مهم ترین مایکوتوکسین ها در صنعت طیور و اثرات آنها بر یکدیگر

مایکوتوکسین‌ها که توسط قارچ‌ها تولید می‌شوند، متابولیت‌های ثانویه‌ای هستند که در غذا، خوراک و موجودات زنده یک محیط کشاورزی در تمام مراحل زنجیره غذایی یافت می‌شوند. غلات و خوراک دام آلوده به مایکوتوکسین اغلب در سرتاسر جهان یافت می شود. انسان ها و حیوانات از طریق مصرف مواد غذایی آلوده در معرض مایکوتوکسین ها قرار می گیرند. سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA)، اتحادیه اروپا (EU)، و کشورهای دارای صنایع کشاورزی پیشرفته، دستورالعمل هایی را برای محدود کردن غلظت برای جلوگیری از آلودگی مایکوتوکسین در غذا و خوراک دام تنظیم می کنند.

برخی از مایکوتوکسین ها مانند آفلاتوکسین ها (AF)، اکراتوکسین(OTA)، فومونیزین ها (FUM)، دئوکسی نیوالنول (DON) و سم T–2 به طور قابل توجهی بر سلامت و بهره وری گونه های طیور تأثیر می گذارند. هدف از این بررسی، بحث در مورد مایکوتوکسین های مهم برای طیور و اثرات آنها، همراه با پیشرفت های اخیر در استراتژی های پیشگیری است.

جهت اطلاعات بیشتر در مورد مایکوتوکسین  ها و پیشگیری و درمان اینجا کلیک کنید

 

آفلاتوکسین (Aflatoxins)

آفلاتوکسین ها، گروهی از متابولیت های ثانویه مضر هستند که عمدتاً توسط قارچ های آسپرژیلوس مانند A. flavus و A.parasiticus تولید می شوند. آفلاتوکسین های B1 (AFB1)، G1 (AFG1) و مشتقات دی هیدروکسی آنها B2 (AFB2) و G2 (AFG2) به طور طبیعی خوراک را آلوده می کنند. وجود آفلاتوکسین, (AFM1) (AFM2) ،متابولیت‌های 4-هیدروکسی AFB1 و B2 در مایعات بیولوژیکی ، نشان دهنده ی آلودگی خوراک میباشند. آژانس بین المللی تحقیقات سرطان (IARC) این ترکیبات بسیار سمی را به عنوان بسیار سرطان زا برای انسان طبقه بندی کرد.

AFB1 در اوایل دهه 1960 به عنوان عامل اصلی بیماری “Turkey X Disease” مسئول مرگ بوقلمون های جوان در انگلستان بود و یک هپاتوتوکسین رژیمی و سرطان‌زای کبدی است و یک نگرانی عمده برای سلامت عمومی در سراسر جهان است. بوقلمون‌های اهلی (Meleagris gallopavo) از حساس‌ترین گونه‌هایی هستند که تاکنون شناخته شده‌اند.

آفلاتوکسین ها معمولا در مواد غذایی مورد استفاده برای جیره طیور یافت می شوند. گسترده ترین اشکال AF شامل B1، B2، G1 و G2 است که AFB1 مهمترین نوع آن است. در واقع، AFB1 سرطان زا است که توسط آنزیم سیتوکروم میکروزومی کبدی P450 (CYP450) فعال می شود. مسیر اصلی سم‌زدایی AFB1 از طریق ترکیب AFBO به گلوتاتیون (GSH) است که توسط transferases-S (GSTs) که یک آنزیم سم زدا است. در حال حاضر کارایی ترکیب GST یک عامل تعیین‌کننده اصلی برای عملکرد AFB1 گونه‌ها است.

آفلاتوکسین ها در طیور اثرات مختلفی از جمله کاهش وزن ،کاهش راندمان خوراک ، کاهش تولید تخم مرغ و وزن تخم مرغ،افزایش چربی کبد،تغییر در وزن اندام ها، کاهش سطح پروتئین سرم؛ کبودی لاشه؛ رنگدانه ضعیف؛ آسیب کبدی؛ کاهش فعالیت چندین آنزیم درگیر در هضم نشاسته، پروتئین، لیپیدها و اسیدهای نوکلئیک وسرکوب سیستم ایمنی را ایجاد میکند. شواهد نشان می دهد که سرکوب سیستم ایمنی ناشی از AF منجر به شیوع بسیاری از بیماری ها، شکست واکسیناسیون و تیتر آنتی بادی ضعیف می شود. در کالبد گشایی، کبد معمولاً رنگ پریده و بزرگ می شود که در نتیجه آفلاتوکسیوزیس ایجاد می شود. از نظر بافت شناسی، ضایعات کبدی شامل خونریزی های کانونی،یا نکروز، هیپرپلازی صفراوی و ترشحات گره  های لنفوئیدی است. AF سبب کاهش جذب خوراک میشود.

جوجه های گوشتی تغذیه شده با 1.0 میلی گرم AFB1/kg جیره، کاهش بیان ژن کبدی سوپراکسید دیسموتاز، GST و اپوکسید هیدرولاز و افزایش بیان ژن اینترلوکین-6 و CYP1A1 و 2H1 را در سطح سلولی نشان دادند.

مشخص شد که مصرف 2 ppm AFB1 در جوجه های گوشتی نر باعث تغییر ژن های مختلف کبدی می شود به عنوان مثال، آنزیم هایی که در تولید انرژی و متابولیسم اسیدهای چرب (کارنیتین پالمیتویل ترانسفراز)، توسعه و رشد (فاکتور رشد شبه انسولین 1)، انعقاد (فاکتورهای انعقادی IX و X)،  آنزیم های حمایت کننده سیستم ایمنی (اینترلوکین ها) ، (GST)،آنزیم های سم‌زدا (اپوکسید هیدرولاز) کاهش یابند در حالی که آنزیم های تکثیر سلولی (اورنیتین دکربوکسیلاز) افزایش میابند.

همانطور که قبلا ذکر شد، مایکوتوکسین‌ها نه تنها منجر به مشکلات اقتصادی و بهداشتی فوق‌الذکر در طیور می‌شوند، بلکه به دلیل باقی‌مانده‌هایشان در مواد غذایی برای مصرف انسان، نگرانی‌های بهداشت عمومی را نیز ایجاد می‌کنند. متابولیت های اصلی AFB1 تشکیل شده در جگر مرغ عبارتند از AFM1 و AFB2a. سپس AFB1 و B2 از طریق NADP به سیکلوپنتانول و آفلاتوکسیکل تجزیه می شوند. هر دو AFB1 و آفلاتوکسیکل در تخم مرغ تجمع می یابند. در حالی که AFB1 و AFM1 در ماهیچه و خون مرغ ذخیره میشوند که میزان آن در بوقلمون ها بسیار بالاتر است. به عنوان مقایسه، 1/1200 از AFB1 مصرف شده با خوراک در گوشت طیور تجمع می یابد، در حالی که 1/2200 از AFB1 در تخم مرغ تجمع می یابد.

اوکراتوکسین ها (Ochratoxins)

اکراتوکسین‌ها خانواده‌ای از متابولیت‌ها هستند که توسط گونه‌های آسپرژیلوس و پنی سیلیوم، از جمله A. ochraceus، A. niger و P. verrucosum تولید می‌شوند. شایع‌ترین شکل آن اکراتوکسین OTA و به دنبال آن متابولیت غیرکلردار آن اکراتوکسین OTB و اتیل استر از فرم اکراتوکسین  OTCاست. OTA رایج ترین و مرتبط ترین شکل این خانواده است، در حالی که OTB و OTC به طور کلی از اهمیت کمتری برخوردار هستند.

آژانس بین المللی تحقیقات سرطان IARC ،اکراتوکسین A را به عنوان یک ترکیب احتمالاً سرطان زا برای انسان طبقه بندی کرد.

گونه‌های آسپرژیلوس می‌توانند OTA و OTB را همزمان تولید کنند. اغلب، مقدار OTB تولید شده بسیار کمتر از OTA است، اما در برخی شرایط، سطح تولید OTB با OTA قابل مقایسه است. در اینجا، گزارش شد که تعامل پیچیده منابع مختلف کربن، محیط های پایه و منابع نیتروژن قابل توجه به نظر می رسد. تولید بالای OTA مربوط به القای بیان OTA پلی کتید سنتاز بود، در حالی که تولید OTB با رونویسی ژن پلی کتید سنتاز مرتبط نیست. آزمایشات تخمیر آزمایشگاهی با A. ochraceus منجر به تولید OTA در بازده بالا (10 میلی گرم در گرم)، OTB و همچنین به طور موقت اوکراسین می شود.متابولیت میانی OTβ مشخص شد که به روشی موثر به هر دو OTA و OTB (به ترتیب 14 و 19٪) تبدیل می شود، در حالی که OTα فقط به   OTA به میزان 4.9% تبدیل می شود. علاوه بر این، OTB به طور ناکافی (1.5٪) به OTA تبدیل می شود، در حالی که از مقداری OTB ممکن است با از دست دادن کلر ، OTA تولید شود. OTA سمی کبدی، نفروتوکسیک، نوروتوکسیک، تراتوژنیک و ایمونوتوکسیک است که توسط آزمایش‌هایی با گونه‌های مختلف حیوانی و روش‌های مختلف آزمایشگاهی تأیید شده است. عوارض جانبی آن شامل سمیت کلیوی و سرطان زایی است. مطالعات مولکولی با OTA یک مکانیسم ژنوتوکسیک غیر واکنشی DNA را نشان داد که شامل مکانیسم‌های اپی ژنتیکی مختلف است که عمدتاً به استرس اکسیداتیو، تکثیر سلولی متناوب و اختلال در سیگنال‌دهی و تقسیم سلولی مرتبط است.با این حال، یک مکانیسم ژنوتوکسیک مستقیم شامل فعال‌سازی زیستی OTA و تشکیل ترکیب اضافی DNA نیز پیشنهاد شد و مشخص شد که این مکانیسم مطابق با برخی از نتایج بیان ژن در داخل بدن است .به طور کلی، نحوه عملکرد OTA برای سرطان زایی کلیه هنوز مورد بحث است.

اکراتوکسین ها باعث مشکلات سلامتی و ضررهای اقتصادی قابل توجهی در طیور می شوند و باعث نفروپاتی مایکوتوکسیک خوک MPNمی شوند. بیماری‌های مرتبط با اکراتوکسین با آسیب شدید کلیوی مشخص می‌شوند که می‌تواند، گاهی اوقات همراه با مایکوتوکسین‌های مختلف مرتبط باشد.به همین ترتیب، یک بیماری کلیوی با سرعت پایین و پیشرونده (نفروپاتی اندمیک، EN)، که با فیبروز بینابینی سلولی، آتروفی لوله‌ای، و کاریومگالی عمدتاً در لوله‌های پیچیده پروگزیمال مشخص می‌شود، در انسان توصیف شد. علت این بیماری هنوز ناشناخته است، اما محققان اتفاق نظر دارند که عامل ایجاد کننده منشاء طبیعی است. شایع‌ترین علل بیماری چند اتیولوژیک، EN، اسید آریستولوکیک از گیاه زغال اخته (Aristolochia clematitis) و مایکوتوکسین‌ها (OTA و سیترینین) بود. OTA شامل یک بخش ایزوکومارین است که از طریق گروه 7 کربوکسی به آمینو اسید L-β- فنیل آلانین متصل است. OTA با مهار آنزیم فنیل آلانین-tRNA سنتتاز در سطح سلولی با سنتز DNA، RNA و پروتئین تداخل می کند. همچنین بر متابولیسم کربوهیدرات کلیوی از طریق کاهش mRNA کلیوی تأثیر می گذارد. OTA همچنین باعث هیپوکاروتنیدمی می شود که اثرات شدیدتری در جوجه های گوشتی نسبت به AF دارد

 

علائم سمیت OTA در طیور عبارتند از:

• ضعف
• کم خونی
• کاهش مصرف خوراک
• کاهش سرعت رشد و تولید تخم
• تلفات بیش از حد در غلظت های بالا
• افزایش وزن نسبی کبد، طحال، پانکراس، پروونتریکولوس، سنگدان و بیضه ها

یک مطالعه نشان داد که حساسیت به Eimeria tenella و اثرات پاتولوژیک آن در حضور OTA در مقایسه با بروز کوکسیدیوز به تنهایی در جوجه‌های گوشتی بالا بود.

همانطور که در مدل های مختلف نشان داده شده است، OTB در مقایسه با OTA در داخل بدن به طور آشکار کمتر سمی است. OTB راحت‌تر دفع می‌شود و میل ترکیبی کمتری برای پروتئین‌های پلاسما دارد که ممکن است تا حدی سمیت کمتر آن را روشن کند. هر دو سموم OTA و OTB اثرات سیتوتوکسیک حاد را در شرایط آزمایشگاهی القا می کنند. در یکی از مطالعات سایر اتیل یا متیل استرهای اکراتوکسین سمیت کمتری نسبت به OTA نشان دادند. در مقایسه با OTA، متیل استر OTA کمتر از OTA در جوجه های یکروزه سمی بود، در حالی که متیل و اتیل استرهای OTB برای جوجه اردک های یک روزه غیر کشنده بودند.همانطور که در مطالعات مختلف نشان داده شده است، OTα بسیار کمتر سمی است (تقریباً 100 برابر) از OTA. بدیهی است که بخش ایزوکومارین به تنهایی موثر نیست، اما برای نشان دادن اثرات سمی باید به فنیل آلانین متصل شود. با دانش فعلی، هیچ رتبه بندی سمیت عمومی واضحی را نمی توان ترسیم کرد. پس از همه، به نظر می رسد OTA به طور کلی ، پس از OTC، OTB و OTα سمی ترین است.

 

جهت اطلاعات بیشتر در مورد مایکوتوکسین  ها و پیشگیری و درمان اینجا کلیک کنید

 

فومونیسین هاFumonisins

فومونیزین ها (FUM) گروهی از مایکوتوکسین ها هستند که برای اولین بار از کشت های Fusarium moniliforme جدا شده.شش FUM مختلف شناسایی شده اند (A1، A2، B1، B2، B3، B4). با این حال، فومونیزین B1 به عنوان فرم غالب گزارش شده است. چندین گونه دیگر فوزاریوم و گونه ای از آلترناریا نیز یافت شده اند که FB1 تولید می کنند.بر اساس تمام این مطالعات حیوانی، FB1 توسط IARC به عنوان عاملی سرطان زا برای انسان طبقه بندی شده است . هم در دستگاه گوارش و هم در کبد متابولیزه می شود، جایی که در غلظت کم برای چند روز بیشتر در خوک ها باقی می ماند. مشخص شد که FB1 سمی تر از HFB1 در خوکچه ها است.

به نظر می رسد مکانیسمی که باعث سمیت فومونیزین ها در حیوانات می شود به دلیل اختلال در متابولیسم اسفنگولیپید باشد. تغییرات کبدی و نکروز چند کانونی کبدی و هیپرپلازی صفراوی از علائم FUMاست.

تریکوتسن هاTrichothecenes

تریکوتسن گروهی از متابولیت‌های قارچی هستند و شامل سموم T-2و HT-2، دی استوکسی سیرپنول (DAS)، مونواستوکسی سیرپنول (MAS)، نئوزولانیول، 8-استوکسینئوزولانیول، 4-داستیل-نیول، 4-داستیل-نئولنیول، 4-داستیل-نیولینول، استوکسینیوالنول (Fusarenone-X)، DON (vomitoxin) و 3-acetyldeoxynivalenol هستند. آنها به عنوان قوی ترین مهارکننده های سنتز پروتئین شناخته می شوند و به نظر می رسد اثر سمی اصلی در سطح سلولی، مهار اولیه سنتز پروتئین و به دنبال آن یک اختلال ثانویه در سنتز DNA و RNA باشد. نتیجه گیری کلی IARC این بود که سموم مشتق شده از Fusarium sporotrichioides از نظر سرطان زایی برای انسان قابل طبقه بندی نیستند. مهم ترین مایکوتوکسین تریکوتسن DON است که معمولاً یک آلاینده ذرت، گندم و سایر غلات کالایی است. مقادیر کمتری از سم T-2 و DAS به طور پراکنده در منابع مشابه یافت می شود. طیور و گاو نسبت به خوک ها نسبت به تریکوتسن ها تحمل بیشتری دارند. مسمومیت با تریکوتسن در طیور حاد یا مزمن است. مسمومیت حاد دارای یک تصویر بالینی مشخص است و به راحتی قابل تشخیص است، در حالی که مسمومیت مزمن علائم بالینی نامشخصی را نشان می دهد. اثرات سمی تریکوتسن ها شامل ضایعات دهانی، تاخیر در رشد،کاهش تولید و کیفیت پوسته تخم مرغ، پسرفت بورس فابریسیوس، تغییرات پراکسیداتیو در کبد، انعقاد خون غیرطبیعی، لکوپنی و پروتئینمی و سرکوب سیستم ایمنی است. عملکرد جوجه های گوشتی در غلظت های جیره 3-4 میلی گرم بر کیلوگرم سم T-2 تحت تأثیر قرار می گیرد، در حالی که اردک ها زمانی که غلظت جیره به اندازه 0.4 میلی گرم بر کیلوگرم بود تحت تأثیر قرار می گیرند. مشخص شد که سم T2 باعث کاهش پاسخ ایمنی می شود که نشان دهنده کاهش سلول های لنفوئیدی در مغز استخوان، تیموس و طحال است که باعث حساسیت در برابر بیماری های عفونی از جمله سالمونلوز و اشریشیا کلی می شود و باعث مقاومت در برابر درمان این بیماری ها در طیور می شود.در جوجه های گوشتی،سم T-2 ممکن است باعث کاهش وزن بدن و وزن نسبی بورس فابریسیوس، تیموس و طحال، بزرگ شدن کبد، شکنندگی و تغییر رنگ مایل به زرد همراه با گشاد شدن کیسه صفرا در طول عفونت های مایکوپلاسما گالیسپتیکوم شود. فرسایش مخاط نای و ضخیم شدن کیسه های هوایی همراه با ادم و وجود سلول های التهابی در کیسه های هوایی هم قابل مشاهده است. DON کمتر از سم T-2 سمی است و سطح DON که بر عملکرد جوجه تأثیر می گذارد هنوز مورد بحث است.

اثرات مایکوتوکسین بر یکدیگر

امروزه، علاقه علمی به مطالعات مربوط به مایکوتوکسین های متعدد با استفاده از سناریوهای مختلف وقوع معطوف شده است. یک قارچ ممکن است مایکوتوکسین های مختلفی تولید کند و همان مایکوتوکسین ممکن است توسط چندین گونه تولید شود. آزمایشات نشان داد که ترکیبی از مایکوتوکسین ها، در غلظت هایی که به صورت جداگانه نباید اثرات منفی ایجاد کند، ممکن است بر حیوانات تأثیر منفی بگذارد. انتشارات متاآنالیز مقاله ای با موضوع  تعاملات بین مایکوتوکسین ها و اثرات آن ها را منتشر کرد. به طور کلی AFB1 به تنهایی و در ترکیب باعث آسیب به کبد در درجات مختلف و افزایش سطح سرمی AST شد. آفلاتوکسیکوز باعث کاهش تولید تخم و کاهش وزن تخم در مرغ های تخمگذار می شود. در همین حال، اثرات AF و FB مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که به تنهایی و در ترکیب، می توانند بر عملکرد و سلامت طیور تأثیر منفی بگذارند. همانطور که مشخص است، هر دو AF و OTA تولید و جوجه ریزی را کاهش می دهند. اثرات ترکیبی این دو سم در مرغ های تخمگذار مورد مطالعه قرار گرفت.برهمکنش افزایشی AF و OTA بر روی تولید تخم مرغ و بازده خوراک مشاهده شد. در عین حال این برهمکنش وابسته به غلظت بود که ناشی از اثر هم افزایی است و همچنین مصرف پروتئین و انرژی را تعدیل می کند. AF و OTA منجر به ضایعات میکروسکوپی در کبد و کلیه میشوند. در حالی که نتایج متناقضی در مطالعات مختلف ارائه شده است.  OTA در رژیم غذایی از نفوذ چربی کبدی ناشی از AF در مرغ جلوگیری کرد.

نتایج در مورد سمیت ترکیبی هنوز کاملاً محدود و گاهی متناقض است. امروزه، اطلاعات بسیار کمی در مورد فعل و انفعالات مایکوتوکسین وجود دارد.مشخص شده است که اثرات ترکیبی مایکوتوکسین ها عمدتاً افزایشی یا هم افزایی هستند. در حالی که بسته به غلظت ها و مدل آزمایشگاهی مورد استفاده، ممکن است برهمکنش های متضاد نیز داشته باشند.

جهت اطلاعات بیشتر در مورد مایکوتوکسین  ها و پیشگیری و درمان اینجا کلیک کنید