своему химическому составу смесью преимущественно полисахаридов, а также относительно небольшого количества липидов, масел, восков, фосфолипидов, за счет своей развитой поверхности, обладает значительной сорбирующей способностью. Полисахариды более склонны сорбировать вещества полярного ионогенного типа (такие как охратоксин, зеараленон, фумонизин), а липиды – малополярного (афлатоксин В1). ДОН и Т-2 токсины, вероятно должны сорбироваться как на полисахаридах, так и на липидах, но слабо (см. структуру токсинов на стр.)

Рис.1

Структура токсинов

 Mikotoksine210710            

Афлатоксин В1

Охратоксин

Зеараленон

Фумонизин

Дезоксиниваленол (ДОН)

Т-2 Токсин

Добавление к такому корму любого сорбента в количестве 0,2 или 0,5% не может существенно изменить интегральную сорбирующую способность полученной смеси. Для этого сорбент должен был бы обладать примерно на 3 порядка более высокой сорбционной емкостью, чем кормовая смесь, а настолько эффективных сорбентов пока не известно (следует подчеркнуть, что речь идет именно о сорбентах, а не о химических ковалентно-связывающих реагентах, комплексообразователях и т.д.). Также ни один из известных сорбентов, добавленных в небольших количествах (0,2-0,5%) не сможет «перетянуть» на себя значительную долю токсинов, сорбированных на компонентах корма. При увеличении доли сорбента в корме от 0,2 до 5%, сорбирующая способность полученной смеси возрастает существенно в 2-3 раза (рис.1).

Рис.2

Сорбционная способность «Фунгистата» при его содержании

 в корме от 0,2 до 5% на примере Т-2 токсина.

mikotoksine1_210710         При увеличении от 1 до 5% нормы ввода сорбента емкость сорбции возрастает пропорционально до 3%, а затем начинает снижаться.

 

Таблица 5.

Сорбционная способность «Фунгистата», в сравнении с импортными аналогами в отношении Т-2 токсина.

Нейтрализаторы токсинов

Концентрация сорбента 1%

Концентрация сорбента 5%

Адсорбция

мкг/кг

Десорбция

мкг/кг

ПКПД

%

Адсорбция

мкг/кг

Десорбция

мкг/кг

ПКПД

%

«Фунгистат»

84

0

42

157

0

79

3

80

0

40

151

0

76

5

77

0

39

146

0

73

6

74

0

37

144

0

72

         Как видно из таблицы 5, аналоги «Фунгистата», имеющие различный компонентный состав, при увеличении нормы ввода в 5 раз, увеличивают емкость сорбции вдвое (также и ПКПД).

            Таким образом, не следовало ожидать, что добавка относительно небольшого количества сорбента к корму (0,2 %) принципиально увеличит сорбцию токсинов.

            Этот теоретический прогноз соответствует данным, ранее приведенным в таблицах. В практике обычно используют нормы ввода от 0,05 до 0,2%. Это означает, что на первом этапе, при поступлении в желудок смеси корм-сорбент, сорбция токсинов будет не намного выше, чем в случае обычного корма. Именно такая ситуация, когда роль сорбента нивелирована, моделировалась в экспериментах in vitro.

            На рисунке 2 наглядно демонстрируется эффективность процесса сорбции-десорбции в крайне неоптимальных (но экономически выгодных) условиях (норма ввода 0,2%). Тем не менее, из рисунка видно, что «Фунгистат» в этих условиях проявляет на общем фоне высокую активность, в особенности в отношении Т-2 токсина, зеараленона и фумонизина. Можно было бы с какой-то степенью вероятности прогнозировать ситуацию in vivo, т.е. в кишечнике у животных и птицы, когда по мере утилизации пищевых компонентов, концентрация сорбента будет нарастать и на выходе сорбция токсинов будет значительно выше, чем в случае обычного корма. Возможно, что наблюдаемые эффекты по снижению токсикозов у птицы и свиней при норме ввода 0,2 %, объясняются именно этим обстоятельством.

            Как мы уже отмечали, в условиях корм-сорбент значительная часть токсинов (Т-2 токсин, афлатоксин, ДОН, охратоксин) не сорбируются смесью корм-сорбент, т.е. в условиях эксперимента остаются в водной фазе. Это обстоятельство объясняется тем, что упомянутые микотоксины достаточно гидрофильны и в исследуемых концентрациях (0,1 мг/л) заметно сольватируются водной фазой. Связывание перечисленных четырех микотоксинов с компонентами корма, как и сорбентами, осуществляется за счет Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий, энергия которых ненамного превышает энергию сольватации водородными связями. При возрастании концентрации сорбента в смеси, соотношение будет сдвинуто в сторону сорбента, и остаточная концентрация токсинов будет снижаться.

            Как мы видели из данных рисунка 1, несмотря на  различную структуру сорбентов и введение добавок (ферменты), разрушающих токсины, ПКПД для различных токсинов достаточно близки за исключением Т-2 токсина, ПКПД которого значительно меньше, а также зеараленона и фумонизина. В последнем случае разброс наиболее значителен. Как мы отмечали выше, удерживание таких микотоксинов, как афлатоксин, Т-2 токсин, ДОН и охратоксин осуществляется в основном за счет Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий, но не за счет специфического связывания.

            В силу своей химической структуры (см. структурные формулы) афлатоксин В1, дезоксиниваленол (ДОН) и Т-2 токсин вообще не склонны к комплексообразованию. Для охратоксина в принципе можно подобрать коплексообразующий реагент, но, судя по нашим результатам ни один из сорбентов, как и компоненты кормовой смеси, не комплексуют охратоксин. В результате емкость сорбции сольватируемых токсинов из воды, без участия комплексообразования, не может быть высокой, и будет всегда иметь обратимый характер.

            Напротив, зеараленон и фумонизин весьма склонны к образованию комплексов с рядом катионов металлов. Такими металлами могут быть алюминий, железо, медь, переходные металлы. Точный состав сорбентов и кормовой смеси, хотя неизвестен, но алюминий во всех исследованных сорбентах присутствует (алюмосиликаты, бентониты и др., встречается медь, железо. Во всяком случае, приведенные данные (табл. 1), свидетельствуют, о необратимой сорбции токсинов зеараленона и фумонизина, что может быть связано с их комплексообразованием. Таким образом, повышенную сорбирующую способность изученных смесей и сорбентов к зеараленону и фумонизину следует, вероятно, объяснить их комплексообразованием.

            Что касается низкой сорбирующей способности Т-2 токсина. При рассмотрении структур шести токсинов можно отметить следующее (стр.7): охратоксин, зеараленон и фумонизин, довольно полярны и содержат протонодонорные функции, благодаря чему склонны к связыванию с полярными сорбентами (окись алюминия, алюмосиликаты, кремнезем и др.).

            Афлатоксин гораздо менее полярен, но обладает плоской сопряженной системой, способной к связыванию на сорбентах и компонентах кормовой смеси за счет дисперсионных π-π взаимодействий. Хуже связываются ДОН и Т-2 токсин, обладающие неплоским каркасным скелетом и сравнительно невысокой полярностью. Но если молекула ДОН имеет сопряженный фрагмент, хотя и небольшой, но все-таки способный к π-π взаимодействиям (имеется ввиду двойная С=С связь, сопряженная с С=О группой), а также протонодонорные гидроксигруппы, то в случае Т-2 токсина, где нет элементов сопряжения и содержится всего одна гидроксигруппа, возможности к связыванию с сорбентом совсем мизерны.

            Таким образом, низкая сорбция Т-2 токсина по сравнению с остальными пятью микотоксинами вполне объяснима его структурными особенностями.

Заключение.

            Проблема микотоксикозов на сегодня настолько важна, что, несомненно, требует выработки обоснований стратегии профилактики и устранения токсинов по всей цепочке – от поля до человека. Известно, что споры грибов-продуцентов токсинов обитают в почве и оттуда попадают в растения, а затем в зерно. Несомненно, что какая-то часть спорового материала попадает с посевным материалом. Процедуры «протравливания» посевного материала достаточно трудоемки и малоэффективны. Можно считать, что в любом случае собранное зерно имеет достаточную споровую нагрузку для активного прорастания при неблагоприятных условиях хранения. Понятно, что идеальных условий хранения не создать и, какая-то часть зерновых окажется отличным субстратом для прорастания спор, образование воздушного мицелия и образование в нем «вторичных» метаболитов-токсинов. Ранее нами было установлено [2,3,4,5], что в процессе «вторичного» синтеза, образующиеся вторичные метаболиты «перетекают» в споры грибов, выполняя, скорее всего функцию источников питания при прорастании. Очевидно, однако, что контроль этого процесса маловероятен в больших масштабах хранения зерна и речь может идти только о торможении самого процесса образования грибной биомассы и соответственно, о предотвращении выброса токсинов из мицелия в окружающую среду. Наилучший и хорошо апробированный путь – это введение в зерно при хранении пропионата, который эффективно профилактирует образование токсинов, за счет ингибирования роста грибных гиф. В настоящее время в ограниченном масштабе в массу зерна вводятся импортные добавки в виде органических кислот (пропионовой, муравьиной и др.). Однако, эта процедура достаточно дорогостоящая и не используется повсеместно, хотя и является практически единственным эффективным средством торможения роста грибных гиф. Мы считаем совершенно необходимым иметь производство доступной пропионовой кислоты (и ее солей) в России для обязательного (например, в соответствии с Техническим Регламентом) введения пропионата в зерно перед его закладкой на хранение. Важным обстоятельством является влияние пропионата на синтез глюкозы в крови, нормализацию функции печени и увеличение продуктивности (например, молочной). Нами испытана специальная модификация «Фунгистата-ГПК» для зерна, содержащая ингибиторы роста грибов, налипатели, гепатопротекторы. Установлено, что при нанесении на поверхность зерна, силоса «Фунгистата» толщиной слоя 0,5см, обеспечивается профилактика торможения развития мицелия грибов[1,6,7]. Процесс экономически целесообразен. Тем не менее, на практике, зараженное грибами и токсинами зерно, шроты, жмыхи, попадает на комбикормовые заводы и является причиной токсикозов с/х животных и птицы, со всеми последствиями.

            Из полученных нами результатов следует, что имеющиеся нейтрализаторы токсинов в системе корм-сорбент не в состоянии в полной мере в условиях экономической целесообразности обеспечить полное освобождение от токсинов корма. Трудно представить картину, имеющую место в кишечнике, когда с одной стороны, свободные токсины (несорбированные), с другой стороны десорбированные с компонентов корма, создают серьезную нагрузку для печени. Возможность сорбции токсинов именно в условиях кишечника представляется серьезной проблемой и это тема нашего следующего исследования.

Мы выяснили, что в условиях экономической целесообразности «Фунгистат-ГПК» (0,2%),  содержащий два различных по структуре сорбента, имеет преимущество в сорбции Т-2 токсина, зеараленона, фумонизина. При дальнейшем увеличении ввода нейтрализаторов (от 1%), разница между ними в системе сорбция-десорбция в значительной степени нивелируется. Становится очевидной необходимость обязательной паспортизации компонентов корма (углеводно-белковых) на содержание токсинов, что соответственно и будет определять количество вводимых нейтрализаторов. Из проведенного исследования стало также на наш взгляд понятно, что свойства токсинов, связанные с их структурой не могут гарантировать полноты сорбции даже в самых оптимальных условиях подбора сорбентов. В этой связи очевидна необходимость поиска дополнительных путей нейтрализации токсинов. Один из таких путей – ферментативный гидролиз активных фрагментов (связей) молекулы нейтрализатора, что достигается как с помощью микробных культур-трансформантов, так и отдельных очищенных ферментов. На наш взгляд, последнее не может быть экономически целесообразным. Нейтрализаторы токсинов, содержащие микроорганизмы-трансформанты нами изучены в сравнительном аспекте и не выявили каких-либо преимуществ с обычными сорбентами. Однако  оптимальные условия для проявления активности, этих культур либо ферментов достаточно трудно достижимы и, возможно, что in vivo действительно имеется эффект. Тем не менее, этот путь представляется перспективным и такие попытки должны быть продолжены. И, наконец, о функции печени, которая в наибольшей степени страдает от токсикозов. Нами впервые была предложена и реализована на практике композиция «Фунгистат-ГПК» (гепатопротекторный корм), содержащая в своем составе регуляторный комплекс, действие которого направлено на усиление детоксицирующей функции печени. При проведении лабораторных опытов на мышах нами было установлено [8], что в присутствии афлатоксина «Фунгистат-ГПК» сохраняет функцию печени, тогда как нейтрализатор, в составе которого находились манано-глюкановые полисахариды, но отсутствовал регуляторный комплекс, не обеспечил профилактическую защиту печени.

Таким образом, мы полагаем, что существует три направления исследований, направленных на оптимизацию условий устранения токсинов.

- поиск новых сорбентов, обладающих эффективной сорбцией в кислой и щелочной области.

- поиск штаммов микроорганизмов с трансформирующим действием в отношении микотоксинов, в особенности трихотеценовой группы.

- оптимизация регуляторного комплекса в составе «Фунгистат-ГПК» с целью усиления детоксицирующей функции печени.

Выводы и предложения.

1.      Изучена эффективность процесса сорбции-десорбции в    условиях корм-сорбент для различных нейтрализаторов токсинов.

2.      В условиях целесообразного ввода (0,2%) установлена низкая активность ПКПД сорбентов и нейтрализаторов токсинов в сравнении с кормом. Показано, что «Фунгистат-ГПК» в этих условиях имеет более высокие показатели в отношении Т-2 токсина, зеараленона и фумонизина – за счет синергидного эффекта двух сорбентов различной природы в выбранном соотношении.

3.      При концентрациях токсинов в корме на уровне МДУ оптимальной нормой ввода следует считать 1-2%.

4.      Для правильного выбора нормы ввода сорбентов, необходимо провести паспортизацию поступающих кормов, шротов на колонизацию грибами-продуцентами микотоксинов (и самих токсинов) по регионам.

5.      Считать необходимым, ввести в Технический Регламент регулирования «Безопасность кормов и кормовых добавок» обязательное введение нейтрализаторов токсинов в зерно и корма.

6.  Считать крайне важным организацию отечественного производства       экономически доступной пропионовой кислоты и ее солей с целью обязательного ее ввода в зерно перед закладкой на хранение.

Литература.

1.                 Соколова Ю.Н., Богомолов В.В., Головня Е.Я. «Контроль безопасности кормов. Теория и практика». ФГУ «Ленинградская межобластная ветеринарная лаборатория»

2.                 Малков М.А., Маркович А.В. «Изменение содержания нуклеиновых кислот в цикле развития пенициллов-продуцентов гризеофульвина в глубинной культуре Рen.nigricans ».Антибиотики, №7, 1966, с. 314.

3.                  Малков М.А. «Биосинтез нуклеиновых кислот культурой pen.nigricans».Прикладная биохимия и микробиология, №4, 1966, с. 392.

4.                 Малков М.А. «Влияние состава среды на обмен нуклеиновых кислот в мицелии Pen.nigricans продуцента гризеофульвина».Антибиотики, №9, 1967, с. 782.

5.                 Малков М.А. «Дифференциация ядер у pen.nigricans».Микробиология, т. XXXVII, в. 2, 1968, с. 312.

6.                 Соколова Ю.Н., Богомолов В.В., Головня Е.Я. «Комплексное микотоксикологическое обследование кормов». ФГУ «Ленинградская межобластная ветеринарная лаборатория». РацВетИнформ, № 3, 2007

7.                 Головня Е.Я. «Результаты комплексного микотоксикологического обследования кормов». ФГУ «Ленинградская межобластная ветеринарная лаборатория». БИОинфо, № 3, 2007

8.                  Богомолов В.В., Головня Е.Я. «Оценка эффективности нового комплексного препарата с фунгистатической и сорбционной активностью методами биотестирования». ФГУ «Ленинградская межобластная ветеринарная лаборатория». Каталог международного специализированного конгресса-выставки «Ветеринария, Зоотехния, Биокорма», август 2006.







 

администрация сайта: ООО «Фаулер»
ждем ваших писем: deneb@webpticeprom.ru

 
птицеводство
Webpticeprom птицеводство
  1. Главная
  2. Статьи про птицеводство
  3. Кормление птиц, корма и их ингредиенты
  4. › Микотоксины – стратегия устранения их влияния на организм сельскохозяйственных животных и птицы
 
Кормление птиц, корма и их ингредиенты
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
на сайте страниц: 13643