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霉菌毒素对畜禽养殖危害

2012/08/21 阅读:

霉菌普遍存在于饲料及饲料原料中,霉菌会大量消耗饲料的养分,在适宜的条件下能大量、快速生长,同时在生长过程中产生有毒次生代谢产物———霉菌毒素。目前饲料中的霉菌毒素主要有黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、单端孢霉烯族毒素、烟曲霉毒素、赭曲霉毒素A和麦角生物碱6大类,其中黄曲霉毒素是迄今发现的毒性最强的一类生物毒素,是强致癌物。霉菌毒素是污染饲料、食品的主要元凶,近年来,因霉菌毒素的污染对农业和畜牧生产造成了巨大经济损失,据统计,每年全球大约25%的谷物不同程度地受到霉菌毒素的污染,因畜禽食用霉菌毒素污染过的饲料所造成的经济损失超过数十亿美元。据BIOMINGmbH等的报道,国外饲料霉菌毒素污染十分普遍和严重,仅烟曲霉毒素每年对亚洲养猪业造成的经济损失可能高达11亿美元。在国内,有研究发现我国饲料和原料霉菌毒素污染超标的比例高达60%~70%。2009年张丞等调查显示,我国饲料霉菌毒素污染普遍,这些毒素主要是呕吐毒素(DON)、烟曲霉毒素(FUM)和玉米赤酶烯酮(ZON),这与Edwards的研究结果一致,其中,玉米及其加工副产物是饲料中霉菌毒素的主要来源。美国学者早在15年前就将霉菌毒素定义为动物传染病的诱因,霉菌毒素是防止动物传染病第一要考虑的因素。大量的研究及案例表明,饲料及其原料中不可避免地存在霉菌毒素污染,被污染的谷物和饲料不但给动物健康带来危害,而且对人类健康产生了潜在威胁,也给全球的经济带来了严重的损失。

一、霉菌毒素的毒性作用

1、降低饲料营养,浪费饲料资源霉菌在霉变饲料中大量繁殖,需消耗饲料营养物质,霉变饲料的感观性质恶化,如变色、异味如散发出难闻的霉味、油哈味,粘稠污秽、结块等,严重影响饲料适口性,霉菌分泌的酶又分解饲料,导致饲料营养价值降低,发霉严重的饲用价值下降为零,蛋白质品质降低,微生物含量下降,最终导致饲料利用率降低。

2、抑制免疫系统,降低机体抵抗力霉菌毒素的核心危害作用是对免疫系统的破坏及强烈抑制免疫应答,使法氏囊、胸腺和脾脏质量降低,T淋巴细胞和B淋巴细胞的活性降低,抑制免疫球蛋白和抗体的产生,降低补体和干扰素的活性,损害巨噬细胞的功能,最终导致畜禽生产性能低下。此外霉菌毒素还能溶解淋巴细胞,使细胞免疫和体液免疫调节机能受到抑制、抗体产量减少,出现免疫麻痹与免疫耐受,致使免疫应答低下。赭曲霉毒素A可抑制动物免疫机能,使得颗粒细胞吞噬作用和细胞免疫能力下降。单端孢霉毒素则是一类强有力的免疫抑制剂,通过影响动物的免疫细胞降低免疫应答能力。据报道将感染沙门氏菌和球虫的雏鸡暴露在T-2毒素下,其抗病力明显下降。黄曲霉毒素B1可通过减少胸腺的重量和外周T细胞的数量,使白细胞和球蛋白值降低,从而抑制机体的细胞免疫功能。有研究表明火鸡饲喂黄曲霉毒素B10.25g/kg,就能破坏鸡霍乱的获得性免疫。霉菌毒素也可通过其他毒性间接抑制免疫系统,如T-2能够激活内分泌系统,促使皮质固醇在应激状态下释放,从而间接地抑制免疫功能;DON的神经毒性间接造成对免疫系统的抑制;ZEA的雌激素样作用,导致雌激素分泌失调,进而影响免疫器官机能的调节。

3、抑制蛋白质合成,影响细胞代谢霉菌毒素抑制蛋白质合成过程中关键的酶,使蛋白质的合成效率大大降低,进而负面地影响DNA和RNA的合成。研究表明,黄曲霉毒素的细胞毒作用是通过与DNA和RNA结合干扰其合成,进而在翻译水平上干扰了蛋白质生物合成,影响细胞代谢,导致动物全身性伤害。黄曲霉毒素和单端孢霉烯族毒素能够抑制蛋白质和DNA合成,其中T-2毒素主要作用于细胞分裂旺盛的组织器官,如肝脏、胸腺等;DON作为潜在的蛋白质合成抑制剂,对胃肠道黏膜细胞、淋巴细胞、胸腺细胞等均有损伤作用。ZEA可与17β-雌二醇受体结合,导致脂肪氧化反应、细胞凋亡并导致蛋白质和DNA合成的抑制,还可抑制其他大分子的生物合成。

4、破坏机体平衡,诱导细胞死亡霉菌毒素可诱发靶组织脂质过氧化反应,通过对抗氧化剂施加影响,从而诱发细胞的过氧化反应,打破机体原有的抗氧剂和促氧化剂之间的平衡。据报道VE和GA能阻止ZEA对细胞蛋白质毒害,提示ZEA可能通过扰乱依赖性细胞的氧化还原状况,导致毒性作用,且ZEA可作用于细胞膜的调节机制,使各种动物组织、细胞发生变性坏死。另有研究证明,T-2毒素是最有效力的程序性细胞死亡的促进剂,其原理是通过降低还原态谷胱甘肽的浓度,以激发细胞程序性死亡;OTA可以阻止体外淋巴细胞增殖,并导致人类淋巴细胞凋亡;DON可作用于T、B细胞而产生免疫毒性作用,抑制或增加程序性细胞的死亡。

二、霉菌毒素对畜禽养殖业的危害

霉菌毒素对动物具有很强的毒副作用,它的危害突出表现在普遍性、微量性、蓄积性、隐性、复合性以及对器官的泛嗜性等方面。健康动物短期采食低剂量的霉菌毒素不会出现明显的中毒症状,但是在多数情况下,由于饲料污染是多种霉菌毒素的混合污染,霉菌毒素之间具有协同效应会对动物产生更大的影响及危害。霉菌毒素可以对动物引起一系列严重的生理和生物毒害,如黄曲霉毒素、褚曲霉毒素和伏马霉素的致癌性、褚曲霉毒素的致畸胎性、黄曲霉毒素和柄曲霉毒素的致突变性、玉米赤霉烯酮的致雌激素异常作用、单端孢霉烯的致出血作用以及黄曲霉毒素和褚曲霉毒素的免疫毒性、黄曲霉毒素的肝毒性、褚曲霉毒素的肾毒性、单端孢霉烯的皮肤毒性及麦角碱的神经毒性等,另外还有些具有细胞毒性。畜禽长期采食受污染的饲料,一般表现为畜禽消化紊乱、采食量下降、被毛粗乱或羽毛异常、外观营养不良、生长受阻、繁殖机能下降、组织坏死、免疫抑制、致癌、基因突变。生产性能下降以及死亡率升高等。而饲料中霉菌毒素对动物的影响通过食物链传递到食品安全,进而对人类的健康产生潜在威胁。

1、对养猪业的危害猪群采食含有霉毒素的饲料表现为食欲下降或不采食饲料,持续性体温升高,易发猪皮炎肾病综合症,生长受阻,生产性能下降,繁殖性能降低,出现免疫抑制,组织器官受损等。猪群公猪中毒出现睾丸萎缩、性欲减退、精液质量下降;生长育成猪则会表现为被毛粗乱、生长发育停滞、肉品质下降、阴囊部皮肤呈水浸样病变,病猪犬坐,咳嗽,气喘,包皮红肿,关节肿胀,四肢僵硬,蹄部坏疽,顽固性下痢或便秘,部分出现呕吐、直肠脱出甚至阴道脱出;导致母猪卵巢发育不良和激素分泌紊乱,使母猪不发情,配不上种,怀孕母猪出现流产,产死胎、弱仔,或产后无乳,部分未曾配种的小母猪出现“阴道炎”等,个别重症患猪出现瘫痪;种猪的繁殖力下降、死胎、流产机率升高。

2、对养禽业的危害鸡天生对霉菌毒素敏感,饲料中较低的毒素含量就会造成鸡群大量死亡。霉菌毒素的主要毒性表现在神经和内分泌紊乱、免疫抑制、致癌致畸、肝肾损伤、繁殖障碍等。受霉菌毒素污染的饲料适口性差,蛋鸡会因厌食而体重下降,产蛋量及品质下降、生产性能及饲料报酬降低;种蛋受精率和孵化率下降[48];其影响集中表现在卵巢和输卵管萎缩、输尿管、输卵管内尿酸盐沉积,腹泻,排黑色粘性粪便,肢体残废,死亡率增加,还会导致肾小管变性,脾脏淋巴滤泡增生等病变。据报道,黄曲霉毒素B可以引起火鸡、肉猪、鸡、小白鼠及家兔等动物发生免疫抑制作用。幼禽表现为食欲不振、仔鸡采食含有霉菌毒素的饲料后引起拒食。嗜眠、生长缓慢、贫血腹泻;T-2毒素中毒家禽表现为食欲减少或废绝,鸡冠和肉垂色淡,反应迟钝。肉鸭对黄曲霉毒素要比肉鸡更为敏感,常造成鸭的喙部溃疡,剖检可见鸭的舌部组织糜烂,脾脏坏死和肝脏的网络状坏死。

3、对养牛业的危害由于牛消化系统的特殊性,瘤胃对霉菌的降解能够有效保护奶牛防止出现急性中毒,但是长期高剂量的霉菌毒素会导致奶牛群出现一系列慢性问题。长期采食霉变的饲料可引起奶牛霉菌毒素中毒,主要症状表现为:瘤胃代谢紊乱、营养不良、被毛粗糙、生长迟缓、繁殖率降低、牛奶中体细胞数增加和产奶量下降、牛奶的品质差、生产性能降低、乳房炎、蹄病等的发生几率提高,还可引起排卵率下降、发情延期或长期不发情,公牛射精量和精液浓度下降及精子活力降低,奶牛抵抗力低下导致产后疾病和一些继发病增多等,更严重者如不及时处理引起奶牛死亡。霉菌毒素中的黄曲霉毒素对牛的危害尤为严重,可引起动物肝坏死、导致胚胎死亡、先天性缺陷、肿瘤以及抑制免疫系统,导致机体出现神经症状。另据Ozsoy等的研究表明,饲料黄曲霉毒素污染与亚临床蹄叶炎和卵巢囊肿有直接正相关。

4、对其他养殖业的影响青霉酸能诱导小鼠肺泡细胞发生炎症,谢华梅等认为,青霉酸对小鼠的肾脏及肠粘膜具有明显的的损伤作用;Thomas等通过对怀孕母鼠的日粮中添加ZEA对胎儿发育影响的研究发现,添加组的胎儿发育要明显迟于对照组,胎儿骨骼肌发育要比对照组迟钝,成活率也比对照组低。除此之外,霉菌毒素还可以导致鱼的采食量下降、肝坏死、突然大面积死亡、不耐运输;危害獭兔的免疫系统,造成獭兔的细胞免疫和体液免疫功能降低甚至完全丧失。

三、结束语

由于霉菌毒素能够通过食物链对人类健康造成重大威胁,我们对其危害要有清晰的认识,畜禽养殖业应尽一切努力从每个环节去降低或消除霉菌毒素污染的发生及强度,积极采取措施从多种途径多种角度入手,减少霉菌毒素对动物健康及生产性能的不利影响,降低生产成本,减少经济损失,提高生产效益,保护动物健康,进一步实现对人类健康的保护。

霉菌毒素对畜禽养殖危害

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