Mykotoxiny jsou sekundární metabolity mikroskopických hub (plísní), které mají toxické vlastnosti. V přírodě zajišťují přežití a konkurenceschopnost plísní v různých ekologických nikách. Mykotoxiny se tvoří z malého počtu jednoduchých rostlinných metabolitů (acetát, malonát, mevalonát a aminokyseliny) prostřednictvím několika typů chemických reakcí (kondenzace, redox, alkylace a halogenace), které poskytují jejich různorodou chemickou strukturu.
Do dnešního dne vědci identifikovali více než 300 druhů plísní, které produkují více než 400 toxických látek. Možná existuje mnohem více mykotoxinů. Někteří odborníci tvrdí, že je produkuje až 1/3 druhů všech plísňových hub.
Problém zvířecích mykotoxikóz je pro člověka velmi důležitý, protože mnoho mykotoxinů může pronikat do masa a mléka. Mykotoxiny, které se hromadí v lidském těle, vedou k řadě onemocnění, včetně rakoviny. Až 36 % nemocí lidí a zvířat v rozvojových zemích přímo či nepřímo souvisí s mykotoxiny.
Tvorba mykotoxinů v krmivech
V jakékoli rostlinné krmné surovině jsou spory plísní přítomny v určitém množství. Když nastanou příznivé podmínky, vyklíčí. A při jakýchkoli nepříznivých faktorech (teplota, chemikálie) začnou houbové mikroorganismy produkovat toxické metabolity.
Biochemici rozlišují pět hlavních cest pro biosyntézu mykotoxinů:
– polyketid (aflatoxiny, sterigmatocystin, ochratoxin, patulin atd.);
– prostřednictvím cyklu trikarboxylové kyseliny (rubratoxiny);
– aminokyselina(ergoalkaloidy, sporidesmin, kyselina cyklopiazonová atd.);
– smíšené (kombinace dvou nebo více hlavních cest) – pro deriváty kyseliny cyklopiazonové.
Každý druh a rod plísní produkuje vlastní řadu toxinů. Mezi tyto patogeny patří Aspergillus Claviceps, Fusarium, Penicillium, Neotyfodium, Phytomyces.
Hlavní houby produkující aflatoxiny jsou toxigenní kmeny hub. Aspergillusflavus и Aspergillus parasiticus. Toxická látka T-2 zase produkuje houbu Fusarium sporotrichioidesa mykotoxiny DON a zearalenon –Fusarium graminearum. Ochratoxin A je produkován především houbami rodu Aspergillus. Patulin je produkován různými druhy hub rodu PenicilliumaAspergillusиByssochlamys.
V závislosti na vlhkosti vzduchu a substrátu a také okolní teplotě se může množství a chemické složení mykotoxinů lišit. Například optimální podmínky pro syntézu aflatoxinů jsou teplota 28–32 °C při vlhkosti substrátu 17,0–18,5 % a vlhkost ve vlhkém zrnu vzniká již při teplotě 6–14 °C Mycotoxinzearalenon nejaktivněji vzniká při teplotě 15–30° C a vlhkosti podkladu 45–50 %.
Vzhledem k tomu, že růst a vývoj hub je do značné míry ovlivněn klimatickými podmínkami, existují určité geografické zákonitosti v detekci některých mykotoxinů v krmných surovinách, zejména v oblastech s rizikovým hospodařením, mezi které patří i Rusko. Podle odborníků z Biominu je celkové riziko kontaminace surovin mykotoxiny ve východní Evropě 26 %. Největší nebezpečí zde představují toxiny DON-53% a T-2 – 38%, zearalenon – 33%, fumonisiny – 26%. Rizika pro aflatoxiny a ochratoxiny v této části Evropy jsou 16 % a 18 %.
Údaje ruských vědců potvrzují, že toxin T-2, DON a zearalenon jsou v Rusku široce zastoupeny. Největší rozšíření je ve středních, Volžských, Uralských, Sibiřských a Dálných východních oblastech Ruska F. sporotrichiella. Od 40 do 100 % obilných pícnin je objemné krmivo ovlivněno těmito druhy plísní, které tvoří T-2 toxin, méně často HT-2 toxin. Studie provedené v roce 2016 specialisty Biominu naznačují vysoké riziko infekce pšeničného zrna v Centrálním federálním okruhu a Severozápadním federálním okruhu Ruska trichocetiny typu B včetně DON (byly nalezeny v 75 % vzorků). Trichocetiny typu A byly detekovány v 63 % případů a zearalenon ve 38 % případů. Obsah trichocetinu typu A a B v Uralském a Sibiřském federálním okrese, stejně jako v dalších federálních okresech, byl 100/75 % a 53/60 %.
Z těchto odborníků vyplývá, že značné množství krmného obilí je v té či oné míře kontaminováno mykotoxiny. Vhodné podmínky pro růst určitého druhu houby se mohou vyvinout jak na poli, tak v sýpkách. Některé mykotoxiny se mohou produkovat jak při skladování krmných surovin, tak ve fázích růstu a plodování rostlin (mykotoxin zearalenon).
Většina plísní jsou aerobní, které k růstu potřebují alespoň 1–2 % kyslíku. Výjimkou je Fusarium moniliforme, který je schopen růst v podmínkách 60% koncentrace oxidu uhličitého a méně než 0,5% obsahu kyslíku.
Biologické působení mykotoxinů
Důsledky množení plísňových hub v krmných surovinách jsou snížení nutriční hodnoty krmiva, zhoršení jeho chuťových a aromatických vlastností, toxické působení na zvířata a ptáky, vedoucí ke snížení produktivity, zpomalení růstu a smrt.
Mykotoxiny mají efekt kumulace (akumulace), což vede k řadě negativních účinků, včetně teratogenních a embryotoxických. Průmyslové mykotoxikózy se proto nevyznačují akutním, ale chronickým průběhem.
Mykotoxiny, které se do těla dostávají s krmivem, mohou způsobit změny ve složení mikroflóry ve střevěa tím, že jsou absorbovány v gastrointestinálním traktu, mají negativní vliv na buňky, orgány, tkáně a fyziologický stav zvířat.
Nejnáchylnější k působení mykotoxinů jsou mláďata zvířat, březí samice, monogastrická zvířata. Přežvýkavci jsou vůči mykotoxinům odolnější, protože je bachorové mikroorganismy dokážou inaktivovat. Tento vzorec však platí pouze pro zvířata s nízkou produktivitou. Účinky těchto jedů trpí vysoce užitkové krávy, jejichž mikroflóra v bachoru je vystavena jedům. Na mykotoxiny jsou zvláště citlivá prasata a drůbež.
Mladá zvířata a ptáci jsou na tyto toxické látky citlivější než dospělí a samci jimi trpí více než samice.
Mykotoxiny, které působí, represivní imunita, může způsobit infekční onemocnění, snížit účinnost očkování. Předpokládá se, že stavy imunodeficience zvířat způsobené mykotoxikózami jsou jednou z hlavních příčin širokého rozšíření leukémie a tuberkulózy u skotu. Mohou také vyvolat chronický průběh jiných onemocnění, jako je toxoplazmóza. Aby se tento negativní účinek vyrovnal, někteří výrobci neutralizátorů mykotoxinů zavádějí do kompozice imunomodulační látky.
Při současném příjmu několika mykotoxinů v těle zvířete je často pozorován fenomén synergie. Příklad: Kyselina fusarová není pro zvířata toxická ani ve velmi vysokých koncentracích, ale v kombinaci s mykotoxinem DON je vysoce toxická. Při interakci toxinu T-2 a aflatoxinu B1 se akutní průměrná letální dávka (LD50) pro bílé potkany zvyšuje z 0,85 mg / kg na 2,75 mg / kg, ovce – z 0,93 mg / kg na 3,8 mg / kg. Při odděleném příjmu mykotoxinů jsou tyto dávky 2,83 a 8,9 mg/kg pro potkany a 3,1 a 9,75 mg/kg pro ovce. Vědci zjistili, že kombinovaná T-2-aflatoxikóza se vyznačuje zvýšenými teratogenními a embryotoxickými účinky.
Mechanismus účinku mykotoxinů zahrnuje:
1) inhibice syntézy DNA, RNA a tvorby aduktů DNA.
Například ochratoxin A, T-2 toxin inhibuje syntézu proteinu, DNA a RNA v buňkách;
2) změna membránových struktur.
Mykotoxiny mohou stimulovat peroxidaci lipidů v tkáních. To může být výsledkem působení ochratoxinu A, T-2 toxinu, aflatoxinu, fumonisinu, deoxynivalenolu (DON), zearalenonu. Tento účinek mykotoxinů je v mnoha případech způsoben zhoršením antioxidační obranyschopnosti organismu;
3) zahájení programované buněčné smrti.
Například T-2 toxin je nejsilnějším faktorem v apoptóze.
Klasifikace mykotoxinů není dosud plně vyvinuta.
Vědci dosud identifikovali 6 kategorií mykotoxinů: aflatoxiny, trichocetiny, fumonisiny, zearalenon, ochratoxiny a námelové alkaloidy (ergoalkaloidy). Mnohé z nich jsou nebezpečné pro savce a ptáky i ve velmi malých koncentracích.
aflatoxiny. Jeden z nejnebezpečnějších metabolitů mikroskopických hub. Mají výrazný hepatotoxický, mutagenní, karcinogenní, imunosupresivní a embryotoxický účinek pro všechny druhy domácích zvířat, zejména pro prasata, kachny a krávy. Vyrábí se houbami Aspergullusflavus и A. parasiticus, jsou v krmivu přítomny aflatoxiny B1, B2, G1, G2. Po konzumaci kontaminovaného krmiva se mohou v mléce vyskytovat aflatoxiny M1 a M2, což tuto látku charakterizuje jako extrémně nebezpečný jed.
Výraznější známky celkové intoxikace aflatoxinem jsou pozorovány u zvířat na pozadí nízkoproteinové diety. Při koncentracích v krmivu pro drůbež 0,25–0,5 mg/kg bylo zjištěno, že aflatoxiny snižují odolnost vůči infekci. Pasteurella multocida, Salmonella spp., virus Markovy choroby, kokcidie a candidaalbicans. U prasat, která konzumovala krmivo kontaminované flatoxinem, je rozvoj imunity po vakcinaci proti erysipelu prasat zpomalen a závažnost erysipelu prasat je zvýšena.
trichocetiny. Tyto mykotoxiny způsobují imunosupresi, poruchu krvetvorby, dermatitidu a neplodnost a jsou také mutageny. Patří mezi ně asi 50 chemických sloučenin, včetně synergických toxinů DON a T-2.
toxin T-2. Patří do první třídy nebezpečnosti s hodnotou LD50 pro bílé myši a potkany po jednorázovém perorálním podání 5–10 mg/kg, pro kuřata 3–5 mg/kg hmotnosti zvířete. Toxin T-2 je zvláště nebezpečný pro tělo kuřat, kachen a prasat.
Při dávce 2 mg/kg živé hmotnosti způsobuje T-2 toxin výrazné klinické příznaky intoxikace u skotu, dávka 3 mg/kg hmotnosti zvířete je smrtelná; maximální tolerovaná dávka T-2 toxinu pro ovce je 6 mg/kg, selata 3 mg/kg hmotnosti zvířete. T-2 toxin způsobuje zánět sliznice gastrointestinálního traktu s oblastmi nekrózy. T-2 toxin potlačuje funkci červené kostní dřeně, způsobuje lymfopenii a involuci brzlíku. V chronickém průběhu u prasat a ptáků je pozorován pokles přírůstku živé hmotnosti, stejně jako pokles produkce vajec a ztenčení skořápky u ptáků. Nekrózu ústní sliznice a jazyka lze vysledovat, když toxin T-2 vstoupí do krmiva v koncentraci 0,5 mg/kg u krůt, 0,3 mg/kg u housat a pouze 0,25 mg/kg u kachňat.
Deoxynivalenol (DON, vomitoxin). Vomitoxin je nejnebezpečnější pro tělo prasat, v nízké míře – pro krávy a drůbež.
Způsobuje zvracení u prasat a psů při podání pod kůži nebo intraperitoneálně v dávkách 0,1–0,2 mg/kg hmotnosti zvířete. Z hlediska toxicity pro savce patří do druhé třídy nebezpečnosti s LD50 pro bílé potkany a myši s jednorázovým perorálním podáním 46–51 mg/kg hmotnosti zvířete. Mykotoxin má nízkou toxicitu pro kuřata. U kuřat účinek DON (16 mg/kg krmiva) snižuje živou hmotnost kuřat o 10 % a zvyšuje spotřebu krmiva o 19 %. Pro prasata představuje největší nebezpečí, protože způsobuje odmítání krmiva ve velmi nízkých koncentracích a zvracení při relativně vysokých koncentracích. Se zavedením DON do krmiva je pozorován pokles přírůstku živé hmotnosti. Minimální toxická dávka DON pro prasata, při které nejsou viditelné klinické příznaky intoxikace, se pohybuje v rozmezí 2–4 mg/kg krmiva.
Zearalenon. Má výraznou estrogenní aktivitu, způsobuje vulvovaginitidu u prasat a potraty u březích krav a zvířat jiných druhů. Minimální toxická dávka, při které je zaznamenán estrogenní účinek mykotoxinu, je 1,5 mg/kg krmiva. Zearalenon neovlivňuje nepříznivě reprodukční funkce kuřat. Prasata jsou na toxin vysoce citlivá, onemocnět mohou i jiné druhy zvířat, nejnáchylnější k toxikóze jsou prasata a kanci ve věku 2–5 měsíců. Zearalenotoxikóza u prasat se projevuje ve formě vulvovaginitidy, potratů, porušení pohlavního cyklu, mrtvě narozených dětí a deformací plodu, zejména v pozdním období onemocnění. Zearalenon má mutagenní vlastnosti, způsobuje vrozené deformity skeletu. U kuřat a kachen tento mykotoxin prakticky nevyvolává negativní reakce.
ochratoxiny. Ochratoxin A je pro organismus prasat velmi nebezpečný, průměrné riziko jejich poškození je u kachen a kuřat. Způsobuje zánět ledvin, krvácení do střev, tukovou degeneraci jater. Mykotoxin má výraznou kumulaci. Ovlivňuje bariérové a absorpční funkce střevního epitelu, způsobuje střevní poruchy včetně zánětů a průjmů. Tato látka patří mezi vysoce toxické sloučeniny – LD50 pro laboratorní zvířata při jednorázovém perorálním podání je 20–28 mg/kg hmotnosti zvířete, pro 7denní kuřata 11–15 mg/kg. Nejcitlivější jsou na něj mladá prasata a drůbež. Při obsahu mykotoxinu v krmivu 0,2-0,4 mg/kg krmiva u prasat ani při dlouhodobém krmení nebyly zaznamenány žádné klinické příznaky intoxikace, ale byl zaznamenán pokles přírůstku hmotnosti a polyurie. Pro kuřata je subtoxická dávka 0,6–0,8 mg/kg krmiva, toxická dávka 1,5–2,0 mg/kg. Při zvýšení obsahu ochratoxinu A v krmivu až na 5 mg/kg byly u prasat a kuřat vyjádřeny známky otravy a úhynu jednotlivých zvířat. Existují zprávy, že v závislosti na dávce může být ochratoxin zadržován ve svalové tkáni a ve svalech prasat až 2 týdny, v játrech až 3 a v ledvinách až 4 týdny. Je také možné, že se mykotoxin bude uvolňovat s mlékem, pokud se dostane do těla zvířete s krmivem v relativně velkém množství.
Námelové alkaloidy (ergoalkaloidy) způsobit poškození nervového systému, způsobit zvracení a průjem, potrat, nekrózu končetin, uší a ocasu.
Patulinmá mutagenní a neurotoxický účinek. Produkují houby rodu Penicillium и Aspergillus.
Fumonisin. Fumonisin patří do rodiny mykotoxinů produkovaných plísněmi rodu Fusarium verticillioides. Obvykle postihuje kukuřici (ve které je fumonisin detekován nejčastěji). Je to karcinogen.U prasat tento toxin ovlivňuje kardiopulmonální systém, způsobuje plicní edém a také poškození jater a slinivky břišní.
Mykotoxiny se stále častěji vyskytují ve stravě telat, což vede ke snížení růstu a negativnímu dopadu na imunitu mladých zvířat, takže standardní testování toxinů v kukuřičné siláži není zbytečným luxusem, řekl novinářům portálu www veterinář Koen D’Hou. dekalverhouder.nl.
Jen málo chovatelů telat upřednostňuje toxiny, ačkoli stále více důkazů ukazuje, že jsou přítomny v krmivu. Světová potravinová organizace FAO odhaduje, že 25 procent všech potravin na světě obsahuje mykotoxiny. Zhruba řečeno, existují dva typy mykotoxinů: mykotoxiny nacházející se na zemi nebo na rostlině a mykotoxiny produkované během skladování krmiva. To poslední se týká především hospodaření, jako je tomu u kukuřičné siláže: jak se čerstvá siláž zhutňuje, jak rychle dochází ke konzervaci, kde se vyrábí atd.
Mykotoxiny jsou velmi zákeřné. Podle veterináře Koena D’Howea mohou být přítomny v siláži a kukuřičném zrnu, ale vizuálně je nikdy přímo a okamžitě nepoznáte. Nepřímo časem uvidíte nejasné příznaky ve zdravotním stavu telat, jako je ztráta růstu, snížení imunity.
„Menší denní přírůstky 10 až 25 gramů nejsou hned patrné, ale nakonec se ztráty dosáhnou značné částky. Kukuřičná siláž by proto měla být standardně testována na mykotoxiny.“
Další známá odbornice na mykotoxiny v krmivech pro dobytek, Ann-Harm Algra, je majitelkou Altant Animal Health. Společnost se mimo jiné zaměřuje na vázání a deaktivaci mykotoxinů v krmivech pro zvířata.
Jako pozvaná čestná řečnice na různých akcích věnovaných tomuto tématu Algra poskytuje své názory na rostoucí trh veterinárních mykotoxinových dekontaminačních produktů.
Jako důvody nárůstu mykotoxinů v krmivech odborník poukazuje na měnící se klima: „Kvůli teplým létům a někdy i vydatným dešťům se houby na poli aktivně rozvíjejí. Houby z definice nejsou nebezpečné, ale nebezpečné jsou mykotoxiny – jedy produkované houbami, které jsou toxické pro lidi i zvířata. Změna klimatu pravděpodobně zvýší riziko mykotoxinů v krmivech. Zvláště kukuřice je velmi citlivá na mykotoxiny.“
Veterinář Koen D’Hou také poukazuje na klima jako na možný důvod zvýšeného výskytu mykotoxinů, ale myslí i na monokulturu – pokud se kukuřice neustále pěstuje na jednom místě, toxiny se nerozkládají a hromadí se v rámci lokality. Ale to je jen teorie, dodává: „Existují případy, kdy byla kukuřice na místě pěstována poprvé a po silážování je stále detekováno mnoho mykotoxinů.“
„Když je ventilace, hygiena a vakcinace dobrá a užitkovost stáda zůstává špatná i po podání antibiotik, je třeba zvážit přítomnost mykotoxinů. Často jsou spouštěčem sekundárních infekcí kvůli snížené imunitě telat,“ říká Algra.
V Nizozemsku stojí dobrá studie mykotoxinů v silážní kukuřici asi 250 eur. „Dobrý“ znamená, že analýza bude provedena na několik toxinů, a to jak těch přítomných na zemi, tak těch, které vznikají během skladování.
„Dnes je na světě čtyři sta různých mykotoxinů, některé z nich mohou vznikat lokálně během skladování. To vyžaduje dobrý odběr vzorků,“ říká Algra. “Možné metody odezvy jsou založeny na poměrně staré metodě vázání toxinů pomocí produktů podobných jílu, nicméně na trhu jsou modernější verze deaktivátorů.”
„V přítomnosti toxinů je logické přidávat do stravy léky, které vážou nebo inaktivují mykotoxiny,“ vysvětluje veterinář. – Látky vázající mykotoxiny mohou být přírodní produkty, jako jsou jílové minerály a dřevěné uhlí. Tato opatření však nebudou fungovat, pokud je hladina toxinů v kukuřičné siláži vysoká. Pak jsou potřeba další léky, jako je deaktivátor, a látky stimulující bachorovou flóru. Úkolem veterinárního lékaře je v tomto případě poskytnout adekvátní posouzení produktu nabízeného dodavateli. Například existují širokospektrá antimykotoxinová léčiva, která stojí přibližně 7-10 eur na tele na celý výkrmový cyklus. Chcete-li vytvořit souvislost mezi jejich cenou a efektivitou, měli byste věnovat pozornost výsledku; telata v tomto případě musí vyrůst o dalších 1,5-2 kg, aby kompenzovala náklady.”
(Zdroj: www.dekalverhouder.nl. Foto: Natalia Shapovalova).
Zajímavé téma? Přihlaste se k odběru osobních novinek v ZEN | Pulse.Mail.ru | VK.News.
