مروری بر روش­های سم­زدایی مایکوتوکسین­ها در خوراک طیور...((توکسین بایندر))

مقدمه

مایکوتوکسین­ها متابولیت­های ثانویه قارچ­های رشته­ای هستند که باعث بروز واکنش­های مسمومیتی -مایکوتوکسیکوزیس - می­شوند. قارچ­های فوزاریوم، آسپرژیلوس، پنیسیلیوم، کلاویسپس و آلترناریا فروان­ترین قارچ­هایی هستند که این سموم را تولید می­کنند و غذای انسان و خوراک حیوانات را در طول دوره رشد گیاه در مزرعه و یا دوره انبارداری آلوده می­نمایند. یک قارچ می­تواند مایکوتوکسین­های متفاوتی تولید کند و این به معنی آن است که یک مایکوتوکسین می­تواند توسط قارچ­های متفاوتی تولید شود. قارچ­های رشته­ای در واکنش به شرایط تنش هم­چون گرما، سرما، انجماد، تغییرات یا محدودیت اکسیژن، مایکوتوکسین­ها را ترشح می­نمایند.

پراکنش جهانی و وسعت آلودگی در سرتاسر جهان نگرانی­های زیادی را در رابطه با این سموم ایجاد کرده است. به طوری­که طبق گزارش سازمان خواروبار جهانی بیش از 25 درصد مواد خوراکی در جهان آلوده به انواع این سموم هستند. به دلیل شرایط انبارداری نامناسب، آلودگی به این سموم در شرایط ایران بیش از میانگین جهانی است. نتایج چندین تحقیق داخلی آلودگی­های شدید خوراک­های ایران را به سموم مایکوتوکسینی تایید کرده است.

انواع مایکوتوکسین­ها

تا کنون بیش از 300 نوع مایکوتوکسین جداسازی شده­اند، اما تعداد سمومی که از لحاظ عملی در تغذیه حیوانات اهلی مورد توجه هستند محدود می­باشند و آنها را به شش دسته اصلی آفلاتوکسین­ها، تریکوتسن­ها، زیرالنون، اکراتوکسین­ها، فیومنیسین­ها و آلکالوییدهای ارگوت تقسیم بندی می­نمایند.

براساس پیشنهاد سازمان خوار و بار جهانی سطح آلودگی به مجموع آفلاتوکسین­ها (B1، B2، G1 و G2)در خوراک طیور نبایستی از 20 قسمت در بیلیون فراتر رود. در واقع حساسیت به سطح مجاز آفلاتوکسین­ها در خوراک طیور از این حقیقت ناشی می­شود که این سموم می­توانند با تغییر شکل شیمیایی وارد گوشت و تخم­مرغ شوند و خوراک انسان را آلوده نمایند. سازمان بین المللی تحقیقات سرطانشناسی، آفلاتوکسین­ها را جز دسته اول ترکیبات سرطانزا در انسان تقسیم بندی نموده­اند.

تریکوتسن ها را به دو دسته تریکوتسن­های گروه A (مانند T-2 toxin, Ht-2 toxin, DAS) و تریکوتسن­های گروه B (مانند DON, AcDON, NIV) تقسیم بندی می­نمایند. تریکوتسن­ها غالبا توسط گونه­های مختلف فوزاریوم­ها تولید می­شوند و تا کنون 170 سم تریکوتسنی شناخته شده است که در واقع خطرناک­ترین مایکوتوکسین­ها به لحاظ تاثیرات فیزیولوژیکی برروی طیور به حساب می­آیند. هم­چنین به دلیل دارا بودن ساختمان غیرقطبی، این مایکوتوکسین­ها توسط مایکوتوکسین بایندرها جذب نمی­شوند و حتما می بایستی از روش­های میکروبی برای تخریب آن­ها استفاده شود. تریکوتسن­ها از طریق اختلال در مکانیسم سنتز پروتئین، دامنه عوارض وسیعی از کاهش عملکرد سیستم ایمنی، اسهال، مشکلات گوارشی و زخم­های دهانی را به وجود می­آورند. غالبا قارچ­های رشته­ای این مایکوتوکسین­ها را در آخرین مرحله تحمل تنش تولید می­کنند و تولید آن­ها به صورت همزمان همراه با اثرات سینرژیستی بروز می­کند.

جدول 1. میزان حد مجاز تریکوتسن­ها در طیور گوشتی، تخمگذار و مادر براساس پیشنهاد سازمان خواروبار جهانی.

نوع سم تریکوتسنی	سطح مجاز در طیور گوشتی	سطح مجاز در طیور تخمگذار و مادر
DON	2 قسمت در میلیون	5 قسمت در میلیون
T2	4 / 0 قسمت در میلیون	1 قسمت در میلیون
DAS	4 / 0 قسمت در میلیون	5 / 0 قسمت در میلیون

زیرالنون به دلیل شباهت ساختمانی با هورمون استروژن یک مایکواستروژن محسوب شده و در سطوح پایین­تر از حد مجاز طیور تخم­گذار و مادر را دچار عوارض ناشی از سطوح غیرمتعارف استروژن هم چون کاهش تولید تخم­مرغ، مشکلات تولید مثلی و ناباروری تخم­مرغ در مرغ­ها و کاهش کیفیت اسپرم در خروس­ها می­نماید. این مایکوتوکسین اگرچه به عقیده بسیاری از توکسینولوژیست­ها در تعریف عمومی مایکوتوکسین­ها به دلیل عدم تاثیر آن بر مرگ و میر، قرار نمی­گیرد، اما تاثیرات بیولوژیک شدیدی برروی عملکرد تولید مثلی می­گذارد.

اکراتوکسین A توسط گونه­های قارچی آسپرژیلوس و پنیسیلیوم تولید می­شود و همچون آفلاتوکسین در داخل گوشت و تخم­مرغ قابل تشخیص است. مسمومیت به این سم باعث بروز مشکلات کلیوی و کاهش عملکرد سیستم ایمنی می­شود. میزان سطح مجاز این سم 5 / 0 قسمت در میلیون در طیور گوشتی، تخم­گذار و مادر تعیین شده است.

فیومننسین ها غالبا توسط قارچ­های فوزاریوم و آلترناریا تولید می­شوند و تاثیرات مخرب خود را برروی کبد و کلیه­ها می­گذارد. هم­چنین فیومننیسین­ها از طریق مهار سنتز اسفنگولیپیدها در سیستم عصبی سبب تحلیل میلین می­شوند. میزان سطح مجاز فیومننسین­ها در طیور گوشتی 50 قسمت در میلیون و در طیور مادر و تخمگذار 15 قسمت در میلیون است.

آلکالوییدهای ارگوت توسط گونه­های مختلف قارچ کلاویسپس تولید می­شوند که گونه­های بیماری­زای گیاهی به حساب می­آیند. این مایکوتوکسین­ها در قرون وسطی سبب بروز بیماری ارگوتیسم در انسان می­شده است. سموم ارگوتی شامل ارگومترین، ارگوسین، ارگوتامین و کلاوین­ها است و علایم ابتلا به آن شبیه قانقاریا می­باشد.

شکل 1. تاثیر مایکوتوکسین­های مختلف در طیور.

اثرات سینرژیستی مایکوتوکسین­ها در طیور

مقالات علمی متعددی در زمینه تاثیر هر یک از مایکوتوکسین­ها در گونه­های مختلف طیورمنتشر شده است، اما سوال اساسی این است که تاثیر ترکیبی این سموم به چه شکلی می­باشد؟ این سوال از این حقیقت ناشی می­شود که اغلب غلظت هر یک از مایکوتوکسین­ها برای کاهش تولید یا وقوع بیماری­ها در خوراک، کمتر از آن چیزی است که در مطالعات انجام شده، مورد استفاده قرار می­گیرد. در این زمینه تاثیرپذیری حیوانات از هر یک از سموم نسبت به تاثیرات بیش از یک نوع مایکوتوکسین می­تواند برابر با جمع دو اثر (افزایشی) و یا بیش­تر از مقدار محاسبه شده مجموع اثر آن­ها (سینرژیستی) و یا کمتر از پاسخ پیش بینی شده از هر یک از سموم به تنهایی (آنتاگونیستی) باشد.

بر این اساس هشدارهای فراوانی به پرورش دهندگان درمورد آلودگی همزمان خوراک با چندین مایکوتوکسین و پاسخ­هایی که در حیوانات مصرف کننده این خوراک ایجاد می­شود، داده می­شود. حضور انواع مختلف مایکوتوکسین­ها در خوراک ممکن است سبب ایجاد انواع تداخل­های سینرژیستی بین انواع مایکوتوکسین­ها گردد. اثرات سینرژیستی موقعی رخ می­دهد که ترکیب دو مایکوتوکسین بیشتر از اثر هر یک از آن­ها به تنهایی باشد (به عنوان نمونه 11=2+2).

تاثیرات سینرژیستی آفلاتوکسینB1  و اکراتوکسین A در مطالعات متعددی در طیور مورد بررسی قرار گرفته است. آفلاتوکسین B1 به عنوان یک سم کبدی و اکراتوکسین  Aبه عنوان یک سم عصبی بطور هم­زمان در جوجه­های گوشتی اثرات سینرژیستی ایجاد می­کنند. همچنین اثرات بیش­تری از مسمومیت عصبی حاصل از حضور هم­زمان این دو مایکوتوکسین و غلظت بالایی از اکراتوکسین A در کبد جوجه­های گوشتی نسبت به زمانی که فقط آلودگی به اکراتوکسین A وجود دارد نیز مشاهده می­شود. زمانی که خوراک جوجه­ها از یک روزگی تا 3 هفتگی دارای ترکیب سموم آفلاتوکسینی و اکراتوکسین A باشد، افزایش در وزن سنگدان و کلیه­ها و کاهش در وزن­گیری نسبت به زمانی که هر یک از این سموم به تنهایی در جیره وجود دارد مشاهده شده است. اثرات سینرژیستی آفلاتوکسین B1 با سم T-2 نیز مشاهده شده است. هر دو نوع سم، ساخت پروتئین­ها را با دو مکانیسم متفاوت تحت تاثیر قرار می­دهند که در نهایت سبب پاسخ سینرژیستی یکسانی می­شود. کاهش وزن در جوجه­های گوشتی 21 روزه در صورت حضور آفلاتوکسین 16 درصد، در آلودگی با DAS 11 درصد و در آلودگی همزمان با هر دو سم 36 درصد گزارش شده است که نشان دهنده اثرات سینرژیستی بین این دو سم است

روش­های سم­زدایی مایکوتوکسین­ها

برای از بین بردن تاثیرات مایکوتوکسین­ها در خوراک حیوانات اهلی از دو راه­کار استفاده می شود: 1) ترکیبات جذب کننده توکسین­ها یا توکسین بایندرها و 2) سم­زداهای بیولوژیکی یا دتوکسیفکاتورها.

از چند ترکیب به عنوان توکسین بایندر استفاده می­شود:

1. زغال فعال: جاذب آفلاتوکسین­ها، فیومننیسین­ها و اکراتوکسین­ها.

2. آلومینوسیلیکات­ها شامل زئولیت­ها، مونت موری لیئنت، کائولین، آلومینوسیلیکات های سدیم کلسیم هیدراته شده، که به طور اصلی آفلاتوکسین­ها را جذب می­کنند اما به مقدار کم­تر فیومننسین و اکراتوکسین را نیز جذب می­کنند.

3. دیواره سلولی مخمر که جاذب اکراتوکسین و زیرالنون است.

اما برای مایکوتوکسین­های کم­تر قابل جذب و یا غیرقابل جذب هم­چون تریکوتسن­ها، از سم­زدایی میکروبی استفاده می­شود. تا کنون به خوبی شناخته شده است که حلقه 12، 13-اپوکسید تریکوتسن­ها عامل فعالیت سمیت آن­هاست و احیای این حلقه توسط آنزیم­ها یا میکروب­های زنده سبب کاهش اثرات سمی آن­ها می­شود (شکل 1). اگرچه چندین میکروارگانیسم با فعالیت تجزیه مایکوتوکسین در گذشته جداسازی شده است، بایندر و همکاران (Binder et al 2001) اولین میکروب زنده را برای غیرفعال­سازی مایکوتوکسین­ها به عنوان یک افزودنی خوراکی تجاری توسعه دادند.

شکل 2. تغییر شکل زیستی (Biotransformation) تریکوتسن­ها به متابولیت­های غیرسمی.

یوباکتریوم سویه BBSH 797 یک باکتری با خاصیت غیرفعال سازی تریکوتسن­ها است (شکل 2). آزمایشات با استفاده از مدل آزمایشگاهی روده آشکار کرد که این میکروب در دستگاه گوارش حیوانات به خوبی عمل می­کند و بنابراین می­توان از آن به عنوان یک افزودنی خوراکی برای سم­زدایی تریکوتسن­ها در دستگاه گوارش استفاده کرد.

شکل 3. تصویر میکروگراف الکترونی از باکتری BBSH 797، جداسازی شده از محتویات شکمبه گاو، توسط تیم تحقیقاتی بایندر (وجه تسمیه BBSH از حروف ابتدای محققین Binder, Binder, Schatzmayr and Heidler) در جولای 1997 (برج 7 سال 97 که 797 را تشکیل می­دهد).

برای بررسی تاثیرات BBSH 797 بر عملکرد موجودات زنده، آزمایشاتی در دانشگاه دامپزشکی وین صورت گرفته است. نتایج معنی­داری (P<0.001) در توله خوک­هایی که با خوراک­های آلوده به 5 / 2 قسمت در میلیون DON مسموم شده بودند، بدست آمد. بعد از 45 روز حیواناتی که با خوراک آلوده تغذیه شده بودند، تنها 4 / 16 کیلوگرم وزن داشتند (با بازده خوراک 0 / 2) در حالی­که گروه­هایی که خوراک آلوده را به همراه سطوح مختلف BBSH 797 دریافت کرده بودند 3 / 22 و 6 / 23 کیلوگرم وزن داشتند (بازده خوراک 6 / 1). در آزمایشات برروی جوجه­های گوشتی (5 / 10 قسمت در میلیون DON، 2 / 0 قسمت در میلیون AcDON) افزودن BBSH 797 میزان مرگ و میر را از 4 / 19 به 5 / 5 درصد کاهش داد و یک تاثیر معنی­داری بر وزن حیوانات داشت.

ترکیب جاذب­ها و سم­زداهای بیولوژیکی- تنها راه برای موفقیت

تیم­های تحقیقی در حال بررسی این موضوع هستند که ترکیب روش استفاده از جاذب­ها و تغییر شکل زیستی را به صورت یک روش موثر علیه مایکوتوکسین­ها در خوراک­های آلوده در غالب یک محصول تجاری معرفی نمایند. در این خصوص محصول "مایکوفیکس پلاس" به عنوان یک محصول با دارا بودن سه مکانیسم اثر آخرین دستاورد تحقیقات بشر برروی ترکیبات سم­زدای مایکوتوکسین­هاست. در اولین مکانیسم از تغییر شکل زیستی سموم توسط باکتری BBSH 797 و آنزیم استراز برای سم­زدایی به ترتیب تریکوتسن­ها و زیرالنون استفاده شده است. با بهره­گیری از جاذب­های معدنی اجازه جذب به سموم قطبی در دستگاه گوارش داده نمی­شود. هم­چنین استفاده از دو ترکیب عصاره گیاه خار مریم، به عنوان محافظ بافت کبد، پانکراس و کلیه و عصاره جلبک دریایی به عنوان تقویت کننده و تحریک کننده سیستم ایمنی و افزایش دهنده پاسخ های ایمنی طبیعی بدن، این توان را به حیوان می دهند تا به مبارزه با آثار زیانبار مایکوتوکسین­ها در بدن بپردازد.

منبع:ITP