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减轻霉菌毒素对猪肠道的影响

时间:2015-12-01 14:26来源:《Pig Progress》Vol.30(2015), 作者:网络
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近年来,与猪饲料中霉菌毒素的战斗因引入了烟曲霉毒素降解酶而有了新的突破。这种酶在肠道水平上是如何影响猪的健康呢?

       烟曲霉毒素主要是由轮枝样镰刀菌和串珠镰刀菌产生的一系列霉菌毒素的统称。由于这些毒素主要存在于玉米中,因此它们会对养猪生产构成一系列的威胁。烟曲霉毒素普遍存在,并不局限于特定的气候条件下。来自近期《百奥明霉菌毒素调查——20141月~12(Biomin Mycotoxin SurveyJan-Dec 2014)的数据显示,在检测的1 071个玉米样本中,73 %的样本呈烟曲霉毒素阳性,烟曲霉毒素最高含量达154 000μg/kg(来自东南亚,见1),阳性样本的平均含量为2 914 μg/kg

 

      在来自中欧国家的76个玉米样本中,46 %的样本呈烟曲霉毒素阳性,阳性样本的烟曲霉毒素含量平均为454 μg/kg。检测到的最大值为2 650 μg/kg。含量最高的样本通常来自热带或亚热带地区。对于欧洲南部国家,94 %的玉米样本呈烟曲霉毒素阳性,平均值为3 275 μg/kg,最大值为56 948 μg/kg

      烟曲霉毒素高污染水平也见于南美(均值为3 171 μg/kg,最大值为52 438 μg/kg)和东南亚(均值为3 389 μg/kg,最大值为130 246μg/kg)地区的样本中。

1  作用机制

      烟曲霉毒素能够阻断鞘脂的代谢,并妨碍多鞘脂复合物的形成,而多鞘脂复合物是神经、肌肉和膜系统的重要组成部分。据推断,游离的鞘氨基醇基团(二氢基鞘氨醇和鞘氨基醇)对大多数细胞有毒害作用,它们能在组织中累积,将会引发氧化损伤和脂质过氧化、细胞病变和细胞凋亡。因此,将血清中的二氢基鞘氨醇-鞘氨基醇比率(Sphinganine-Sphingosine RatioSa/So)作为烟曲霉毒素污染的生物标记物,该值升高表明鞘脂代谢严重混乱。除马和兔外,猪是最易受烟曲霉毒素影响的物种。对猪的主要影响见2

 

 

2  烟曲霉毒素的中和

      在谷物生长期、收割期以及储存期间,抗霉菌毒素的预防措施只能降低霉菌毒素污染的风险。因此,收割后采取有效的去毒措施非常重要。中和烟曲霉毒素的最有效方法是通过酶催化进行生物转化,该方法具有高度特异性,且可将曲霉菌素转化为不可逆转的无毒代谢产物。不久前开发成功的纯化烟曲霉酯酶funD(商业品为FUMzyme),可将烟曲霉毒素转化为无毒的水解物FB1(Hydrolysed FB1HFB1)

      科学研究表明,HFB1在易感猪模型中不会产生肠毒性和肝毒性,不会对鞘脂代谢造成明显的影响。这就表明将FB1转化成HFB1可以作为减轻FB1污染的一个理想策略。

      上述烟曲霉毒素降解酶(fumonisin degrading enzymeFDE)在受烟曲霉毒素污染的猪饲料中的功效利用动物实验进行了深入研究。一群18头的4周龄去势公猪(皮特兰×杜洛克×大白)分入以下3个试验组:

      ○ 阴性对照组:饲料不含烟曲霉毒素和FDE

      ○ 阳性对照组:饲料含有烟曲霉毒素(6 mg/kg)

      ○ 试验组:饲料含有6 mg/kg烟曲霉并添加FDE(1 )

      众所周知,高浓度的烟曲霉毒素能够诱发猪肺部水肿。在本实验中,低剂量的烟曲霉毒素(6 mg/kg FUM)能引发肺部损伤,尤其是会引起支气管相关淋巴组织的萎缩,并引发血管病症。与对照组相比,这些显微病变使得阳性对照组在病变评分中得到更高的分值。添加FDE后上述损伤的发生明显减少,发生的病变严重程度急剧减弱(2A)

      在阳性对照组中,对猪空肠组织病理学分析后发现了许多损伤,主要为肠绒毛扁平化和消融。而添加FDE能显著减少损伤的发生,并可减轻病变的严重程度(2B)

 

      利用有丝分裂的细胞数对肠上皮细胞增殖进行评估,结果表明污染日粮添加FDE后,细胞的增殖能力得以恢复(3A)研究还发现,对照组日粮中添加FDE后,猪的肠上皮细胞增殖也减少。

      烟曲霉毒素能够通过抑制神经酰胺合成酶的功能来阻断鞘脂的代谢,使得血清中二氢基鞘氨醇/鞘氨基醇(Sa/So)比值升高。日粮中的烟曲霉毒素能够显著提高血清中的Sa/So比。通过添加FDESa/So比值显著升高的现象不复存在(3B)

 

 

3  霉菌毒素中和剂

      该研究表明,烟曲霉毒素是威胁动物健康和生产性能的一种重要风险因子。在猪日粮中添加高效的中和剂来帮助动物抵抗烟曲霉毒素造成的免疫应答损害、减轻烟曲霉毒素造成的消化道病症(炎症和吸收功能障碍)至关重要。

      原题名:Degrading mycotoxins-effects on a pig’s gut (英文)

      原作者:Sabine Masching (百奥明公司产品经理)Bertrand Grenier (百奥明公司研究人员)

(责任编辑:罗静如)
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