饲料中常见霉菌毒素间的毒性互作效应

发布时间:2011-07-27 来源:饲料研究


  霉菌毒素是真菌产生的次级代谢产物,常见的霉菌包括曲霉菌、镰刀菌和青霉菌,它们可在农作物生长和收获期间及加工后的作物上生长。饲料中最常见的霉菌毒素有黄曲霉毒素、烟曲霉毒素、赭曲霉毒素、呕吐毒素、T一2毒素和玉米赤霉烯酮,偶尔还伴有其他霉菌毒素的污染。目前,绝大多数报道的是单一霉菌毒素对各种动物的影响。近年来,养殖业更加关注多种霉菌毒素污染和中毒的问题。这种关注源于这样一个事实,几种霉菌毒素协同作用对动物健康和生产性能的副作用比一种霉菌毒素单独作用的副作用要大,即实际生产条件下引起动物生产陛能下降和中毒症的单一霉菌毒素的含量低于试验控制条件下引起同样毒性效应的剂量(Swamy,2003)。另外,几种霉菌毒素同时存在于饲料原料和全价料中是常见的,如在同一种谷物中,黄曲霉毒素、烟曲霉毒素、呕吐毒素和玉米赤霉烯酮往往同时并存。因此,一种谷物在自然条件不大可能只受一种霉菌毒素污染(Trenholm等,l989)。即使每种原料只含有一种霉菌毒素,将众多原料配合成一种饲粮,这种饲粮就含有多种不同的霉菌毒素。
  随着谷物原料国际贸易的增长,饲料中含有来源于不同地理区域的原料成分的概率大大增加,这提高了动物霉菌毒素中毒的发病率。这些来源于世界不同地理区域的饲料原料混合后,又增加了动物日粮中同时含有多种霉菌毒素的可能性。实际生产条件下动物生产性能下降和某些不可预期的中毒现象,可能是由于不同霉菌毒素间的相互作用造成的。
  霉菌毒素问的互作可改变中毒的临床症状,导致一系列诊断特征不同于单独作用的症状之和。这使霉菌毒素互作的田间诊断变得困难,同时也强调了描绘霉菌毒素互作的具体内容的必要性。霉菌毒素间的互作效应也为消除霉菌毒素污染而采用统一的分析方法的发展带来挑战。一种解毒措施可能有效降低某一种霉菌毒素的检出水平,但另一种霉菌毒素可能仍以毒性水平存在。

  1霉菌毒素互作效应的分类
  霉菌毒素互作效应是指2种或超过2种霉菌毒素同时存在于饲料中时,这些霉菌毒素对动物毒性反映所表现出来的相互关系。当几种霉菌毒素联合饲喂时,其互作效应可分为加性效应、亚加性效应、协同效应、增效效应和颉颃效应(Klaasen等1991;Kubena等,l988)。加性效应(Additive effects)是指2种霉菌毒素的组合作用等于二者单一作用的累积相加。协同效应(Synergistic effects)指2种霉菌毒素的组合作用高于二者单一作用的累积相加。多种霉菌毒素在日粮中同时存在而导致的毒理学协同效应,增加了霉菌毒素中毒的严重性(Speijers等2004)。上述2种互作效应在镰刀菌属的毒素间最常见,发生得最严重。研究显示,与饲喂纯化的霉菌毒素相比,饲喂自然污染霉菌毒素的饲料产生的中毒症状更为严重(Trenholm等,l994)。亚加性效应(Lessthan additive effects)发生于2种霉菌毒素的组合作用低于二者单一作用的累积相加。增效效应(Potentiative effects)是指一种霉菌毒素对某组织或器官不产生毒性作用,但摄入另一霉菌毒素后,前者使后者毒性增强,如萎蔫酸就是一种最常见的镰刀菌毒素Bacon等,l996),它可增强呕吐毒素的毒性(Smith等,l997),但在没有其他霉菌毒素存在的情况下萎蔫酸的毒性就非常弱,以致在生产中很少检测饲料中的萎蔫酸含量(Smith等1991;Smith和Sousadias,1993)。颉颃效应(Antagonistic effects)是指一种霉菌毒素干扰另一种霉菌毒素的毒性作用,这种情况较少见。

  2饲料中常见霉菌毒素的毒性互作效应
  2.1黄曲霉毒素和镰刀菌属霉菌毒素间的互作效应
  在黄曲霉毒素和T一2毒素单独存在或同时存在的毒性研究中发现,当日粮中同时存在这2种霉菌毒素时,二者的相互作用是可累加的,表现为加性效应;或弱于累加性,表现为亚加性效应(Harvey等,1990)。饲喂生长猪同时含有经培养产生的黄曲霉毒素B1和烟曲霉毒素B1日粮,无论日粮含有一种霉菌毒素还是同时含有2种霉菌毒素,都对其临床表现、生物化学、血液学和免疫学指标产生不利影响(Harvey等,l995)。Kubena等(1993)对肉仔鸡同时饲喂黄曲霉毒素和二乙酰蔗草镰刀烯醇,从体增质量、平均红细胞体积、平均红细胞血红蛋白含量、血清甘油三酯及血清钙等指标看,二者的毒性互作效应表现为协同效应。孙桂菊等(2005)以灌胃的方式,单独或联合饲喂大鼠黄曲霉毒素B1(50或100 μg/kg)和烟曲霉毒素B1(100 μg/kg)30 d,从生长发育及食物利用情况、血液学、血清生物指标及脏器组织病理学的改变情况看,这2种霉菌毒素存在联合毒性作用,在动物体内存在相加作用或协同作用。
  总的来说,动物对采食有多种霉菌毒素并存的日粮的反映大于这些霉菌毒素单独存在时的反映,毒性的反映是累加的,有时毒性反映比单独的霉菌毒素累加后还大,表现为协同效应,尤其是对动物的肝损伤。黄曲霉毒素B1和烟曲霉毒素Bl对原发性猪肺巨噬细胞影响的研究结果表明,霉菌毒素对猪肺巨噬细胞已造成免疫毒害,但这一毒性影响是通过其他的生物化学机制作用的(Liu等,2002)。

  2.2赭曲霉毒素和其他霉菌毒素间的互作效应
  许多研究已确定了赭曲霉毒素A和镰刀菌属霉菌毒素在猪体内的互作效应。在赭曲霉毒素A和T一2毒素对生长阉猪影响的研究中发现,无论日粮中赭曲霉毒素A和T一2毒素是单独存在还是共同存在,它们对猪的生长性能、血清生化指标、血清学指标、免疫机能和器官组织质量都有影响;二者的相互作用是累加性的,而不是协同性的(Harvey等,1994)。
  在生长猪饲喂日粮含有0.1 mg/kg赭曲霉毒素A和1.0 mg/kg呕吐毒素的研究中发现,将这2种霉菌毒素单独饲喂或共同饲喂时,都对猪产生毒性影响,表明二者问不存在毒理学的协同作用(Lusk,1998)。在断奶仔猪日粮中同时存在赭曲霉毒素A、呕吐毒素、T一2毒素和烟曲霉毒素的研究中发现,这些霉菌毒素的共同作用对断奶仔猪所造成的不利影响并没有超出单个赭曲霉毒素对断奶仔猪的不利影响,这表明,这些霉菌毒素间不存在协同作用(Mueller等,l999)。生长猪采食同时含有赭曲霉毒素A、呕吐毒素和玉米赤霉烯酮的日粮90 d,结果发现,在猪组织中并没有检测到呕吐毒素和玉米赤霉烯酮,但日粮中同时含有呕吐毒素和玉米赤霉烯酮影响了猪体内赭曲霉毒素A的排泄(Lusky等,2001)。
  Stoev等(2001)研究了赭曲霉毒素A和青霉菌酸对青年猪的毒性作用,从显微镜的观察结果可见,猪肾的受损不同于典型的丹麦猪肾病,这说明,赭曲霉毒素A和青霉菌酸间可能存在协同作用。
  赭曲霉毒素A和橘霉毒素皆产自于纯绿青霉(P.viridicatum),二者都具肾毒性,人们已对赭曲霉毒素A和橘霉毒素间的相互作用进行了研究。Manning等(1982)对肉仔鸡单独或同时饲喂赭曲霉毒素A和橘霉毒素发现,二者无加性效应或协同效应,但二者同时饲喂可减轻赭曲霉毒素A导致的生长抑制或橘霉毒素引起饮水量增加。

  2.3烟曲霉毒素B1和其他镰刀菌属霉菌毒素间的互作效应
  在烟曲霉毒素B1和呕吐毒素对生长阉猪影响的研究中,对猪的生长性能、血清生化指标、免疫反应和组织病理学反应进行评估,结果发现,从一些指标的分析结果看,二者存在加性互作效应,而从另一些指标的分析结果看,存在超出累加性的互作,表现为协同效应(Harvey等,l996)。
  2.4呕吐毒素和其他镰刀菌属霉菌毒素间的互作效应
  在呕吐毒素和T一2毒素间的毒理学相互作用研究中,日粮中呕吐毒素水平为2.5 mg/kg,T一2毒素水平为3.2 mg/kg,结果未发现这2种霉菌毒素间存在明显的毒理学协同作用(Fiend等,l992)。在日粮含有单一的呕吐毒素,或与接骨木镰菌醇、l5一乙酰去氧雪腐镰菌醇、3一乙酰去氧雪腐镰菌醇和大镰刀菌素同时存在时,未发现这些霉菌毒素问对生长猪有明显的毒理学相互作用(Rotter等,l992)。
  Williams等(1994)将天然霉变的玉米,其中含有雪腐镰刀菌烯醇11.5 mg/kg和玉米赤霉烯酮3 mg/kg的日粮分别饲喂给生长猪和妊振母猪,结果发现,生长猪的采食量减少,平均日增质量下降,饲料转化率降低,但对妊振母猪的受胎率或产仔数及屠宰体质量未产生不良的影响。
  表1和表2分别总结了饲料中一些常见霉菌毒素对猪和禽的毒性互作效应。由于生理反应变量对生物学和经济学影响的统计结果具有不确定性,研究仅限于2种霉菌毒素的互作效应对动物生产性能的影响。对以上研究结果应谨慎对待,因为这些研究本身存在一些不足之处,要彻底了解霉菌毒素间的互作关系还需进行大量的研究工作。这些研究的不足之处有很多,如霉菌毒素剂量很高时它们间的互作效应就难以发现,因为某种单一毒素产生的毒性反映可能已达最大,而且现有的研究多数没有考虑毒性反映对免疫系统的影响。据报道,多种霉菌毒素诱导的免疫抑制可能使动物对影响生产性能的致病因子的易感性增加。另一个不足之处是,现有的研究仅评估2种霉菌毒素的互作效应,但实际受污染饲料中含有的霉菌毒素可能不止2种。此外,这些研究是在实验室条件下进行的,动物一般接触不到环境应激因子(如热、NH3和疾病等)。
  现在有些研究者也研究过多种霉菌毒素问的互作关系。Morris等(1998)饲喂的雏鸡和雏火鸡饲粮中含有6种霉菌毒素组合,其中各种霉菌毒素的含量为脱氧雪腐镰刀菌烯醇1 mg/kg、念珠菌毒素5 mg/kg、烟曲霉毒素B1 5 mg/kg、黄曲霉毒素100 mg/kg、玉米赤霉烯酮1 mg/kg和赭曲霉毒素A0.5 mg/kg。试验结果显示,这些霉菌毒素的组合抑制雏鸡的生产性能,对雏火鸡的生产性能无影响,但改变了几种血清生化指标。仔猪饲喂同时含有去氧雪腐镰菌醇、l5一乙酰去氧雪腐镰菌醇、玉米赤霉烯酮和镰刀菌酸的天然霉变玉米和小麦配制的日粮,结果发现,仔猪的增质量和采食量明显下降;同时,仔猪大脑的神经化学指标发生变化。这可能是由于这些霉菌毒素在日粮中共同存在对大脑神经化学产生了不同的影响所致(Swamy等,2004)。
 
  关于2种或超过2种霉菌毒素间互作效应的研究还有待加强。研究要全面测定生产性能、血清生化指标、器官质量、血液学、组织学及免疫功能等反映指标,以评价受损免疫系统是否促成中毒综合征的发生。此外,还要评价体液免疫和细胞免疫指标,热应激对饲喂多种霉菌毒素动物的免疫功能的影响,霉菌毒素对疫苗的功效及动物对疾病攻击的反应能力。
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