Проблема распространенности микотоксинов возрастает с каждым годом. Перемены в климате, выпадение осадков и прочие внешние факторы нарушают иммунитет растений. В результате эти токсичные метаболиты плесневых грибов начинают становиться реальной угрозой для животноводческого производства. Поэтому с проблемой давно борются на глобальном уровне.
Микотоксины (mikos — грибы, toxikon — яд) — это низкомолекулярные вещества, которые образуются микроскопическими плесенвыми грибами. Плесени рода Aspergillus, Penicillium, Fusarium и др. включают более 1200 видов и продуцируют более 400 микотоксинов. Большинство микотоксинов отличается химической стабильностью и не разрушается в процессе термической обработки. Их не- возможно определить визуально, поучаствовать на вкус и запах.
Снижение продуктивности, задержка роста, активизация бо- лезней и нередко смерть — все это последствия воздействия микотоксинов для сельскохозяйственных животных. Посту- пая в организм с кормом, они вызывают серьезные изменения состава микрофлоры кишечника, оказывают негативное действие на органы в целом. Микотоксины снижают и эффективность вакцинации, так как угнетают иммунитет. Известно, что заражение кормов дезоксиниваленолом повышает смертность поросят до 10,2%, при этом одновременное заражение охратоксином и зеараленоном снижает ежесуточный прирост на 54 г.
Очень опасна синергия токсинов. Например, фузаровая кислота не является токсичной, но в комбинации с ДОН трансформируется в высокотоксичный компонент.
Стоит отметить, что жвачные животные считаются более устойчивыми к микотоксинам. Однако это характерно только для животных с низкой продуктивностью, у которых корм дольше задерживается в рубце. У высокоудойных коров способность к инактивации микотоксинов значительно ниже. Особенно восприимчивы к микотоксинам свиньи и птица.
ТАКСИЧНОЕ РАЗНООБРАЗИЕ
Афлатоксины продуцируются грибами Aspergullus flavus и A. parasiticus. Обладают резко выраженным гепатотоксическим, мутагенным, канцерогенным, иммунодепрессивным и эмбрио- токсическим действием для всех видов домашних животных. Более выраженные признаки общей интоксикации афлатокси- ном отмечаются у животных на фоне малобелкового рациона. У свиней, получавших корма, контаминированные афлаток- сином, затрудняется развитие иммунитета после вакцинации против рожи свиней, усугубляется тяжесть течения болезни.
Трихотецены вызывают иммуносупрессию, нарушение кроветворения, дерматиты и бесплодие, также они являются мутагенами. К ним относятся около 200 химических соединений, в том числе ДОН и Т-2. Т-2 токсин особенно опасен для организма кур, уток и свиней. При его поступлении в дозе 2 мг/кг живой массы у КРС отмечаются выраженные клинические признаки интоксикации, доза 3 мг/кг массы животного является смертельной. Он вызывает воспаление слизистой оболочки желудочно- кишечного тракта с участками некроза, подавляет функцию красного костного мозга, вызывает лимфопению и инволюцию тимуса. При хроническом течении у свиней наблюдается снижение прироста живой массы, у птицы — снижение яйценоскости и утончение скорлупы.
В организме Т-2 токсин превращается в метаболит НТ-2 токсин, который и обуславливает токсичность Т-2.
Дезоксиниваленол (ДОН) наибольшую опасность представляет для свиней, вызывая даже в очень низких концентрациях отказ от корма, в сравнительно высоких — рвоту. При присутствии ДОНа в корме наблюдается уменьшение прироста живой массы. Минимальная токсичная доза ДОНа для свиней, при которой не наступает видимых клинических признаков интоксикации, находится ниже 300 мкг/кг корма.
Зеараленон в организме млекопитающих превращается в альфа-зеараленол, который обладает выраженной эстрогенной активностью, вызывая вульвовагиниты у свиней и аборты у стельных коров и животных других видов. Минимальная токсическая доза, при которой отмечается эстрогенное действие микотоксина у коров, — 1,5 мг/кг корма (у взрослых свиней — 250 мкг/кг). Высокочувствительны к токсину свиньи, могут болеть и другие виды животных. У свиней отравление зеараленоном проявляется в виде вульвовагинита, абортов, нарушения полового цикла, сопровождается мертворождениями и уродствами плодов, особенно в позднем периоде болезни.
Охратоксин А, опять же, очень опасен для организма свиней. Вызывает нефриты, кровоизлияния в кишечнике, жировую дистрофию печени. Микотоксин обладает выражено кумуляцией. Влияет на барьерную и всасывающую функции кишечного эпителия, вызывает кишечные расстройства, включая воспаление и диарею. При содержании микотоксина в кормах 0,2–0,4 мг/кг у свиней даже при длительном кормлении не наблюдается клинических признаков интоксикации, но замечены снижение прироста массы и полиурия. В кормах до 5 мг/кг у свиней и цыплят отмечаются признаки отравления, наступает гибель отдельных животных.
Алкалоиды спорыньи (эргоалкалоиды) вызывают поражения нервной системы, рвоту и диарею, аборты, некрозы конечностей, ушей и хвоста.
Патулин обладает мутагенным и нейротоксическим эффектом. Вырабатывается грибами рода Penicillium и Aspergillus.
Фумонизин относится к семейству микотоксинов, продуцируемых плесенью Fusarium verticillioides. Является канцерогеном. У свиней этот токсин поражает сердечно- легочную систему, вызывает отек легких, а также поражение печени и поджелудочной железы.
ОПАСНО НЕ ТОЛЬКО ДЛЯ ЖИВОТНЫХ
По данным Европейского Союза, 10% всего мирового производства зерна уничтожается из-за высокого содержания микотоксинов. Из 500 млн тонн всего производимого на планете риса 39% зерна поражается в процессе вегетации, от 15–50% — в процессе хранения в зависимости от региона.
В 11% всех исследованных фруктовых соков нашли такой микотоксин как бутулин.
По данным тайских ученых, 49% всего производимого арахиса также поражено миктоксинами. Их обнаруживают даже в тех продуктах, в которых казалось бы, токсинов не может быть (39% сухого перца чили, 36% чеснока, в 100% исследованных проб лук-шалота!).
В последние годы особое внимание начали обращать и на опасность микотоксинов для людей. Хлеб, рис, кукуруза, мука, ячмень, макароны, сухофрукты, орехи, молоко и даже фруктовые соки поражены микотоксинами. Четкая связь прослеживается между массовой аллергизацией и ростом онкобольных. Так, японские ученые обнаружили, что ДОН и фуманизин вызывают аллергические заболевания. Микотоксины находят даже в грудном молоке! В докладе ученого Ами Мусави представлены данные о том, что метаболиты, продуцируемые микроскопическими плесневыми грибами, вызывают проблемы нервной системы у детей, поражение почек, печени и легких.
European Food Safety Authority, EFSA (Европейское агентство по безопасности продуктов) опубликовало научное заключение о рисках для здоровья населения, связанных с присутствием охратоксина А (ОТА) в продуктах питания. Новые данные, которые стали доступны после последней оценки в 2006 году, предполагают, что ОТА повреждает ДНК. Эксперты также подтвердили, что он может быть канцерогенным для почек.
МИКОТОКСИНЫ В РФ: ЧЕГО БОЛЬШЕ?
За период 2015–2019 годов в лаборатории ФНЦ «ВНИТИП» РАН было исследовано около 3700 проб кормов. Из них 45% пришлось на комбинированные корма. Благодаря этому был проведен анализ данных по содержанию микотоксинов в различных кормовых средствах из хозяйств и комбикормовых заводов средней полосы России.
Анализ кормов проводили на содержание 31 микотоксина. В результате статистической обработки полученных данных была установлена тенденция наиболее интенсивного заражения кормов трихотеценовыми и альтернариевыми микотоксинами. Доля контаминированных трихотеценами кормов составила от 69 до 100%. Для образцов подсолнечных жмыхов и шротов поражение этими токсинами встречалось относительно редко (20%). Для этого вида корма наиболее характерно присутствие охратоксина (81%) и микофеноловой кислоты (84%). В пробах зерна и комбикорма часто встречаются зеараленон. Доля образцов, его содержащих, составила: кукуруза — 76%, ячмень — 73%, корм для птицы — 97%, корм для свиней — 96%, корм для крупного рогатого скота — 88%. Охратоксин и фумонизин также часто поражают корма в РФ. В среднем половина исследован- ных образцов кормов содержала эти ксенобиотики.
Вторичные метаболиты плесневых грибов Aspergillus avus, A. parasiticus — афлатоксины — встречались крайне редко, так же, как и их химические предшественники: стеригматоцистин и циклопиазоновая кислота. Только от 2 до 7% образцов корма содержали АВ 1. Во всех образцах грубых и сочных кормов для крупного рогатого скота афлатоксинов обнаружено не было.
Стоит отметить, что микотоксины грибов рода Alternaria являются эмерджентными. Они усиливают воздействие других микотоксинов. Присутствие альтернариевых микотоксинов выявлено в 97–100% комбикормов, 97% подсолнечных жмыхов и шротов. Меньше всех (61%) были поражены образцы кукурузы. В то же время зерно кукурузы, как по интенсивности заражения, так и по разнообразию микотоксинов лидировало среди остальных видов корма. Соответственно, комбинированные корма, содержащие в своем составе кукурузу, в той или иной степени были насыщены микотоксинами от трех до девяти видов.
Особый интерес представили токсины экзотические. Например, монилиформин (МОН). Поражение им в образцах зерен кукурузы было до 90%. Он известен своей кардиотоксчиностью и гематотоксичностью.
500 микрограмм на кг — максимально допустимое присутствие. Максимальная концентрация в кукурузе — 1431 мг на кг.
«На территории России сейчас лидируют Т‑2 и НТ‑2 токсины, ДОН и зеараленон. На содержание этих токсинов необходимо обращать особое внимание в средней полосе РФ, — рассказала Надежда Гогина, старший научный сотрудник ФГБНУ ФНЦ «ВНИТИП» РАН. — Стоит отметить, что если в кормах присутствует Т‑2, то там всегда будет содержаться и его метаболит — HT‑2. Но для многих методов он остается замаскированным. А учитывать его присутствие в корме необходимо, так как он не менее токсичен, чем Т‑2 токсин».
Высок шанс обнаружить охратоксины, фумонизин и нивалином, при этом фумонизин следует искать в основном в кукурузе. Нивалином же характерен для ячменя и овса.
При составлении рациона и закупке корма весьма полезно знать регион его производства. Так, в южных регионах в кормах содержатся афлотоксины и фумонизины, а вот содержание Т‑2 и НТ‑2 снижается. Для Юга, Северного Кавказа и Приволжья актуальны афлатоксин, охратоксин и фумонизин.
Центральный, Северо-Западный регион и Урал насыщены Т‑2, НТ‑2, зеараленоном и ДОН. В Сибири и на Дальнем Востоке преобладают ДОН и зеараленон.
При составлении рациона и закупке корма весьма полезно знать регион его производства. Так, в южных регионах в кормах содержаться афлотоксины и фумонизины, а вот содержание Т-2 и НТ-2 снижается. Для Юга, Северного Кавказа и Приволжья актуальны афлатоксин, охратоксин и фумонизин. Центральный, Северо-Западный регион и Урал насыщены Т-2, НТ-2, зеараленоном и ДОН. В Сибири и на Дальнем Востоке преобладают ДОН и зеараленон.
ЧТО УНИЧТОЖИТ СКРЫТУЮ УГРОЗУ?
Как бороться с микотоксинами после выявления их в корме?
В настоящее время существуют пять групп препаратов.
Первая группа — это адсорбенты на основе минералов (производные алюмосиликатов). Отличаются низкой стоимостью, но эффективность их зависит от целого ряда факторов (степень измельчения сырья, размер пор и проч). Такие адсорбенты справляются с афлатоксином В1 и фумонизином. Стоит помнить, что при избыточном количестве минеральных адсорбентов есть риск их набухания.
Следующая группа — это органические адсорбенты.
Так, например, полисахариды (бета-глюканы) эффективны в отношении неполярных микотоксинов. Мощным сорбентом органического происхождения является хитозан. Препарат Хитолоза (НПФ «Элест») производится именно на его основе.
В органических адсорбентах часто использется биомасса мицелиальных грибов и бактерий.
Минеральные сорбенты неприродного происхождения — это третья группа.
Производятся из аморфного диоксида кремния, полученного синтетическим способом.
Другой препарат — (гидрогель) — обращенно-фазовый сорбент на полисиликатной основе. Он обладает высокой сорбционной емкостью по отношению к широкому спектру химических соединений.
Существуют и комбинированные адсорбенты, которые относятся к четвертой группе. Они объединяют минеральную и органическую части.
Такие адсорбенты обладают высокими сорбирующими свойствами.
В качестве примера можно привести Фунгисорб (ПО «Сиббио- фарм»). Это кормовая добавка на основе активированного алюмосиликата натрия, диоксида кремния, клеточных стенок дрожжей, а также ферментов амилазы и протеазы.
Однако наибольшей способностью к адсорбции обладает афлатоксин, наименьшей — трихотеценовые — те, что вызывают большие проблемы в свиноводстве. Поэтому многие специалисты считают, что обычной сорбцией проблема микотоксинов не решается.
Пятая группа препаратов, пожалуй, является самой инновационной. Это биотрансформаторы микотоксинов, превращающие их в безопасные для организма молекулы.
Деактивация микотоксинов происходит в результате действия ферментов, обладающих оксидоредуктазной, гидролитической и трансферазной активностью.
Например, элиминатор Элитокс (Impextraco) содержит фермент эндо‑1,4-бета-ксиланазу в составе уникального полиферментного комплекса, нейтрализующего неполярные и полярные микотоксины.
В инновационных препаратах Biomin Микофикс Плюс 5.0 и Микофикс Селект 5.0 деактивация трихотеценов происходит за счет разрушения эпоксидной группы, деактивация зеарале- нона — за счет разрушения лактонового кольца, охратоксина А — амидной связи, фумонизина В — диэфирной связи.
ИННОВАЦИИ В АДСОРБЦИИ
Итоги многочисленных исследований были представлены на Международном форуме по микотоксинам в 2020 году в Бангкоке. Интересной информацией форума поделился президент ГК «Провет» Александр Брылин во время онлайн- конференции «Ветеринария в свиноводстве‑2020».
Продолжаются поиски новых адсорбентов, в том числе довольно оригинальных, таких как, например, из корки дуриана, обработанной кислотой (АТДП). Лабораторные исследования in vitro в модели фосфатного буфера показали, что этот адсорбент хорошо справляется с широким спектром микотоксинов: выставлены самые высокие адсорбции в направлении AFB1 (98.4%), ZEA (98,4%) и OTA (97,3%), за которыми следуют FB1 (86,1%) и DON (2,0%).
При этом pН существенно влиял на адсорбцию OTA и FB1, в то время как на адсорбцию AFB1 и ZEA не влияла. Наибольшую эффективность АТДП демонстрировал при pH 3, которая соответствует желудочной микрофлоре. Однако когда исследования повторили при pH 7, что соответствует толстому кишечнику, адсорбция OTA уменьшилась.
На Международном форуме по микотоксинам чрезвычайно ин- тересный доклад сделали итальянские ученые. Они разработа- ли новый адсорбент, который назвали инновационный биоор- ганоидный клей на основе алюмосиликатов натрия и кальция (Bio-Organoclay), активированных по специальной технологии органическими кислотами и усилены органическими полиме- рами и ферментами, выделенными из грибов. В опыте in vitro в органическом буфере афлатоксин адсорбировался на 100%, зеараленон — более чем на 80%, охратоксин — на 85%, фумони- зин — почти на 100%. Но в опытах на крысах и свиньях резуль- таты были совершенно иными. Если афлатоксин по-прежнему адсорбировался на 94% и 88%, то зеараленон — всего на 65% и 44%, охратоксин — на 54% и 39%, фумонизин — на 40% и 32% соответственно.
«Как мы видим, адсорбенты, какими бы они ни были замечательными, в опытах in vivo на сельскохозяйственных животных проявляют свою эффективность только в отношении афлатоксина. Что касается неполярных токсинов, эффекта нет. Потому что, когда адсорбент имеет эффективность менее 50%, они считаются неэффективными», — отметил Александр Брылин.
Интересной информацией поделились сербские ученые из университета в Белграде. Они сравнили данные по эффективности адсорбции in vitro в модели фосфатного буфера охратоксина минеральным адсорбентом, который был оригинальным образом модифицирован органическими катионами, с моделью отдельного кишечника бройлеров и непосредственно с опытами in vivo на бройлерах.
In vitro адсорбент сорбировал 81% охратоксина, что является очень хорошим результатом. В модели кишечника бройлера сорбция составила всего 45.7%. В модели непосредственно на бройлерах — 48%.
НЕ ДОПУСТИТЬ ОШИБКУ
Как известно, эффективность адсорбента in vitro не имеет ничего общего с результатами по эффективности на животных. Поэтому продолжаются поиски биомоделей, которые максимально приближены к опытам на животных. А пока владельцам животноводческих предприятий нужно уделить максимум внимания качеству корма, начиная от его приобретения или производства, проверки на микотоксины, заканчивая его хранением.
Важно помнить, что определить контаминацию корма можно лишь лабораторным путем. Процедура определения начинается с отбора проб, которую выполняют сотрудники предприятий комбикормовых заводов.
«Процедура отбора проб — одна из самых важных составляющих. Она должна выполняться в соответствии со строгими ГОСТ. Если пробы отобраны неверно, то результат будет далек от действительности. Стоит отметить, что именно отбор пробы является главным источником ошибок (до 80%)», — отметила Надежда Гогина.
При отборе необходимо учитывать, что плесень распределяется неравномерно, поэтому очень важна техника формирования средней пробы, которая получается из объединенной (исходной пробы). В свою очередь последняя формируется из точечных проб. И чем больше партия зерна, тем больше получается исходная проба. Из каждого второго мешка отбирается по 100 грамм.
При подозрении на заражение зерна микотоксикозом следу- ет исключить его из рациона животных и взять пробы от тех коров, у которых он был в течение месяца в рационе. Для отправки в лабораторию предпочтительно высушить корм или заморозить, потому как в процессе перевозки грибы могут про- дуцировать микотоксины, и получиться искаженный результат.
НЕОБХОДИМО ПОМНИТЬ
- Отбор проб должен производиться на регулярной основе.
- Пробы должны отбираться из каждой новой партии.
- Ненадлежащее хранение продукта может сказаться на качестве зерна.
- Ненадлежащее длительное хранение силоса может привести к изменению значений, полученных до силосования.
Автор статьи Иван ПИТЕРС
новость из майского спецвыпуска для животноводов 2020
