При многих погодных условиях трудно избежать появления микотоксинов в корме. Как эти вещества действуют на свиней и можно ли с ними бороться?
Кормление свиней
Микотоксины – вторичные метаболиты некоторых плесневых грибов. Они не являются частью их основного обмена веществ, а образуются в ответ на стрессовые факторы окружающей среды, такие как длительные периоды дождя во время цветения, длительные периоды засухи или резкие колебания погоды. Чем сильнее климатические изменения в течение вегетационного периода, тем выше риск образования большего количества микотоксинов.
Ученые идентифицировали более 400 микотоксинов, которые существенно различаются по своим физическим и химическим свойствам. Некоторые грибы производят несколько токсинов, и, наоборот, – ряд токсинов вырабатывается разными грибами. Поэтому на практике проблемы, вызванные только одним микотоксином, встречаются редко. Скорее, воздействие микотоксинов корма является синергетическим и определяется их разнообразными комбинациями.
Грибы рода Aspergillus и Penicillium в основном производят токсины во время хранения, то есть после уборки растительной массы. А вот микотоксины рода Fusarium образуются в полевых условиях. Все эти вещества устойчивы к нагреванию и давлению. Физические или химические процессы не могут уничтожить их без повреждения питательных веществ корма.
Нет типичной картины
Сельскохозяйственные животные имеют разную восприимчивость к микотоксинам. Однако особенно чувствительны свиньи. В практике свиноводов Германии наиболее распространены дезоксиниваленол (ДОН) и зеараленон (ЗЕА). К сожалению, в случае попадания микотоксинов в организм свиньи, типичных клинических симптомов практически не наблюдается. Если количество ДОН в корме велико, животные могут отказываться от еды, и иногда их рвет. При высоких уровнях ЗЕА эстрогеноподобный эффект токсина может вызывать набухание половых органов у самок любого возраста.
После отравления животных микотоксинами возникают в основном неспецифические симптомы, характеризующие поражение соответствующих органов, вызванное цитотоксическим действием соединений. Например, ДОН повреждает эпителиальные клетки кишечника: стенка кишечника становится более проницаемой и выделяет меньше слизи, и в организм попадает больше эндотоксинов. У пораженных свиней возникают такие симптомы, как некроз края ушей, но они связаны не с микотоксинами корма как таковыми, а с эндотоксинами, поступающими из кишечника, микотоксины лишь подготовили почву.
Увеличение инфекционных заболеваний может быть еще одним признаком того, что корм содержит микотоксины: более высокие концентрации ДОН оказывают сильное негативное воздействие на иммунную систему. Кроме того, ДОН и ЗЕА могут привести к увеличению случаев повторного прихода в охоту, пропуска охоты и другим нарушениям репродуктивных функций. Это приводит к значительному ущербу, особенно заметному на племенных фермах.
Яд делает доза
Линейной зависимости между уровнем контаминации корма отдельными микотоксинами и клиническими проявлениями заболеваний не обнаружено. В Евросоюзе установлены предельные допустимые значения для афлатоксинов, а для остальных микотоксинов определены только рекомендуемые значения, но они считаются завышенными.
Лекарство от яда отличает доза. Это выражение касается и микотоксинов. Свою роль в проявлении эффекта микотоксинов на организм играют и другие факторы, такие как дополнительные патогены в корме, возраст животных и уровень продуктивности.
Организм молодых животных страдает из‑за изменения концентрации ферментов в кишечнике, нарушения иммунитета после отъема и созревания микробиома, что делает метаболизм более восприимчивым к микотоксинам. Кроме того, микотоксины дополняют друг друга по своему вредному воздействию с уже имеющимися эндотоксинами.
Наибольший эффект микотоксинов отмечают на предприятиях, где содержатся высокопродуктивные свиноматки, которые чувствительнее, чем животные со средним уровнем продуктивности. На практике это проявляется в необъяснимом на первый взгляд снижении продуктивности.
Причина заключается в большей нагрузке на обмен веществ – организм высокопродуктивной свиньи работает на пределе возможностей. Микотоксины в основном обезвреживаются в печени, которая и так сильно нагружена. Ферменты расходуются на расщепление микотоксинов и их не хватает в других процессах, например, в регуляции окислительного стресса. В результате печень высокопродуктивных свиноматок не только напрямую страдает от цитотоксического действия микотоксинов, но накапливает нормальные для обмена веществ токсичные продукты.
Воздействие микотоксинов на организм животных вынуждает экспертов говорить не о допустимых нормах, а о пороговых значениях, отражающих риски: превышение их не может исключить негативное влияние на здоровье и продуктивность животных.
Все большая информированность о роли микотоксинов привела к тому, что в кормах для свиней в Германии все шире используются адсорбенты, особенно на чувствительных отрезках технологии, таких как содержание свиноматок или выращивание поросят. Некоторые ошибочно понимают добавление таких ингредиентов как признание вины за низкое качество корма, но все обстоит с точностью до наоборот. К тому же мировые исследования показывают, что практически невозможно производить комбикорм, не содержащий микотоксинов.
Связать и обезвредить
С одной стороны, это связано с изменением климата и глобализацией: практически все предприятия зависят от закупок зерна или других ингредиентов. С другой стороны, все более совершенные аналитические методы позволяют быстрее обнаруживать даже невысокие концентрации микотоксинов, что создает впечатление большей загрязненности кормов, чем раньше.
Осложняет ситуацию неравномерное распределение микотоксинов в корме: колонии грибов расселяются в разных местах, что делает непростым отбор репрезентативной пробы для исследования.
В южной Европе использование микотоксин‑сорбентов является обычной практикой. Исследования урожая 2020 года показали, что 50 % образцов содержали два или более микотоксина, и ДОН был одним из них. Концентрация 700 ppm была характерна как для пшеницы, так и для ячменя, кукуруза содержала примерно 650 ppm ДОН и 87 ppm зеараленона.
Микотоксины существенно различаются по своим молекулярным свойствам, поэтому адсорбенты также должны подбираться с их учетом. Афлатоксины довольно легко связываются из‑за их полярной структуры. Хорошие адсорбенты характеризуются высокой эффективностью связывания и надежной абсорбцией даже низких доз афлатоксина без связывания витаминов и микроэлементов.
С токсинами грибов рода Fusarium сложнее: они неполярны, и их связывание на поверхности адсорбента требует особых свойств, таких как оптимальное распределение заряда и подходящий размер пор. Кроме того, эти характеристики частично зависят от значения pH. А при попадании в рН‑нейтральную среду кишечника связанные токсины снова высвобождаются.
Наконец, важен скорый эффект. Например, ДОН очень быстро усваивается организмом свиньи. В научных исследованиях первые сывороточные значения были измерены уже через 20 – 30 минут после перорального приема микотоксинов.
Микотоксины и их контроль в России
Александра Быкова, технический специалист Alltech
Как показывает ежегодный анализ растительных компонентов комбикормов нового урожая, производимый компанией Alltech, SHS (Summer Harvest Survey, 2020 г.), все исследованные образцы из России, Казахстана и Белоруссии (пшеница, кукуруза, ячмень, горох и др.) оказались контаминированы, 96,4 % образцов содержало два и более микотоксина, а среднее количество микотоксинов, обнаруженных в одном образце, составляло 4,5. Среди наиболее распространенных микотоксинов оказались представители группы трихотецены типа В и фузариевая кислота (23,64). Их одновременное присутствие в кормах чревато синергетическим эффектом: увеличение синтеза серотонина в мозге из триптофана сверх физиологической нормы, оказывающее угнетающее действие на свиней, приводя, в частности, к снижению потребления корма (вплоть до полного отказа) – такой эффект установлен в ходе многолетних исследований доктора T. K. Смита в Университете Гуэлф, Канада.
Риски, связанные с микотоксинами, зависят от их вида, концентрации и сочетаний. Компания Alltech предложила собственную систему оценки рисков REQ (Risk Equivalent Quantity), приводящую указанные факторы «к общему знаменателю» через эквиваленты афлатоксина и позволяющую прогнозировать влияние микотоксинов на здоровье и продуктивность животных. 60 % контаминированных образцов в SHS-2000 имели низкий уровень риска для свиней, 18,2 % и 21,8 % – средний и высокий соответственно. Комбинация сырьевых ингредиентов в комбикормах в разных сочетаниях ведет к тому, что итоговая смесь являет собой «коктейль» с более высоким риском, чем отдельные ее компоненты.
Кормление свободными от микотоксинов кормами на практике фактически невозможно, поэтому большинство свиноводческих предприятий в России вводят в корма племенных животных адсорбенты. Современные исследования показывают, что одновременное присутствие в кормах даже низких уровней микотоксинов негативно влияет на приросты и конверсию корма на доращивании, поэтому применение адсорбентов экономически оправданно и в период доращивания и откорма.
Показатель «адсорбционная емкость», заявленный в инструкциях к препаратам, оценивают in vitro («в пробирке»), поэтому ценность его не стоит преувеличивать. Высокий процент связывания адсорбентом микотоксина в пробирке вовсе не гарантирует его эффективности в условиях ЖКТ животных: исследования in vitro, как правило, проводятся на одном микотоксине в среде с фиксированным pH в отсутствии других веществ, способных повлиять на связывание.
Они не способны учесть взаимодействия адсорбента с другими веществами в химусе и его специфичность он в отношении иного микотоксина. Исследования in vitro – лишь первый шаг в определении эффективности адсорбента. Объективным способом оценки адсорбента являются контролируемые исследования in vivo – на животных, результаты которых публикуются в рецензируемых научных изданиях. Учитывайте это при выборе адсорбента. Например, флагманский адсорбент Alltech «Микосорб» оценен более чем в 170 исследованиях, из которых 120 – это эксперименты in vivo, проведенные на разных видах сельхозживотных, в т.ч. свиней.
Так, в одном из свежих независимых исследований изучалась эффективность нескольких адсорбентов в сложной in vitro модели, имитирующей условия ЖКТ моногастричных, в присутствии шести микотоксинов одновременно (ДОН, ЗЕА, фумонизин, охратоксин, T-2- токсин и афлатоксин). Из десяти коммерческих препаратов только «Микосорб» одновременно связывал более 50 % всех шести микотоксинов, а остальные препараты умеренно связывали афлатоксин (44 – 58 %), но их эффективность в отношении ЗЕА, фумонизина, охратоксина и T-2 токсина была гораздо ниже, вплоть до полного отсутствия какого-либо взаимодействия в случае минеральных адсорбентов (O. Kolawole и др., 2019).
Наша компания более четверти века исследует воздействие микотоксинов на организм животных, разрабатывает методики их определения в образцах и создает технологии снижения рисков при использовании контаминированного сырья в кормлении животных и птицы, и мы готовы делиться накопленным опытом с практиками.
