Abstrakt

DON jest najczęstszą mykotoksyną w paszy dla świń. Występuje w kukurydzy i zbożach, zainfekowanych grzybami z rodzaju Fusarium. Istnieją ograniczenia co do ilości DON w paszy dla świń, ponieważ nawet małe jego ilości wpływają negatywnie na produkcyjność zwierząt. Dlatego przeprowadzono wiele badań nad sposobem pomiaru i łagodzenia skutków DON i innych mykotoksyn, takich jak aflatoksyna i zearalenon (ZEN). Do tej pory zidentyfikowano kilkaset mykotoksyn o bardzo różnych strukturach chemicznych. 

Najnowsze odkrycia – wpływ na zdrowie świń 

W przeglądzie badań nad DON i innymi mykotoksynami z 2021 r. dr Sung Woo Kim z North Carolina State University i jego koledzy doszli do wniosku, że wpływ tych związków na świnie obejmuje modulację immunologiczną, zakłócenie funkcji bariery jelitowej i śmierć komórek. „W naszym artykule opublikowanym w maju 2021 r. stwierdziliśmy, że spożywanie DON przez świnie zmieniło [biochemię mózgu] i spowodowało wzrost zachowań biernych i spokojnych” – mówi Kim. Wykazano również, że DON uszkadza przewód pokarmowy badanych świń z powodu „bezpośredniego efektu toksycznego”.

Niedawne badania na prosiętach wykazały, że kiedy DON, ZEN i ich pochodne są przenoszone z diety loch do organizmów prosiąt ssących poprzez siarę i mleko, wydajność prosiąt nie uległa zmianie, ale w ich ciałach ma miejsce proces zapalny. Kim, ​​na podstawie swoich badań prowadzonych z kolegami zauważa, że zadbanie o dobrą kondycję układu pokarmowego u młodych świń jest skutecznym sposobem radzenia sobie ze skutkami DON. 

Najnowsze odkrycia – detoksykacja DON 

Jeśli chodzi o samą paszę, zbadano wiele strategii i dodatków paszowych pod kątem ich zdolności do zmniejszania lub łagodzenia skutków DON i innych mykotoksyn. W nowym przeglądzie opublikowanym w styczniu 2022 r. naukowcy z Uniwersytetu Rolniczego Huazhong w Chinach doszli do wniosku, że każda ze strategii ma zalety i wady. 

Strategie obejmują: 

• Fizyczną detoksykację (separacja, mycie, ogrzewanie, napromienianie i adsorpcja) 

• Obróbkę chemiczną (zasady i środki utleniające) 

• Biologiczne metody detoksykacji (mikroorganizmy i enzymy) 

• Strategie regulacji odżywiania (przeciwutleniacze, takie jak witamina E, selen i kurkumina) 

Naukowcy zauważają jednak, że wiele zbadanych strategii odkażania fizycznego i chemicznego jest ograniczonych pod względem wydajności wiązania, bezpieczeństwa biologicznego lub opłacalności. 

Pogląd ten podziela prof. Piotr Jedziniak z Zakładu Farmakologii i Toksykologii Państwowego Instytutu Weterynaryjnego w Polsce. „Nie ma skutecznych adsorbentów dla DON ze względu na jego właściwości chemiczne” – mówi. „Prowadzone są badania nad różnymi czynnikami biologicznymi, które mogą rozkładać mykotoksyny, takie jak mikroorganizmy i enzymy, ale moim zdaniem zdolność dodatków biologicznych jest jak dotąd niewystarczająca. Aktywują się w żołądku i niewiele jest eksperymentów wykazujących dobrą skuteczność. Jednym z powodów, dla których jest niewiele eksperymentów, jest to, że testy na zwierzętach są bardzo kosztowne”. 

Dr Kim i jego koledzy zaobserwowali w swoich badaniach, że częściową ochronę jelita świni można osiągnąć poprzez dodanie do diety enzymów i adsorbentów. Ale, jak mówi dr Kim, „nie byłem pewien, czy efekt ochronny wynika z aktywności enzymów, czy z adsorbentów”. Podobnie jak prof. Jedziniak, dr Kim zauważa, że ​​chociaż w testach laboratoryjnych wykazano, że DON jest dezaktywowany przez enzymy, dowody na to, że faktycznie występuje w jelicie świni, są ograniczone. 

Źródła organiczne i nieorganiczne 

W swoim przeglądzie z 2021 r. dr Kim i jego koledzy zauważają również, że produkty dostępne obecnie na rynku mogą łączyć źródła organiczne i nieorganiczne w celu zwiększenia ich adsorpcji, stymulacji odpornościowej lub zdolności detoksykacji – ale częste współzanieczyszczenie mykotoksynami w surowcach paszowych i paszach przeznaczonych do karmienia trzody chlewnej sprawia, że ​​preferowane są środki detoksykujące ukierunkowane na wiele mykotoksyn. Niedawne badanie przeprowadzone przez naukowców z Prairie Swine Centre w Saskatchewan w Kanadzie również wskazuje na potencjał łagodzenia skutków DON poprzez podawanie wyższych stężeń składników odżywczych i przeciwutleniaczy w celu promowania ogólnego stanu zdrowia, i przeciwdziałania skutkom niższego spożycia paszy, które zaobserwowano w badaniu. Niedawno opublikowano wyniki badań modelowych, przeprowadzone przez francuskich naukowców, które koncentrują się na reakcji pobierania paszy przez rosnące świnie na dietę skażoną mykotoksynami. Odkryli oni, że wiek świń i wcześniejsze narażenie na DON mają niewielki wpływ na „zdolność odpornościową” (zdolność do radzenia sobie z toksynami w paszy). Naukowcy sugerują, że stopień reakcji na paszę skażoną mykotoksynami (niechęć lub mniejszą niechęć do jej pobierania) można scharakteryzować w kategoriach „odporności i elastyczności” oraz że „cechy te mogą być potencjalnym źródłem selekcji genetycznej w celu hodowli zwierząt o zwiększonej wytrzymałości”.

Najnowsze odkrycia – rzeczywista ekspozycja na DON

 Podczas gdy wielkość spożycia paszy i jej analiza są od dawna wykorzystywane do określania stopnia narażenia na DON, ilość biomarkerów znajdujących się w osoczu krwi może dostarczyć więcej informacji. Wyjaśnia to opublikowany w sierpniu 2021 r. przegląd prof. Jedziniaka i jego koleżanki dr Agnieszki Tkaczyk pt. „Biomarkery mykotoksyn u świń – aktualny stan wiedzy i analityki”. Po pierwsze, prof. Jedziniak i dr Tkaczyk zauważają, że wśród mykotoksyn, takich jak DON, które są wytwarzane podczas infekowania rośliny kukurydzy przez grzyby  z rodzaju Fusarium, część DON jest metabolizowana przez roślinę do innych form. „Do tej pory zidentyfikowano wiele tak zwanych „zmodyfikowanych mykotoksyn” i chociaż nie wszystkie są bardziej toksyczne niż sam DON, poziom toksyczności tych toksycznych nie został jeszcze ustalony – mówi prof. Jedziniak. „Mogą w konsekwencji przyczyniać się do wyższej toksyczności, co zostało już wykazane dla 3- i 15-acetylo-deoksyniwalenolu (3- i 15-Ac-DON) oraz deoksyniwalenol-3-glukozydu (DON-3-Glc) u świń i kurcząt brojlerów.” Prof. Jedziniak dodaje, że chociaż nie ma obecnie wymagań dotyczących pomiaru poziomów tych zmodyfikowanych mykotoksyn w paszy, Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności niedawno zalecił ich monitorowanie. Prof. Jedziniak mówi, że te zmodyfikowane wersje „są coraz częściej wykrywane w paszach analizowanych pod kątem mykotoksyn”. Faktu tego nie uwzględnia się, gdy narażenie świń na toksyny jest określane w tradycyjnym schemacie efektów spożycia paszy, i przy użyciu rutynowej analizy paszy. Profesor Jedziniak i dr Tkaczyk zauważają również, że toksyny w paszy mogą mieć „wysoce niejednorodny rozkład”, co prowadzi do niepoprawnych wyników podczas tradycyjnej analizy paszy.

„Kolejnym problemem jest to, że analiza paszy i pomiary spożycia paszy nie dostarczają danych o indywidualnym narażeniu ze względu na „synergię” między zwierzętami – różnice w procesach spożycia i wchłaniania pokarmu, metabolizmu i wydalania” – wyjaśnia prof. Jedziniak. „Ze względu na wszystkie te trudności ocena narażenia zwierząt może obejmować znacznie szerszą analizę zanieczyszczenia toksynami w paszy wraz z analizą ilości„ biomarkerów ”w osoczu krwi w celu oceny indywidualnego narażenia na toksyny”. 

Analiza biomarkerów 

Chociaż analiza biomarkerów jest kosztowna, ponieważ obejmuje spektrometrię mas, to stosując ją, przemysł trzody chlewnej może uzyskać wiele korzyści w zakresie łagodzenia skutków DON. Korzyści te obejmują od znacznie dokładniejszego wglądu w skutki aktualnej, przeszłej i skumulowanej ekspozycji na mykotoksyny, po znacznie skuteczniejsze testowanie różnych detoksykatnów. Patrząc w przyszłość, prof. Jedziniak mówi: „Nie da się wyprodukować kukurydzy bez DON i innych toksyn i nie ma jednego rozwiązania, które można by zastosować. „Musimy poczynić postępy w hodowli kukurydzy odpornej na Fusarium, może także w hodowli świń, opracowując fungicydy do upraw i badając różne detoksykanty. Nowe metody, takie jak pomiar biomarkerów, mogą zapewnić znacznie więcej informacji w porównaniu z tradycyjnymi narzędziami. „Musimy kontynuować badania nad mykotoksynami Fusarium i biologicznymi detoksykantami, takimi jak probiotyki, takie jak Lactobacillus. Są one niszczone podczas procesu produkcji granulatu paszowego w wysokiej temperaturze, ale być może można je dodać do diety w wodzie. To bardzo obiecujący obszar do zbadania, ale tylko niektóre probiotyki są obecnie dostępne do zastosowania dla zwierząt”.