Микотоксины, микотоксикозы и адсорбенты: развенчание мифов

1.

Микотоксины, микотоксикозы
и адсорбенты:
развенчание мифов
Египет
(05-08 октября 2008)
Папазян Т. Т.
(канд. биол. наук)
Alltech Russia

2. «Гораздо легче найти ошибку, чем истину» Иоганн Волфганг Гете

3.

Знакомая
картина…

4. Новые времена

• Увеличение мировой
торговли повышает
шансы присутствия
комбинации
микотоксинов в
конечных кормах

5. Из коммюникe совeщания «большой восьмерки", 23 июля 2000 года, Oкинава, Япония

Из коммюникe совeщания
«большой восьмерки",
23 июля 2000 года, Oкинава, Япония
• Стоимость ежегодных потерь от заражения культурных
растений и загрязнения продуктов урожая при хранении
токсинообразующими грибами и их микотоксинами,
снижения продуктивности и падежа
сельскохозяйственных животных, потребляющих
контаминированные корма, составляет в США более 20
млрд. долларов.
http://www.businesspress.ru/newspaper/article_mId_1272_aId_58725.html

6.

Тем временем…
“Самая худшая проблема”
• “В плане
загрязненности
моктоксинами урожай
2006 г. в Индиане
самый худший из тех,
с которыми я
сталкивался за
последние 10 лет”
Чарльз Волошук, кафедра
ботаники, Университет г.
Пардью (США)

7. Генетический прогресс :срок выращивания

120
112
Age (days)
100
Реален ли 30дневный
срок?
84
80
63
60
49
42
40
35
20
0
1925
1945
1965
1985
2005
2008
Leeson, 2003

8.

Epistola non erubescit
Бумага не краснеет
(Марк Тулий Цицерон)

9. ? “Микотоксины образуются только в период хранения”

“Микотоксины
образуются только в
период хранения”

10.

Токсигенные грибки
Образующиеся
в поле
Образующиеся
при хранения
Fusarium spp
Aspergillus и
Penicillium

11. Элеваторные грибки

• Типичные элеваторные грибы из
родов Aspergilhis и Penicillium
обнаруживаются, если зерновые
были убраны с высоким
содержанием влаги и недостаточно
просушены или подверглись
увлажнению при хранении

12. Род Fusarium

• Грибы рода Fusаrium продуцируют
148 токсических соединений, среди
них такие опасные для человека и
животных токсины, как
деоксиниваленол (ДОН),
ниваленол, Т-2 токсин, зеараленон,
монилиформин, фумонизины и др.
Левитин, 2002

13. Fusarium на картофеле

14. Fusarium на пшенице

15.

Деоксиниваленол (ДОН)
CAST

16. ? “В образцах корма не обнаружены микотоксины, либо их уровень меньше ПДК”

“В образцах корма не
обнаружены микотоксины,
либо их уровень меньше
ПДК”

17.

Ограниченность наших
возможностей
Лучшие Европейские
лаборатории способны
определять не более 15
микотоксинов- из более
чем 300.
Сложность отбора
средней пробы
Aspergillus Ochraceus - Охратоксин A
Raju and Devegowda, 2001

18.

Ошибка
определения
содержания
микотоксинов
Ошибка при
отборе проб
Подготовка
образца
на анализ
Аналитическая
ошибка

19.

Проблемы отбора проб
• Микотоксины распределены неравномерно
• Микотоксины присутствуют в низких
концентрациях (мг-г/т)
•Микотоксины продолжают продуцироваться
во время хранения и транспортировки (после
отправки образца на анализ)

20.

Отбор проб для анализа

21. Директива ЕС № 98-53

Масса партии
(тонны)
<0,1
0,1-0,2
0,2-0,5
0,5-1,0
1,0-2,0
2,0-5,0
5,0-10,0
10,0-15,0
Кол-во образцов
по 300 г каждый
10
15
20
30
40
60
80
100

22. Результаты анализа 10 проб арахиса по 5кг каждая, отобранных случайным образом из одной партии продукта

Пробы
Содержание
афлатоксина
(мкг/кг)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
3
13
0
19
41
43
0
0
69

23. Отбор проб

• 90 % точности результатов обусловлена
правильным взятием средней пробы
• Особенность европейского подхода
• 100 х 300 г. = 30 кг. Все 100 образцов размалывают,
гомогенизируют, затем отбирают средную пробу (0,51,0 кг)
• Особенность российского подхода
• 100 х 300 г. = 30 кг. Отбирают 0,5 – 1,0 кг средную
пробу и ее размалывают.

24. Допустимые дозы микотоксинов (ПДК)

• ПДК были разработаны на основе
результатов изучения индивидуальных
микотоксинов, что не учитывает их
взаимодействие
• ПДК были разработаны более 10 лет
назад, что не учитывает особенности
современных кроссов

25. Какой уровень микотоксинов безопасен?

• Безопасного уровня НЕТ
• Риск зависит от концентрации
• Эффект присутствия других
микотоксинов (синергизм)

26. Синергизм

1+1 2

27. Фузариевая кислота

• Фузариевая кислота также повышает
концентрации триптофана и серотонина в
мозге
• Фузариевая кислота и вомитоксин
действуют в синергизме, снижая
потребления корма, вызывая рвоту, потерю
координации мышц и летаргию

28. ? Несовершенство методов

Несовершенство
методов

29. Несовершенство методов

• Наиболее изученные микотоксины- это
афлатоксины и группы Fusarium.
• Аналитические методы для определения
афлатоксинов достаточно хорошо установлены.
• Микотоксины группы Fusarium детектируются
труднее из-за их большого количества. Поэтому
ДОН служит в качестве маркера.

30. Несовершенство методов

• Присутствие биологически активной, но не
определяемой типичными анализами глюкозы,
конъюгированной с ДОН (впервые было
установлено в образцах естественноконтаминированной кукурузы и пшеницы,
полученных из Словакии).
• Данная фракция составляла около 30 %. Позже в
некоторых образцах были обнаружены более
высокие уровни ДОН, конъюгированного с
глюкозой (до 80 %).
• Berthiller et al., 2005. J. Agric. Food Chem. 53: 3421-3425.

31. Кумулятивный эффект

Накопление ДОН и
его метаболитов в яйце
за 12 дней, причем в
каждом последующем
яйце их концентрации
увеличивались вплоть
до 4,2 мкг в расчете на
одно яйцо (60 г).
Prelusky et al., 1987

32.

Механизм действия микотоксинов
Микотоксины в корме
Стимуляция перикисного
окисления липидов
в кишечнике
Абсорбция микотоксинов
в кишечнике
Оксислительный стресс
и повреждение энтероцитов
Поступление в другие
органы и метаболизм
Снижение усвояемости
питательных веществ,
снижение уровня антиоксидантов
Окислительный стресс
в печени, почках и
других органах
Подавление иммунной и репродуктивной систем,
роста и развития; снижение сопротивляемости инфекциям
и общее ухудшение здоровья

33. Т – 2 токсин

• Chi et al, 1981; увеличивает уровень допамина (DA),
снижая уровень норэпинефрина (NRE)в мозге
(бройлеры)
• Wyatt, 1973; Boonchuvit, 1975; Richard, 1978, Hoerr,
1981: Вызывает некроз и уменьшение количества
лимфоцитов в тимусе, фабрициевой сумке и селезенке.
• Ziprin, Elissalde, 1990: Вызывает увеличение
сметрности цыплят из-за инфекции паращитовидной
железы
• Ueno, 1997: Ввызывает некроз и истощение
лимфоидной ткани тимуса, селезенки, лимфатических
узлов.

34. ДАС

• Hoerr, 1981: Вызывает некроз лимфоидной
ткани у цыплят.
• Pier, McLoughlin, 1985: Изменяют состав
протеинов и иммуноглобулинов в сыворотке
крови, угнетают образование антител, аплазию
тимуса, снижение клеточного иммунитета,
дисбактериоз и снижение приобретенного
иммунитета.
• Corrier, 1991: Спонтанное увеличение
продуцирующих антитела клеток в селезенке,
бластогенез Т- и В-лимфоцитов.

35.

Микотоксины, подавляющие
иммунитет:
• Охратоксин A
• Трихотеценовые токсины (Типа А: Т2-
токсин, ДАС; Типа В: ДОН, фузаренон Х,
стахиботриотоксин)
• Афлатоксины
• Фумонизины

36.

Подавление иммунитета означает
экономические потери:
Увеличение восприимчивости к болезням,
особенно респираторным инфекциям и
колибактериозу
Смертность выше средней и недостаточная
эффективность вакцинаций
Ухудшение конверсии корма, снижение
продуктивности и низкая однородность
Снижение эффективности лечебных препаратов

37. Борьба с микотоксинами

38.

Физические, химические и
биологические методы снижения
токсичности корма
Физические
• Очистка
• Тепловая
обработка
• Разбавление
Химические
• Бисульфит
Биологические
натрия
• Аскорбиновая Улучшение
питательности
кислота
Ингибиторы
• NH4OH
роста плесени
• Формальдегид
Адсорбенты
• NH3

39. ? Алюмосиликаты предотвращают микотоксикозы

Алюмосиликаты предотвращают
микотоксикозы

40. ____________________________ Глинистые адсорбенты гидрированные натриево-кальциевые алюмосиликаты (ГНКАС) Природные:

бентонитовые глины, цеолиты, вермикулит,
сепиолит и т.д.
Промышленно производимые алюмосиликаты
_____________________________

41. Алюмосиликаты

* Эффективны против
афлатоксинов
* Не действуют против ДОНа,
зеараленона, T-2 токсина и других
микотоксинов

42. Алюмосиликаты неэффективны против :

• Вомитоксина и зеараленона ( Orr et. al., 1998 )
Т2 токсина ( Kubena et. al., 1990 , 1998 )
Охратоксина ( Huff et. al., 1992 )
ДАС ( Kubena et. al., 1993 )
Токсина овсяницы ( Chestnut et. al., 1992 )

43. Недостатки алюмосиликатов

_______________________________________
Уменьшение усвоения фосфора
(Moshtaghian et.al., 1991, Kramer, 1993) ,
Связывание цинка (Chung et.al., 1990) ,
Связывание магния, марганца (Chestnut
et.al., 1992) , хлоридов (Scheideler , 1993) , меди и
натрия (Kramer, 1993)
_______________________________________

44. Уровни потребности в микроэлементах (M.Kidd, 2004)

Нормальные
условия
Стресс

45. Алюмосиликаты + ферменты не эффективны

• ДОН (вомитоксин), зеарленон (Karlovsky,
1999)
• ДОН (S. Danicke и др., 2001)

46. «Яблоко от яблони не далеко падает»

• Большинство метаболитов не менее
опасны, чем сами микотоксины
• Т2
HT -2, NEO, T2 тетраол и 8 (ТВ
1-ТВ 8) неидентифицированных
компонентов
• 83 мг ДОН в корме
помете (Lun et al., 1986)
и лишь 5 % в

47. Шаг вперед...

• Открытие адсорбционной способности
некоторых дрожжевых штаммов
• Выделение активного компонента
• Селекция штаммов
• Модифицирование для повышения
адсорбирующей способности
• Исследования in vivo

48.

Основные
Алюмосиликаты
•Ограниченная площадь поверхности
•Низкая адсорбционная способность
•Высокая норма ввода
различия
Модифицированные
глюкоманнаны
•Большая площадь
поверхности, которая может
быть модифицирована
•Высокая степень адсорбции
Низкая норма ввода

49. Связывает микотоксины быстро (30 минут)

50.

Связывание зеараленона различными
адсорбентами при pH 4.5
% Связывания
(40 г/т токсина при применении 1000 г/т адсорбента)
80
70
60
Микосорб
Адсорбент 1
Адсорбент 2
Адсорбент 3
50
40
30
20
10
0
10 мин
24 ч
72 ч
Völkl and Karlovsky, 1998

51. Скорость адсорбция афлатоксина Микосорбом в пищеварительном тракте бройлеров (%)

100
80
60
40
20
0
30
60
Мин.
90
120
( Krishnamurthy &
Devegowda, 2002 )

52. Широкий спектр связываемых токсинов

53.

Уровни адсорбции различных
микотоксинов Микосорбом
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
ДА
С
Ни
ва
ле
но
л
Фу
за
ри
от
ок
си
н
Т2
то
кс
ин
ин
хр
ат
ок
с
О
Ци
тр
ин
ин
Аф
ла
т
ок
с
ин
Зе
ар
ал
ен
он
Во
ми
то
кс
ин
Адсорбция микотоксинов, %

54.

55. Микосорб для бройлеров, потребляющих ДАС (Хорватский Ветеринарный Центр по Птицеводству, 2002)

_____________________________________
ДАС (г/т)
Микосорб, % ЖМ, г
_____________________________________
0
0
1681
1
0
1374
0
0,1
1794
1
0,1
1678
_____________________________________

56. Переход в яйцо

Афлатоксин в
корме (мкг/кг)
100
Афлатоксин в
яйце (мкг/кг)
0,23
200
0,78
400
1,40

57. Влияние аурофузарина на цвет желтка (Dvorskaya, 2003)

week
week44
week
week33
week
week 22
week 1
1l

58.

Скармливание смеси
контаминированных
зерновых
Родители бройлеров:
• Родительскому стаду кур скармливали смесь
контаминированных кукурузы и пшеницы в
течение 12 недель.
• Рацион содержал вомитоксин (ДОН),
фузариевую кислоту, зеараленон и 15-ацетил
ДОН.

59.

Влияние фузариевых
микотоксинов на продуктивность
кур родительского стада
Яичная продуктивность (%)
Рацион
Месяц 1
Месяц 2
Месяц 3
Контроль
87.7a
85.3a
79.8a
Контаминиров
81.3a
81.3a
78.8a
Контаминиров+
86.7a
84.7a
86.7a

60.

Влияние фузариевых
микотоксинов на продуктивность
кур родительского стада (Месяц 1)
Рацион
Толщина
Ранняя эмбрион. Вывод.
скорлупы (нм)
смертн (%)
Контроль
32.1a
5.4a
76.5a
Контаминир
30.1b
21.5b
68.7a
Контаминир+
31.5a
2.3a
79.2a
(%)

61. Что изменилось в Микосорбе ?

Была улучшена
степень
адсорбции в
отношении Т2 и
зеараленона на 7
и 12 %
соответстенно.

62. Доказательства…

63. Новые знания… « Сегодня в газете, Завтра в куплете…» Nottingham University Press, 2005 382 c.

64.

«Главная проблема не в отсутствии
новых идей, а в том, что очень часто
большинство людей не в состоянии
расстаться со старыми идеями и
мифами».
Гордон Розен

65. Считайте, что у Вас есть проблема микотоксинов, потому что, вероятнее всего, так оно и есть, даже если анализы говорят нет!

Тревор Смит,
Университет Гвельфа, Канада

66. Новые знания...

• Всемирная Научная Ассоцация по
птицеводству совместно с Оллтек проводит
двухдневную учебу-семинар
• по ветеринарии и питанию бройлеров с 11
по 13 ноября 2008-го года.
• Секция ветеринарии – Аластар Джонсон
• Секция кормления – Азиз Сакрани

67.

Благодарю за
внимание !