05 Июл

О профилактике микотоксикозов

В статье гл. редактора ж. «Комбикорма» Т. МАТВЕЕВОЙ в 2010 году в восьмом номере были опубликованы материалы круглого стола под названием: «К ВОПРОСУ О КОНТРОЛЕ СОДЕРЖАНИЯ МИКОТОКСИНОВ В КОРМАХ». Проблем было рассмотрено много – они касались как биологических проблем, методов анализа, эффективности существующих на рынке адсорбентов, так и главного: отношения к этим вопросам руководителей животноводческих хозяйств. Пессимистично обрисовал сложившуюся ситуацию А. Топчин, по словам которого руководители свиноводческих хозяйства неохотно соглашаются на тестирование комбикормов на микотоксины. Когда в 2009 году им предложили бесплатный анализ кормов на наличие микотоксинов, то только три хозяйства прислали образцы для испытаний. Остальные отмахнулись, сказав, что у них все и так хорошо, а другие сказали: у нас этот показатель так зашкаливает, что не хотим позориться. Это свидетельствует о недостаточной осведомлённости и профессиональной грамотности специалистов отрасли в этом направлении и, поэтому слабому вниманию к проблеме. Иногда при посещении хозяйств на вопрос о микотоксинах можно услышать: Да мы в прошлом году отправляли на анализ на эти … афлатоксины, но ничего не нашли. Как можно это прокомментировать?

Во-первых: микотоксины отождествляются понятием «эти … афлатоксины», то есть одним из микотоксинов, который чаще всего упоминают в популярной литературе, поскольку он является самым мощным природным канцерогеном и поэтому является объектом пристального внимания в продуктах питания. Часто о нём говорят продавцы адсорбентов, поскольку все адсорбенты активно связывают афлатоксины, тогда как другие токсины адсорбируются слабо, поэтому о них говорят редко. В результате название «афлатоксины» запомнилось. Потребуется ещё немало времени, когда научные разработки, а не рекламная информация станут основанием для принятия решений.

Во-вторых: продуцент афлатоксинов Aspergillus flavus распространён в теплом и влажном климате и практически нет его в российских кормах, поэтому искать его малопродуктивное занятие. При таком уровне знаний среди тех практиков, которые «эти … афлатоксины», отождествляют с микотоксинами в целом, у них создаётся впечатление о ложном благополучии. Даже у высоко образованных специалистов нет чёткого представления об обоснованности применении адсорбентов. Это не говорит об уровне их знаний, а скорее свидетельствует о сложности проблемы и недостатке качественной доступной информации. Так, доктор биологических наук Ю. Маркин, отметил, что ощутимый эффект от применения адсорбентов достигается при норме ввода не менее 1%. «…прирост, например, птицы повышается до 4% и более при вводе сорбентов в корма, в которых содержание микотоксинов превышает максимально допустимый уровень (МДУ). Но их применять нецелесообразно там, где микотоксины находятся в безопасном для животных количестве, то есть ниже МДУ или на его уровне». В этом утверждении несколько упущений. Не принято во внимание мнение других участников круглого стола о том, что сорбенты не являются универсальными (Е. Головня). Ни один разработчик и поставщик адсорбентов не рекомендует включать в корма 10 кг/т адсорбента. Рекомендуемые дозы начинаются от 0,5 и редко превышают 3 кг/т. Адсорбенты – это средства профилактики, а не лечения микотоксикозов. Если животное заболело, то профилактировать уже поздно. Нельзя согласиться с рекомендацией о применении адсорбентов только в тех случаях, когда уровень микотоксинов превышает МДУ. Это следует из недостаточного понимания стратегии применения адсорбентов

МДУ определены только для наиболее изученных токсинов – это те максимальные концентрации микотоксинов в потребляемых кормах, которые не вызывают обнаруживаемых современными клиническими или биохимическими методами негативных изменений – их принято считать безвредными. В России более привычным является выражение «предельно допустимая концентрация» (МДУ). Каждому токсину соответствует свой МДУ: афлатоксин В1 – 0,02; охратоксин А – 0,05; стеригматоцистин – 0,1; Т-2 токсин – 0,1; дезоксиниваленол (ДОН, вомитоксин) – 2,0; зеараленон – 2,0 мг в 1 кг корма. На МДУ влияет пол, возраст, условия содержания, физиологическое состояние и вид животного.

МДУ определяют в исследованиях, в которых к корму, не содержащему микотоксинов, добавляют только один чистый изучаемый микотоксин. Схематично процесс выглядит следующим образом: нескольким группам животных скармливают комбикорм с возрастающей концентрацией микотоксина. Выявляют ту наибольшую дозу токсина в корме, которая не вызвала у животных регистрируемых клинических признаков или отклонений от нормы биохимических параметров. Содержание токсина в корме этой группы принимают за МДУ.

У животных, потребляющих корма с содержанием токсина ниже МДУ, поступающий в организм микотоксин, инактивируется системой метаболизма ксенобиотиков. К ксенобиотикам или чужеродным для организма веществам относятся микотоксины, и вещества антропогенного происхождения: лекарства, синтетические антиоксиданты, красители и некоторые другие. (Парк Д. 1973; Sheweita S. A. 2000; Galtier P. et al., 2008). Система защиты от чужеродных веществ не обладает узкой специфичностью и инактивирует в организме многие чужеродные вещества с различной скоростью. На первом этапе чужеродное вещество окисляется с присоединением гидроксильной группы, становясь водорастворимым. При этом токсичность исходного вещества снижается. Образовавшийся метаболит может выделяться через почки или вступать во вторую стадию превращений: реакции конъюгации, в результате которых вещество теряет токсичность и легко выделяется с мочой. Эндогенная детоксикация различных микотоксинов протекает с неодинаковой скоростью и отличается она и у животных разных видов для одного и того же токсина (Adav S.S. Govindwar S.P. 1997; Ramsdell H. S. and Eaton D. L. 1990). Этим в определённой мере определяются различные величины МДУ для отдельных микотоксинов. Система детоксикации имеет ограниченные возможности, от которых и зависит МДУ.

Вернёмся к тому, что МДУ определяют в условиях использования только одного, чистого микотоксина. В реальных условиях в процессе жизни грибов образование токсинов представляет многостадийный процесс и продукты синтеза на предпоследних стадиях (предтоксины) тоже обладают токсичностью, хотя и не такой высокой. Поэтому, если в комбикорме или сырье обнаружили содержание микотоксина на уровне МДУ, то его негативное действие на животных будет более выраженным, чем в опыте с чистым токсином включённым в корм в такой же дозе, потому что к действию токсина добавится влияние его предтоксинов. Свойства последних изучены слабо, и в лабораториях их не определяют, так как методы анализа предтоксинов не разработаны. Предтоксины будут инактивироваться на одной и той же системе защиты организма от чужеродных веществ, что и микотоксины, создавая на неё дополнительную нагрузку.

Австрийскими исследователями в течение 3 лет с 2009 по 2011 год было изучено 7049 образцов зерна и комбикорма – всего был проведен 23871 анализ на содержание афлатоксина, зеараленона, дезоксиниваленола, фумонизина и охратоксина. Частота встречаемости в образцах выше указанных микотоксинов, составляла: 33%, 45%, 59% 64% и 28% соответственно. Таким образом, в мировом аспекте зерно и, как следствие, комбикорма чаще контаминированы дезоксиниваленолом и фумонизином. Из всех проанализированных образцов в 19% случаев не обнаружили ни одного из 5 токсинов

(однако это не исключает возможности присутствия в них других микотоксинов К.В.). В 33% образцов был обнаружен один и в 48% случаев – два и более из 5 анализируемых токсинов. Анализ готовых комбикормов показал, что в Америке содержание микотоксинов ниже предела их обнаружения составило 10%, в 50% случаев обнаруживали один микотоксин и в 40% случаев – два или более токсинов. В Европе 39% комбикормов содержали 2 и более микотоксинов, в 37% случаев обнаружили один токсин. В комбикормах из Азии 82% были контаминированы двумя и более токсинами и 12 % – одним и только в 6% кормов содержание токсинов было ниже уровня обнаружения. (Rodrigues I. and Naehrer K. 2012). Из этих результатов следует, что 76% комбикормов и более поражены микотоксинами. На американском и европейском континентах 39 – 40% комбикормов содержали несколько микотоксинов, а в Азии эта доля возрастала до 82%. Из полученных результатов следует, что на практике чаще встречается не микотоксикоз, вызываемый каким-либо одним микотоксином, а реальную угрозу представляют полимикотоксикозы. Кроме ряда стран Юго-восточной Азии, афлатоксин не является преобладающим микотоксином.

В России проблемой остаётся достоверность методов определения микотоксинов. Не проводятся сравнительные испытания тест-систем для иммуноферментного анализа, поставляемых разными компаниями и выдающих различные результаты. В результате отсутствует информация о точности обнаружения микотоксинов каждой из тест-систем. Лаборатории приобретают наиболее дешевые тест-системы, которые выдают сомнительные результаты с большой погрешностью. Так, иммуноферментный анализ, широко используемый во всем мире, для определения микотоксинов, дает точные результаты не для всех объектов испытаний. Именно поэтому ELISA используется как скрининговый метод, а анализ микотоксинов с высокой точностью и чувствительностью проводится только с применением ВЭЖХ или ГХ.

В ленинградской межобластной ветеринарной лаборатории, одной из лучших в России, был проведен анализ образцов, отобранных нами на одной из птицефабрик, на содержание микотоксинов ЕLISA-методом, который сертифицирован в ряде стран, в том числе, и в России. В результате анализов кормов, установлено, что все образцы содержали микотоксины.

Наибольшая контаминация кормов была установлена по дезоксиниваленолу (ДОН). Его содержание в пшенице и ячмене было одинаковым – на уровне 1 МДУ, в соевом шроте -1,2 МДУ, в подсолнечниковом – 1,8 МДУ и наибольшее количество в травяной муке – 8 МДУ. Контаминация Т-2 токсином пшеницы, ячменя, соевого и подсолнечникового шротов составляла 0,5 – 0,7 МДУ и травяной муки – 1,8 МДУ. Содержание зеараленона во всех образцах было в пределах 0,08 – 0,14 МДУ. Уровень охратоксина во всех образцах не превышал 0,1 – 0,2 МДУ.
Во Франции компанией «Олмикс» был проведён анализ этих же образцов самым совершенным в настоящее время методом: жидкостной хроматографией с масс-спектрометрией (LC-MS/MS). В результате анализа было обнаружено 42 (сорок два!) различных микотоксина. Это не является неожиданностью, так как микроскопические грибы и их метаболиты – микотоксины являются частью окружающего мира. В протоколе анализа из Франции микотоксины делят по группам: микотоксины, продуцируемые полевыми грибами. Это большое количество микотоксинов, образуемых грибами Fusarium sp. В первую очередь это трихотецены типов А, В и D. К токсинам, продуцируемым полевыми грибами также относятся зеараленон, фуманизин и монилоформин. Грибы рода Fusarium sp. включают ряд видов и множество штаммов – они поражают растения в поле во время их роста и формирования урожая. В результате анализа было обнаружено 19 микотоксинов, продуцируемых грибами этого рода.

Грибы рода Alternaria, которые поражают до 60% зерна в России так же относят к полевым, но они продолжают паразитировать на зерне и несколько первых недель после уборки зерна во время хранения. Поэтому ввиду биологических особенностей грибы этого рода относят одновременно к полевым и складским. В группу полевых и складских попадают грибы рода Claviceps sp., по результатам лабораторного анализа было обнаружено 6 продуцируемых ими микотоксинов – эрготоксинов. Установлено, что полевые грибы образовали микотоксины 30 наименований. Наличие микотоксинов, продуцируемых полевыми грибами, зависит от сортового состава зерновых культур, климатических условий и применяемых агротехнологий. Ко времени уборки уже невозможно повлиять на содержание токсинов в зерне, поэтому они всегда присутствуют в кормах. Впервые были получены результаты анализов, указывающие на высокое содержание в кормах тенуазоновой кислоты, содержание которой достигало 2440 мкг/кг. Её МДУ для кур и свиней не установлена, известно лишь, что она не менее токсична, чем фузариотоксины, – механизм её токсичного действия, изучен слабо.

Из токсинов, образованных складскими грибами, были обнаружено 4 афлатоксина, концентрация каждого была ниже 10 мкг/кг, 3 охратоксина – их содержание значительно ниже МДУ, однако кроме них были обнаружены: веррукулоген – 20 мкг/кг, циклопиазоновая кислота – 50 мкг/кг, цитринин – 50 мкг/кг, патулин – 10 мкг/кг и стеригматоцистин – 10 мкг/кг. Для последней группы микотоксинов МДУ для кур и свиней не разработаны. В целом в результате анализов во всех образцах кормов были обнаружены микотоксины в разной концентрации. Количеством, проанализированных и обнаруженных в кормах миотоксинов, список не исчерпывается – он ограничен аналитическими возможностями лаборатории в текущее время. В списке обнаруженных микотоксинов приведены названия некоторых токсинов, с которыми специалисты в России не встречаются и, тем более, большая часть из них совершенно не знакома российским практикам.

Каков же смысл выше приведенной информации – содержание большинства микотоксинов в кормах было ниже МДУ? Не надо спешить делать выводы! Эта информация приведена не для того чтобы показать, что аналитические возможности российских лабораторий отстают от европейских на 20 лет и не для того чтобы произвести впечатление аналитическими возможностями компании «Олмикс» на практиков. Вернёмся к оценке кормов по МДУ. Если величины МДУ для разных веществ сильно разняться, то, как же учесть их действие на животных, при полимикотоксикозе? Рассмотрим следующий пример. В комбикорме для цыплят-бройлеров было обнаружено несколько микотоксинов, концентрация которых не превышала МДУ (таблица 1).

Таблица 1

Результаты анализа комбикорма на содержание микотоксинов.

Микотоксины,

мг/кг

Комбикорма

Приня-тый МДУ

Стартер

Гроуэр
Афлатоксин В1

0, 02

0, 005

0,025

Дезоксиниваленол (ДОН)

0,40

0,54

1,00

Т-2 токсин

0,04

0,042

0,10

Охратоксин А

0,004

0,004

0,01

Фумонизин

1,00

3,50

5,00

Сумма токсинов, мг/кг

1,464

4,091

 

Оценивая комбикорм по каждому микотоксину в отдельности с позиции действующих нормативных документов, можно отметить, что концентрация каждого токсина не превышала уставленных величин МДУ и, таким образом, можно заключить, что корм вполне благополучный. Учитывая, что микотоксины инактивируются в организме одной системой метаболизма ксенобиотиков, то при наличии нескольких микотоксинов в корме, нагрузка на эту систему возрастёт. Увеличат нагрузку и назначаемые в это время лекарственные средства, особенно антибиотики и способность системы к инактивации каждого из отдельных токсинов (и лекарств) снизится. Достаточно ли в этих условиях возможностей у этой системы для защиты организма? Как же оценить действие такого корма на животных? Сумма массы микотоксинов в стартере составила 1,464, а в гроуэре 4,091 мг/кг, то есть сильно разнилась. Увеличение суммы токсинов в гроуэре обусловлено тем, что в корме на 2,5 мг/кг возросло содержание фумонизина, но оно оставалось ниже МДУ. В тоже время если бы даже на 0,5 мг/кг возросла концентрация Т-2 токсина или другого токсина с низкой МДУ, но не изменилось бы содержание фумонизина, то корм оказался бы не пригодным для скармливания. Таким образом, суммирование весовых количеств микотоксинов в корме не даёт основания для его объективной оценки. Превратим массовые значения содержания микотоксинов в тех же кормах в доли МДУ (таблица 2).

Таблица 2

Содержание микотоксинов в комбикорме, выраженное в долях МДУ

Микотоксины

в долях МДУ

Комбикорма

Стартер

Гроуэр

Афлатоксин В1

0, 8

0, 2

Дезоксиниваленол (ДОН)

0,4

0,54

Т-2 токсин

0,4

0,42

Охратоксин А

0,4

0,4

Фумонизин

0,2

0,7

Сумма токсинов по долям МДУ

2.2

2,26

 

Из расчётов, приведенных в таблице 2, следует, что токсичность кормов по сумме долей МДУ оказалась одинаковой и превышала единицу. Из этого следует, что доброкачественным такой корм назвать трудно. Ещё в 80 годах прошлого столетия в исследованиях с чистыми токсинами было установлено, что при совместном присутствии в корме, они взаимно дополняют или усиливают влияние друг друга (Adav S.S. Govindwar S.P. 1997; Ramsdell H. S. and Eaton D. L. 1990). и суммарный негативный эффект будет равен или выше, чем рассчитано по его долям.

 

(Perdosa R. and Borutova R. Feedstuffs, may 9, 2011)

Это имеет вполне доступное объяснение с точки зрения биохимии превращения токсинов в организме. Так, среди микотоксинов в кормах для птицы, самый низкий допустимый уровень афлатоксина. Это обусловлено тем, что его скорость метаболизма системой детоксикации ниже, чем других токсинов и он, связываясь с её ферментами, ограничивает доступ к ним других микотоксинов. В результате последние будут более длительное время находиться в организме, проявляя негативное действие. Незавершённые продукты их синтеза (предтоксины), которые также создают нагрузку на систему эндогенной детоксикации, и усиливают негативное воздействие на животных, но их эффект количественно не может быть учтен.

Субклиническая картина часто является предклинической и в клиническую переходит через несколько недель. Неожиданная мысль, которая вытекает из проведенного компанией «Олмикс» анализа кормов на содержание микотоксинов, заключается в том, что само «начало» скармливания кормов, поражённых микотоксинами, определить практически невозможно. Причина довольно проста – это «начало» не существует, поскольку животные в природе находятся в постоянном контакте с микотоксинами. Можно обсуждать только вопрос их концентрации.

На мировом рынке присутствует много различных адсорбентов. (Крюков В.С.2011) Это свидетельствует о том, что продукты эти востребованы. В среде большой конкуренции появляются всё новые адсорбенты. Часто новые продукты являются таковыми только по названию, так как они произведены на основе известных природных материалов. Чтобы как-то отличить новый продукт от уже имеющихся на рынке, производители добавляют к известным природным адсорбентам витамины, или микроэлементы, или органические кислоты, обосновывая вносимые изменения значимостью добавляемых веществ. В результате рынку предлагают новый коммерческий продукт. В этом случае больше рассчитывают на психологическое воздействие на покупателя – никто не будет оспаривать роль биологически активных веществ, но дело в том, что добавленные к адсорбентам витамины, микроэлементы или другие биологически активные вещества не влияют на адсорбцию микотоксинов. Создание новых более эффективных продуктов требует не коммерческих ухищрений, а серьёзных и дорогих исследований. Позволить себе большие расходы может ограниченное количество компаний.

Прямую оценку свойств адсорбентов обычно проводят только in vitro, потому что in vivo возможна только косвенная оценка – по продуктивным показателям животных. Первый способ требует мало времени и затрат и нагляден, однако он не отражает реальную ситуацию, которая складывается в кишечнике. При использовании этой методики для характеристики отдельного коммерческого препарата невозможно получить цифры, которые позволяют объективно охарактеризовать адсорбент. Главная проблема заключается в том, что не существует унифицированной общепринятой методики оценки адсорбентов. Полученные данные невозможно перенести на животных (Huebner, H. et al. 1999;) . Это обусловлено тем, что исследования in vitro проводят в «закрытой системе», то есть в «пробирке». В этой системе содержание адсорбента, микотоксина и растворителя не изменяется. Степень адсорбции зависит от количества адсорбента и, повысив его дозу, легко увеличить количество связанного токсина. Манипулируя этими параметрами можно достичь желаемой степени адсорбции микотоксина. Другие вещества в раствор с токсином, как правило, не добавляют, однако они тоже влияют на связывание токсина. Поставщики предоставляют данные по адсорбции микотоксинов с единственной целью – показать свой продукт в выгодном свете и как указано ранее, обычно приводят данные по адсорбции афлатоксина, хотя трудно найти адсорбент, который плохо связывает афлатоксин. Обобщение научных данных показало отсутствие связи, что между результатами in vitro и биологической эффективностью адсорбентов (Lemke et al. 1998, 2001).

Кишечник животного представляет «открытую систему», то есть динамическую систему с меняющимся составом, в которой содержание веществ в химусе характеризуется большим разнообразием, и их концентрация постоянно меняется: после потребления корма в процессе переваривания, освобождаются связанные микотоксины, повышается концентрация аминокислот, жирных жёлчных кислот, которые снижают связывание токсинов адсорбентом. Спустя какое-то время в результате всасывания переваренных веществ их концентрация в химусе падает; снижает концентрацию веществ потребление воды. По ходу желудочно-кишечного тракта изменяется рН среды, что вызывает десорбцию ранее связанных токсинов. В ограниченном числе зарубежных лабораторий пользуются динамическими моделями желудочно-кишечного тракта. На этой модели изучают переваримость и всасывание любых питательных веществ. Только она позволяет хорошо отслеживать всасывание микотоксинов, поэтому в таких условиях можно определить влияние того или иного адсорбента на всасывание токсинов и, таким образом, рассчитать количество связанного токсина.

Первое десятилетие использования адсорбентов (1980 – 1990 годы) позволило установить, что в большинстве случаев адсорбенты хорошо связывают афлатоксин и очень слабо микотоксины трихотеценовой группы (ДОН, Т-2 токсин, ниваленол и другие – всего около 50 наименований), фумонизин, зеараленон и другие микотоксины с большим размером молекул и слабой полярностью адсорбируются на 2 -8 % от содержащихся в корме и в одном известном нам случае было указано – 18%. В научной литературе можно найти несколько ссылок на эту тему.

Для решения проблемы вызванной слабой адсорбцией трихотеценовых микотоксинов, в мировой науке развивается два направления:

Первое – более раннее, (1985 г и по настоящее время) основано на добавке к известным природным адсорбентам, ферментов, которые разрушают эпоксидную группу у трихотеценовых микотоксинов и превращают их в нетоксичные или слабо токсичные вещества. Эти вещества всасываются, и создают нагрузку на систему метаболизма ксенобиотиков, вызывая негативные последствиями, поскольку они не проявляя токсичности, сокращают возможности детоксикации других микотоксинов с крупным размером молекул, которые присутствуют в кормах, но не имеют эпоксидной и поэтому на них ферменты не действуют. Пионером разработок в этом направлении является фирма «Биомин». За первым разработчиком этого направления появились последователи, в результате адсорбенты, с добавкой ферментов, предлагают рынку несколько фирм. Наверно, не все разработки являются оригинальными, – в некоторых случаях это копии.

Непосредственно определить количество микотоксинов, модифицированных ферментами, можно только in vitro (закрытая система), но переносить эти результаты на животных (открытая система) можно с большой степенью сомнения. Не изучено влияние на организм деэпоксидированных трихотеценов, да и не установлен in vivo сам размер деэпоксидирования. Такой информации разработчики продуктов не представляют.

Второе – более молодое направление (2000 – 2005 годы) основано на разработке способа модификации структуры природных адсорбентов с целью увеличения связывания микотоксинов с крупным размером молекул. Судя по научным публикациям и патентам в этом направлении работает только компания «Олмикс», которая добилась реальных успехов (Hervé D. 2006)

Адсорбционную способность слоистых минералов можно повысить, увеличив расстояние между слоями до размера, сопоставимого с размером молекул микотоксинов, вырабатываемых грибами родов Fusarium, Penicilium и Ochraceus. Это сложная проблема, так как необходимо манипулировать слоями минерала на уровне наноразмера.

В природном монтмориллоните расстояние между слоями 0.25 – 0,4 нанометра. Специалисты «Олмикс» эти слои раздвинули и, используя олигосахариды строго определённого размера, выделенные из морской водоросли Ulva lactuca, зафиксировали их на расстоянии 2 – 4 нм. Полученный продукт получил название «Амадеит».

Природный монтмориллонит Это Амадеит
Он является основным действующим веществом в адсорбенте микотоксинов при производстве коммерческого препарата M-Тox+. Международный патент: (http://www.faqs.org/patents/app/20080213455. До настоящего времени в мировой практике у конкурентов отсутствуют препараты, с модифицированной таким образом структурой монтмориллонита или другого слоистого минерала с адсорбционными свойствами. Созданный препарат М-Токс+ сохранил способность к связыванию полярных токсинов с малым размером молекул и приобрёл возможность связывать микотоксины трихотеценовой группы и другие токсины с крупным размером молекул. Его свойства по дополнительному связыванию микотоксинов трихотеценовой группы обусловлены не столько адсорбцией, сколько молекулярно-ситовым эффектом и, поэтому не подвержены десорбции при прохождении отделов желудочно-кишечного тракта с разным рН. До настоящего времени в мировой практике отсутствуют препараты, с модифицированной структурой монтмориллонита.
Валерий Крюков

 

Оставить комментарий