مایکوتوکسین های کلاسیک در خوراک حیوانات مزرعه ای

مايكوتوكسين ­ها متابوليت­ های ثانويه ­ی قارچ ­های رشته ­ای هستند كه سبب بروز واكنش­ های مسموميتی –مايكوتوكسيكوزيس- در حیوانات و انسان می­ شوند. قارچ ­های فوزاريومی، آسپرژيلوسی، پنيسيليومی، كلاويسپس و آلترناريا فروان ترين قارچ­ هايی هستند كه اين سموم را توليد می­ كنند و غذای انسان و خوراك حيوانات را در طول دوره رشد گياه در مزرعه و يا دوره انبارداری آلوده می ­نمايند.

يك قارچ می ­تواند مايكوتوكسين­ هاي متفاوتی توليد كند و اين به معنی آن است كه يك مايكوتوكسين می ­تواند توسط قارچ­ های متفاوت تولید شود. قارچ ­های رشته ­ای در واكنش به شرايط تنش هم چون گرما، سرما، انجماد، تغييرات يا محدوديت اكسيژن، سموم مايكوتوكسينی را ترشح می­ نمايند.

تا كنون بيش از ۴۰۰ نوع مايكوتوكسين شناسایی شده است، اما تعداد سمومی كه از لحاظ عملی در تغذيه حیوانات مزرعه­ ای مورد توجه هستند محدود می ­باشند و آن ­ها را به شش دسته اصلی آفلاتوكسين ­ها، تريكوتسن­ ها، زيرالنون، اكراتوكسين ­ها، فيومنيسين­ ها و آلكالوئيدهای ارگوت تقسيم بندی می ­نمايند.

□ آفلاتوکسین ­ها

براساس پيشنهاد سازمان خواروبار جهانی، سطح آلودگی به مجموع سموم آفلاتوكسينی (B_۱، B_۲، G_۱ و G_۲) در خوراک طیور مادر، تخمگذار و گوشتی به ترتیب می­ بایستی زیر ۲۰، ۵۰ و ۵۰ قسمت در بیلیون و در گاوهای شیری زیر ۵ قسمت در بیلیون باشد. در واقع حساسيت به سطح مجاز آفلاتوكسين­ ها در خوراک حیوانات مزرعه­ ای از اين حقيقت ناشي می ­شود كه اين سموم مي­ توانند با تغيير شكل شيميايی وارد زرده تخم مرغ شوند و خوراك انسان را آلوده نمايند. سازمان بين المللي تحقيقات سرطان­ شناسی، آفلاتوكسين ­ها را جز دسته اول تركيبات سرطان­زا در انسان تقسيم بندی نموده ­اند.

□ تریکوتسن­ ها

تریکوتسن ­ها دومین دسته سموم کلاسیک مایکوتوکسینی هستند و آن ­ها را به دو دسته تریکوتسن­ های گروه A (مانند T-۲ toxin, HT-۲ toxin, DAS) و گروه B (DON, AcDON, NIV) تقسیم بندی می ­نمایند. تريكوتسن ­ها غالبا توسط گونه های مختلف فوزاريومی توليد می ­شوند و تا كنون ۱۸۰ شکل ساختاری سموم تريكوتسنی شناخته شده است كه در واقع خطرناك­ ترين مايكوتوكسين­ ها به لحاظ تاثيرات فيزيولوژيكي برروي حیوانات مزرعه­ ای به حساب می­ آيند. هم چنين به دليل دارا بودن ساختمان غيرقطبی، اين مايكوتوكسين­ ها توسط مايكوتوكسين بايندرها به مقدار ناچیزی جذب مي­ شوند. تريكوتسن ­ها از طريق مهار سنتز پروتئين، دامنه عوارض وسيعی از كاهش عملكرد سیستم ايمنی تا زخم ­های دستگاه گوارش را به وجود می ­آورند.

غالبا قارچ­ های رشته­ ای، تریکوتسن ­ها را در آخرين مرحله تحمل تنش توليد می کنند و توليد آن­ ها به صورت همزمان همراه با اثرات سينرژيستی بروز مي­ كند.

براساس پيشنهاد سازمان خواروبار جهانی سطح مجاز مجموع تریکوتسن­ های گروه A در خوراک طیور مادر، تخمگذار و گوشتی به ترتیب زیر ۵۰، ۵۰ و ۱۰۰ قسمت در بیلیون و در گاوهای شیری زیر ۱۰۰ قسمت در بیلیون است. سطح مجاز مجموع تریکوتسن­ های گروه B در خوراک طیور مادر، تخمگذار و گوشتی به ترتیب زیر ۲۰۰، ۳۰۰ و ۳۰۰ قسمت در بیلیون و در گاوهای شیری زیر ۱۰۰۰ قسمت در بیلیون است.

□ زیرالنون

زيرالنون به عنوان سومین دسته مایکوتوکسین ­های کلاسیک به دليل شباهت ساختماني با هورمون استروژن يك مايكواستروژن محسوب شده و می ­توانند سبب ایجاد اختلالات در سیکل تخمک ­گذاری و كاهش كيفيت اسپرم شود. اين مايكوتوكسين اگرچه به عقيده بسياری از توكسينولوژيست ­ها در تعريف عمومي توكسين ­ها قرار نمی­ گيرد، اما تاثيرات بيولوژيك شديدی برروی عملكرد توليد مثلی حیوانات مزرعه­ ای می گذارد.

براساس پيشنهاد سازمان خواروبار جهانی سطح مجاز زیرالنون در خوراک طیور مادر، تخمگذار و گوشتی به ترتیب زیر۵۰، ۷۵ و ۱۰۰ قسمت در بیلیون و در گاوهای شیری زیر ۱۰۰ قسمت در بیلیون است.

□ اکراتوکسین A

اكراتوكسين A به عنوان چهارمین دسته مایکوتوکسین­ های کلاسیک توسط گونه­ هاي قارچي آسپرژيلوس و پنيسيليوم توليد می شود و هم چون آفلاتوكسين­ ها در داخل محصولات حیوانی (شیر، گوشت و تخم مرغ) قابل شناسایی است. اکراتوکسین A می­ تواند سبب ایجاد مشكلات كليوی و هم چنین كاهش عملكرد سيستم ايمنی در پرندگان شود اما به دلیل حساسیت ساختمان اکراتوکسین A به pH اسیدی، غالبا سطوح متعارف آلودگی به این سم در شکمبه تجزیه می ­شود. براساس پيشنهاد سازمان خواروبار جهانی سطح مجاز اکراتوکسین A در خوراک طیور مادر، تخمگذار و گوشتی به ترتیب زیر ۱۰، ۱۰ و ۲۵ قسمت در بیلیون و در گاوهای شیری زیر ۱۰۰ قسمت در بیلیون است.

□ آلکالوئیدهای ارگوت

دسته سموم آلکالوئیدهای ارگوت شامل ارگومترين، ارگوسين، ارگوتامين و کلاوين ها با منشا قارچ­ های کلاویسپس، پنجمین دسته ­ی سموم مایکوتوکسینی کلاسیک هستند و از طریق انقباض عروق باعث ایجاد اختلال در درجه حرارت بدن حیوانات مزرعه ­ای می ­شود. در صورت بروز آلودگی به سطوح بالا این دسته سموم می ­تواند ایجاد نکروز در بافت­ های انتهایی (تاج، دم، سم) نمایند. سازمان خواروبار جهانی میزان مجاز آلودگی به این سم را در خوراک طیور مادر، تخمگذار و گوشتی به ترتیب زیر ۵۰۰، ۱۰۰۰ و ۱۰۰۰ قسمت در بیلیون و در گاوهای شیری زیر ۱۰۰ قسمت در بیلیون اعلام نموده است.

□ فیومنیسین­ ها

فیومنیسین­ ها به عنوان ششمین دسته ­ی کلاسیک مایکوتوکسین­ ها غالبا توسط قارچ­ های فوزاريومی و آلترناريا توليد می­ شوند و شامل فیومنیسین B_۱، B_۲ و B_۳ می­ باشد.

فیومنیسین­ ها از طریق مهار سنتز اسید فولیک (ویتامین B۹) در سنتز اسفنگوليپيدها و اسفنگومیلین ­های سيستم عصبی اختلال ایجاد کرده و سبب تحليل ميلين ­های سیستم عصبی می­ شوند. هم چنین فیومنیسین­ ها تاثيرات مخرب خود را برروی كبد و كليه­ ها می­ گذارند و باعث کاهش عملکرد سیستم ایمنی می­ شوند.

سازمان خواروبار جهانی میزان مجاز آلودگی به  مجموع سموم فیومیسینی را در خوراک طیور مادر، تخمگذار و گوشتی به ترتیب زیر ۱۵۰۰، ۲۰۰۰ و ۲۰۰۰ قسمت در بیلیون و در گاوهای شیری زیر ۲۰۰۰ قسمت در بیلیون اعلام نموده است.

□ راه­کارهای مدیریت مایکوتوکسین­ ها

با توجه به اهمیت مهار مایکوتوکسین­ ها در سلامت حیوانات مزرعه ­ای و هم چنین تولید محصولات ایمن برای مصرف انسانی استفاده از راه­کارهای مدیریت مایکوتوکسین­ ها امری اجتناب ناپذیر است. در این  مقاله، ویژگی جاذب ­های سموم به ویژه در مورد اثربخشی، ویژگی و مکانیسم فرآیند جذب مورد بحث قرار گرفت. در مکانیسم جذب یک واکنش شیمیایی رخ می­ دهد و آزاد شدن انرژی آزاد، نیروی محرکه ­ی هر جذب است.

مهم ترین ویژگی جذب ساختار فیزیکی جاذب است، یعنی کل بار الکتریکی و میزان توزیع بار، اندازه منافذ و سطح قابل دسترس جاذب در میزان جذب تاثیرگذار است. از طرف دیگر، خواص مولکول­ های جاذب، نوع مایکوتوکسین از لحاظ قطبیت، حلالیت، اندازه، شکل و در صورت یونیزه بودن، توزیع بار و ثابت­ های تفکیک نیز نقش مهمی دارند. بنابراین اثر هر فرآیند جذب با توجه به خصوصیات خاص جاذب باید بررسی شود.

ذغال فعال شده (کربن فعال)

ذغال فعال شده که از ذغال طی فرایند شستشو با فشار بخار آب تولید می ­شود، یک پودر غیر محلول بسیار متخلخل با نسبت زیاد سطح به جرم (از ۵۰۰ تا ۳۵۰۰ متر مربع در هر گرم) است.

به صورت سنتی از قرن نوزدهم از ذغال فعال شده به عنوان پادزهر در مسمومیت­ ها استفاده می­ شود. ذغال فعال شده در محلول ­های آبی می ­تواند اکثر مایکوتوکسین­ ها را به طور موثر جذب نماید. در صورتی که در مصرف ذغال فعال در جیره زیاده ­روی شود، می ­تواند به صورت غیرتخصصی مواد مغذی ضروری را نیز جذب نماید و این ممکن است به این دلیل باشد که ذغال فعال یک جاذب غیرتخصصی است. با این حال، در آزمایش ­های متعدد نشان داده شده است که دوز بالای ذغال فعال در مسمومیت­ های حاد مایکوتوکسین­ ها بسیار مفید است.

آلومینوسیلیکات­ ها

اکثر مطالعات مربوط به مایکوتوکسیکوز با استفاده از جاذب­ ها بر روی آلومینوسیلیکات­ ها متمرکز شده اند. تمامی ترکیبات آلومینوسیلیکاتی متشکل از آلومینات (AlO_۶)، سیلیکات (SiO_۴) و برخی از یون­ های قابل تعویض است. در حالی که واحدهای سیلیکاتی از نظر الکتریکی خنثی هستند، واحد آلومیناتی دارای یک بار منفی هستند که باید با بارهای مثبت جبران شود که بر این اساس به آلومینوسیلیکات­ ها قدرت جاذبی مایکوتوکسین­ ها را می ­دهد. شیوه آرایش صفحات آلومیناتی در کنار صفحات سیلیکاتی میزان ظرفیت تعویض کاتیون ­ها (CEC) را تعیین می ­نماید.

نشان داده شده است که آلومینوسیلیکات­ ها دارای یک میل ترکیبی بالا برای تشکیل کمپلکس با آفلاتوکسین B_۱  در یک دامنه ­ی pH از ۲ تا ۱۰ و در یک سری الوایروپیک از حلال­ های پایدار است. هنگامی که آلومینوسیلیکات ­ها در غلظت نیم درصد به جیره­ ی حاوی ۵/۷ میلی­ گرم در کیلوگرم آفلاتوکسین B_۱ اضافه شد، اثرات زیان ­آور مایکوتوکسین بر رشد پرنده ­ها به طور قابل توجهی کاهش یافت.

استفاده از آلومینوسیلیکات ­ها برای جذب سایر مایکوتوکسین ­ها نیز مورد آزمایش قرار گرفته است. ظرفیت اتصال شگفت آور بالاتر از ۲۹۰ میلی گرم در گرم برای آلکالوئید ارگوتامین با مونت موریلونیت کلسیم گزارش شده است.

با توجه به کاربرد آلومینوسیلیکات ها برای اتصال مایکوتوکسین ها می توان نتیجه گرفت که آن ها در جلوگیری از آفلاتوکسیکوز بسیار مؤثر هستند، اما اثربخشی آن ها در برابر زیرالنون و تریکوتسن­ ها محدود است. هم چنین برخی از آلومینوسیلیکات ­ها ظرفیت بالای در جذب ویتامین ها و مواد معدنی را نشان می ­دهند، براین اساس در سال ۲۰۱۳ طی آیین نامه ۱۰۶۰در اتحادیه اروپا مقرراتی را وضع نمود که بر اساس آن صرفا استفاده از دسته ­ی ترکیبات اسمکاتیتی (هم چون مونت موریلونیت) در خوراک حیوانات مزرعه ­ای مجاز است زیرا این ترکیبات به دلیل بالا بودن فاصله ­ی بین دو لایه امکان جذب موثر مایکوتوکسین ­ها را بدون جذب ویتامین­ ها و مواد معدنی دارا هستند. برای کسب اطلاعات بیشتر در این خصوص پیشنهاد می­ شود خبرنامه شماره دو و شماره ده را  مورد مطالعه قرار دهید.

مخمر و دیواره سلولی مخمر

علاوه بر ارزش غذایی عالی، دیواره­ ی سلولی مخمر یا مخمر نیز می­ تواند به عنوان جاذب مایکوتوکسین­ ها مورد استفاده قرار گیرد. در طی آزمایشات متعدد نشان داده شده است که میزان جذب اکراتوکسین توسط دیواره سلولی مخمر به مقدار pH محیط بستگی دارد و دیواره سلولی مخمر غالبا در محیط ­های اسیدی میزان جذب بالاتری از مایکوتوکسین­ ها را از خود نشان می ­دهد. براین اساس نتایج مزرعه ­ای استفاده از مخمر و دیواره ­ی مخمر بسیار متغییر گزارش شده است و ممکن است نتایج از یک مزرعه به مزرعه دیگر کاملا متفاوت باشد.

دیواره­ ی سلولی مخمر که دارای پلی ساکاریدها (گلوکان و مانان)، پروتئین­ ها و لیپیدها هستند، دارای مراکز جذب متفاوت و آسان ­تری نسبت به کل سلول مخمر است. در آزمایشات در لوله و در شرایط اسیدی امکان اتصال ۷/۲ میلی گرم زیرالنون به ازای هر گرم دیواره­ ی سلولی وجود دارد.

نتیجه­ گیری

دانش بشر در خصوص مکانیسم مسمومیت ­زایی و سطوح مجاز انواع مایکوتوکسین ­های کلاسیک شامل آفلاتوکسین ­ها، تریکوتسن­ ها، زیرالنون، اکراتوکسین A، آلکالوئیدهای ارگوت و فیومینسین­ ها روز به روز در حال افزایش یافتن است به طوری که دانش مایکوتوکسینولوژی را از یک علم نوپدید به یک دانش ضروری برای مدیران مزارع حیوانات تبدیل نموده است. براین اساس استفاده از راه­کارهای مناسب برای مدیریت مایکوتوکسین­ ها در تغذیه حیوانات مزرعه ­ای می ­تواند باعث بهبود عملکرد حیوانات و افزایش عمر اقتصادی آن­ ها شود.