شناخت و کنترل مایکوتوکسین ها در خوراک طیور

در حال حاضر درک وقوع و شیوع مایکوتوکسین ها و اثرات آن‌ها بر طیور هر چه بیشتر به یک ضرورت تبدیل شده است زیرا تحقیقات انجام شده در طول چند دهه اخیر نشان داده است که مایکوتوکسین ها معمولاً در اکثر مواد تشکیل دهنده خوراک حضور دارند.
فن آوری های اخیر در خصوص غیر فعال کردن آنزیمی نیز به نابودی مایکوتوکسین هایی که به ترکیبات توکسین بایندر متصل نمی‌شوند کمک کرده است.
بررسی جهانی بر روی مایکوتوکسین ها در سال 2013 نشان داد که 81 درصد از حدود 3000 نمونه دانه غله و دان ای که مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند حداقل حاوی یک نوع مایکوتوکسین بود.
این میزان بالاتر از متوسط 10 ساله ای (از سال 2004 تا 2013) است که دران 76 درصد از کل 25944 نمونه آلوده اعلام شد. نتایج این مطالعه امسال توسط یک تیم تحقیقاتی متشکل از دانشمندان شرکت بایومین، دانشگاه میسوری- کلمبیا،، آزمایشگاه کریستین داپلر برای متابولیسم مایکوتوکسین ها، دانشگاه منابع طبیعی و علوم زیستی وین (Boku)، دپارتمان علوم دامی دانشگاه پوردو و دانشگاه تگزاس A & M ارائه گردید.
محققان اعلام داشتند که افزایش تعداد نمونه های مثبت در سال 2013 می‌تواند به دلیل بهبود ایجاد شده در روش های تشخیص و حساسیت انها بوده است.
مایکوتوکسین ها می‌توانند دام‌ها را به صورت تکی یا تجمیعی و با حضور بیش از یک مایکوتوکسین مبتلا کنند و ممکن است اندام های مختلفی از جمله دستگاه گوارش، کبد و سیستم ایمنی بدن را درگیر کرده و اساساً سبب کاهش بهره وری پرندگان و در موارد شدید مرگ و میر می‌گردد.
در حالی که استفاده از ترکیبات مایکوتوکسین بایندر به عنوان یک استراتژی جهت مقابله با ان متداول شده است، ولیکن با توجه به تنوع گسترده در ساختار شیمیایی مایکوتوکسین ها، محققان معتقدند که آشکارا هیچ روش مستقلی که بتواند برای غیر فعال کردن مایکوتوکسین ها در خوراک مورد استفاده قرار گیرد وجود ندارد.
بنابراین، به منظور مقابله اختصاصی با مایکوتوکسین های مشخص بدونان که کیفیت خوراک تحت تأثیر سوئی قرار گیرد لازم است تا استراتژی های مختلف با یکدیگر ترکیب شوند.
 در سم زدایی میکروبی یا آنزیمی، که تحت عنوان زیست‌ترادیسی "biotransformation" یا سم زدایی زیستی "biodetoxification" نیز شناخته می‌شود با استفاده از میکروارگانیسم‌ها و یا آنزیم های خالص حاصل از میکروارگانیسم‌ها جهت کاتابولیسم کل مایکوتوکسین ها و یا تبدیل و یا تجزیه آن‌ها به ترکیباتی با سمیت کمتر و یا حتی ترکیبات غیر سمی استفاده می‌شود.
با این حال، سطح آگاهی مرغداران در خصوص میزان شیوع مایکوتوکسین ها، دسترسی به تکنیک های مدرن جهت انالیز آن‌ها، اثرات ناشی از مایکوتوکسیکوزیس و نیز پیشرفت های اخیر در خصوص روش های نابودی ایمن مایکوتوکسین ها از خوراک بسیار پایین می‌باشد.
این مقاله مروری، به شیوع و اثرات مایکوتوکسین ها بر روی سلامت و عملکرد طیور و پیشرفت های اخیر در خصوص استراتژی های مقابله با مایکوتوکسین ها می‌پردازد که در همایش "استراتژی های جدید برای مقابله با اثرات مایکوتوکسین ها بر سلامت و عملکرد طیور " در نشست سالانه انجمن علوم طیور که سال گذشته با نگاهی بر روش های مقابله با مایکوتوکسین ها در خوراک طیور برگزار گردید ارائه شد.
اصطلاح "مایکوتوکسین " از واژه های "mykes" به معنی قارچ و "toxicon" به معنی سم تولید شده توسط قارچ گرفته شده است. بیش از 200 گونه از قارچ های تولید کننده مایکوتوکسین شناخته شده‌اند.
 انالیز نمونه های غله و دان در سراسر جهان نشان داده است که ممکن است دانه های غلاتی با غلظت بسیار بالایی از مایکوتوکسین ها وجود داشته باشند ولی در عین آلودگی کلی محموله غلات با مایکوتوکسین پایین باشد. این داده‌ها همچنین نشان داد که آلودگی غلات با مایکوتوکسین ها معمولاً شامل بیش از یک نوع مایکوتوکسین است.
مایکوتوکسین ها به طور مستقیم یا همراه با سایر عوامل اولیه استرس زا مانند پاتوژن ها می‌توانند انواعی از بیماری‌ها را تحت عنوان مایکوتوکسیکوزیس " mycotoxicoses " ایجاد کنند.
این بیماری‌ها با علائم و ضایعاتی همراه هستند، که می‌تواند برای تشخیص بالینی حضور مایکوتوکسین ها مورد استفاده قرار گیرد اگرچه با صرف توجه به این علائم تشخیص چندان ساده و دقیق نخواهد بود.
موارد حاد ناشی از بلع سطوح بالای مایکوتوکسین ها ممکن است موجب مرگ و نیز کاهش قابل ملاحظه در میزان بهره وری پرندگان گردد.
با این حال، تحقیقات نشان می‌دهند که در اکثر موارد، مایکوتوکسیکوزیس مزمن بوده و ناشی از مصرف سطوح پایینی از متابولیت های قارچی بروز می‌کنند که در نتیجه سبب کاهش قابل اندازه گیری در عملکرد گله شده و تغییرات غیر اختصاصی، از جمله خونریزی های زیر جلدی در جوجه های گوشتی و همچنین سرکوب سیستم ایمنی مشاهده می‌گردد.
پژوهش‌ها نشان می‌دهند که در موارد مزمن مایکوتوکسیکوزیس به منظور تشخیص مایکوتوکسین ها در دان انالیز خوراک ضروری بوده و در کناران باید مواردی چون تاریخچه، علایم بالینی و کالبدگشایی در گله و نیز بررسی های میکروسکوپیک بافتی مورد توجه قرار گیرند.
شناخت تأثیر مایکوتوکسین ها بر روی سلامت و بهره وری طیور در طی چند دهه گذشته به تحقیقات فشرده ای در خصوص ابداع روش های مقابله با ان، از جمله شناسایی و حذف و یا سم زدایی مایکوتوکسین ها منجر شد.
شناخته شده ترین رویکرد جهت سم زدایی مایکوتوکسین ها استفاده از توکسین بایندر ها می‌باشد. این شیوه شامل استفاده از جاذب‌هایی است که از نظر تغذیه ای خنثی هستند ولی دارای ظرفیت‌هایی برای اتصال و تثبیت مایکوتوکسین ها در دستگاه گوارش حیوانات بوده و سبب کاهش فراهمی زیستی انها می‌شوند.
تحقیقات نشان می‌دهند که اگر چه این شیوه خطر برخی از مایکوتوکسین های خاص را با موفقیت از بین می‌برد، ولیکن علیه تمام مایکوتوکسین های مرتبط با صنعت طیور مؤثر نیست.
ثابت شده است که تغییر ساختار مولکولی مایکوتوکسین ها از طریق زیست‌ترادیسی یا بیوترانسفورمیسم سبب سم زدایی مایکوتوکسین ها غیر قابل جذب می‌گردد.
 مقابله با مایکوتوکسیکوزیس به یک رویکرد یکپارچه از مرحله تشخیص تا مرحله سم زدایی نیازمند است. سمومی مثل آفلاتوکسین (AF)، زرالنون (ZEN)، اکراتوکسین A (OTA)، فومینیسین (FUM)، تریکوتسن هایی مانند دی اکسی نیوالنول (deoxynivalenol) یا ((DON و سم T-2 از جمله مایکوتوکسین هایی هستند که به طور قابل توجه می‌توانند بر سلامت و بهره وری طیور تأثیر بگذارند. به طور کلی، خوراک آلوده معمولاً حاوی بیش از یک نوع مایکوتوکسین هستند.
تعیین معتبر مایکوتوکسین ها و متابولیت های آن‌ها گام مهمی برای به کارگیری هر گونه استراتژی های مداخله ای، کاهنده، یا اصلاحی جهت کنترل اثرات مخرب مایکوتوکسین ها در دام به شمار می‌رود.
به طور کلی، شیوه های تعیین و تشخیص مایکوتوکسین ها را می‌توان به روش کروماتوگرافی، روش ایمونوشیمیایی و روش "دیگر" که خود شامل روش های اسپکتروسکوپیک مستقیم است تقسیم بندی نمود.
شرایطی که تحت آن قارچ‌ها و مایکوتوکسین ها در محصولات کشاورزی تولید می‌شود بستگی زیادی به شرایط محیطی مانند میزان دسترسی به آب و درجه حرارت محیط دارد.
همچنین مطالعات نشان می‌دهند که غلظت CO2 می‌تواند رشد قار چها را تحریک کند.
شرایط نامساعد آب و هوایی، باران های سیل اسا و خشکسالی با ایجاد استرس در گیاهان سبب استعداد بیشتر آن‌ها جهت ابتلا به عفونت های قارچی می‌گردد.
ترسیم نقشه های شیوع مایکوتوکسین ها به عنوان بخشی از فرایند مدیریت مناسب خطر مربوط به مایکوتوکسین ها بسیار اهمیت داشته و امکان ارزیابی خطر استفاده از برخی اجزای تشکیل دهنده خوراک که از مناطق مختلفی تهیه می‌گردند را برای تولید کنندگان خوراک طیور و نیز مرغداران فراهم می‌آورد و در همین راستا برنامه جهانی ممیزی سالانه شیوع مایکوتوکسین ها در سال 2004 راه اندازی شد تا میزان آلودگی خوراک و مواد تشکیل دهنده خوراک با مایکوتوکسین ها را در سطح جهانی مشخص نماید.
در دهه بین سالهای 2004 و 2013، در حدود 76 درصد از نمونه‌ها حاوی مقادیر قابل تشخیصی از حداقل یک مایکوتوکسین بود، اما اعتقاد بر این است که شیوع جهانی مایکوتوکسین ها در بین سال های مختلف متفاوت بوده است.
به عنوان بخشی از برنامه ممیزی سالانه مایکوتوکسین ها، نتایج بررسی های انجام شده در سال 2013 نشان داد که مایکوتوکسین های DON و FUM در بیش از نیمی از تمام نمونه های خوراک و علوفه انالیز شده حضور دارند.
پژوهش های انجام گرفته اثرات فیزیولوژیکی و ایمنولوژیک ناشی از آلودگی با سطوح کم و بیش معمول مایکوتوکسین ها را نشان می‌دهند.
 از انجا که بسیاری از مایکوتوکسین ها و متابولیت های آن‌ها سنتز پروتئین را مهار می‌کنند، بافت‌هایی که سطح سنتز و گردش (turnover) پروتئین در انها بالاست، مانند بافت های دستگاه گوارش (GIT) به ویژه نسبت به اثرات سمی مایکوتوکسین ها حساس تر هستند. به ویژه، دستگاه گوارش در مقایسه با ارگان های دیگر در معرض غلظت های بالاتری از مایکوتوکسین ها قرار دارد.
 همچنین روده می‌تواند به عنوان محلی برای فعال سازی و یا غیر فعال سازی متابولیک برخی از مایکوتوکسین ها عمل کند.
در دام‌هایی که با مایکوتوکسین ها مواجهه یافته‌اند اثرات مخرب این سموم می‌تواند سبب ممانعت از بروز پاسخ های ایمنی شده و در نتیجه چنین حیواناتی کمتر قادرند تا علیه پاتوژن ها فعالیت کنند و بنابراین نسبت به ابتلا به عفونت‌ها بیشتر مستعد خواهند بود.
 مشخص شده است که گونه های پرندگان در مقایسه با گونه های دیگر جانوری مانند خوک، از حساسیت کمتری نسبت به مایکوتوکسین ها، به ویژه سموم ناشی از قارچ فوزاریوم برخوردارند. بسیاری از آزمایشات انجام شده در طیور اثرات سمی مایکوتوکسین ها را نشان داده‌اند اما نه در دوزهایی که در سطح مزرعه قابل انتظار هستند.
با این حال، تحقیقات اخیر نشان داده است که مایکوتوکسین ها در سطوح پایین تر از مقادیری که سبب بروز مایکوتوکسیکوزیس بالینی می‌شود هم می‌توانند با تداخل در سیستم ایمنی مقاومت بدن در برابر بیماری های عفونی را کاهش دهند.
داده های اپیدمیولوژیک اخیر نشان می‌دهند که همبستگی بالایی بین شیوع بیماری نیوکاسل و آلودگی جیره جوجه های گوشتی با افلاتوکسین وجود دارد.
 در اردک‌ها و جوجه های گوشتی تغذیه شده با غلظت های DON بین 3 تا 12 میلی گرم / کیلوگرم جیره غذایی نیز تیتر آنتی بادی در برابر واکسن های مرسوم (بیماری نیوکاسل، برونشیت عفونی) کاهش یافته و همچنین وزن توده بورس فابریسیوس نیز پایین تر بود.
 در خصوص هر دو مایکوتوکسین DON و افلاتوکسین، اثرات مشاهده شده در بورس فابریسیوس و متعاقباً" تأثیران بر روی سطح آنتی بادی‌ها، ممکن است از مهار مستقیم بیوسنتز پروتئین‌ها ناشی شده باشد.
همچنین شواهد رو به افزایشی وجود دارد که بسته به سطح و زمان مواجهه با این سموم، می‌توان بروز پاسخ دو فازی را انتظار داشت.
پژوهش‌ها نشان می‌دهند که در خصوص بررسی اثر دوزهای پایین تر از حد بروز علائم آشکار بالینی باید توجه بیشتری معطوف گردد.
بر خلاف مواجهه با عوامل پاتوژن، در موارد مسمومیت های مایکوتوکسینی هیچ نشانه بالینی قابل مشاهده نیست زیرا اغلب این متابولیت های قارچی به طور طبیعی در مقادیر پایین یافت می‌شوند.
با این حال، مایکوتوکسین ها قادرند تا سلول های فعال شده و در حال تکثیر را تحت تأثیر قرار دهند، به بافت پوششی آسیب برسانند، سبب افزایش نفوذپذیری روده گردند و بنابراین موجبات ضعف سیستم ایمنی را فراهم کنند.
به عنوان نتیجه، هنگام ورود یک عامل بیماری زا به بدن پرنده، یک پاسخ ایمنی مناسب و کارآمد نمی‌تواند بیان شود و این موضوع سبب می‌شود تا در نهایت علائم بالینی قوی تری ایجاد گردد.
ساختار شیمیایی مایکوتوکسین ها متفاوت است، که این امر موجب ایجاد تفاوت‌های گسترده شیمیایی، فیزیکی و نیز خصوصیات بیوشیمیایی آن‌ها می‌گردد. از ان جا که خواص بیوشیمیایی معرف سمیت مایکوتوکسین ها می‌باشد، خواص شیمیایی و فیزیکی این ترکیبات تعیین کننده روش‌هایی است که می‌توان از آن‌ها برای سم زدایی استفاده کرد.
با توجه به وجود تفاوت‌های فراوان در ساختار مایکوتوکسین ها، محققان بر این باورند که هیچ روش واحدی برای غیر فعال کردن مایکوتوکسین ها در خوراک وجود ندارد.
بنابراین، باید استراتژی های مختلفی را به منظور مقابله با هر یک از مایکوتوکسین ها با هم ممزوج نمود بدون این که تأثیر سوئی بر کیفیت خوراک داشته باشد.
بهترین روش شناخته شده برای غیر فعال کردن مایکوتوکسین ها روش "اتصال" با استفاده از ترکیبات بایندر است، که تحت عنوان مایکوتوکسین بایندر، جاذب و یا جاذب روده ای (enterosorbents) هم شناخته می‌شوند.
 این ترکیبات می‌توانند از جنس مواد آلی (میکروبی) و یا معدنی (عمدتاً مواد معدنی از جنس خاک رس) باشند.
یکی دیگر از روش‌ها تحت عنوان " حفاظت زیستی " (bio-protection) شناخته می‌شود که در با استفاده از مواد مختلف (مانند جلبک‌ها، ترکیبات گیاهی، و نظایر ان) از اندام های آسیب پذیر مانند کبد محافظت شده و سیستم ایمنی بدن حیوانات را تقویت می‌نماید.
 در روش سم زدایی آنزیمی یا میکروبی، که گاهی اوقات تحت عنوان "biotransformation" یا "biodetoxification" نیز شناخته می‌شود از میکروارگانیسم‌ها و یا آنزیم های خالص استفاده جهت کاتابولیسم کل مایکوتوکسین ها و یا تبدیل و یا تجزیه آن‌ها به ترکیبات غیر سمی یا کمتر سمی استفاده می‌شود.
 افزودن ترکیبات بایندر و یا جاذب روده ای در رژیم غذایی طیور به عنوان یک استراتژی مؤثر جهت کاهش مواجهه ناشی از حضور مایکوتوکسین ها در مواد غذایی مورد توجه گرفته است.
استفاده از مواد رسی به عنوان توکسین بایندر روش چندان جدیدی نیست. گزارش شده است که برای قرن های متمادی است که در انسان‌ها و حیوانات مبادرت به مصرف مواد معدنی رسی می‌شود، فرایندی شناخته شده که تحت عنوان خاک خواری (geophagy) نامیده می‌شود. مصرف رس خوراکی برای مقاصد مختلف توسط مردم و برای حیوانات در کشورهای در حال توسعه (و ایالات متحده) امری شایع بوده و در بسیاری از موارد برای سلامتی مفید در نظر گرفته می‌شود
 امروزه افزودن مواد معدنی رسی غیر مغذی به رژیم غذایی حیوانات برای کاهش فراهمی زیستی سم و کاهش مواجهه با ان از طریق خوراک آلوده به طور گسترده مورد توافق قرار گرفته است.
با توجه به الزامات اندک مربوط به افزودن مواد معدنی رسی به خوراک و مدیریت آسان جاذب های روده ای افلاتوکسین، پذیرش گسترده این محصولات توسط صنعت پرورش دام به معرفی انواع متنوعی از این ترکیبات و یا مخلوط های پیچیده ای از ان برای اتصال با افلاتوکسین منجر شده است.
این محصولات تحت عنوان جاذب های روده ای مایکوتوکسین، توکسین بایندر ها، عوامل جدا کننده ( Sequestrants )، مولکول های جدا کننده (interceptor molecules)، ترکیبات به دام اندازنده، جاذب‌ها، جاذب سموم و غیره معرفی شده‌اند.
بنا به گزارش‌ها این مواد (و یا مخلوط‌ها) حاوی رس اسمکتیت، زئولیت، کائولینیت، میکا، سیلیس، زغال چوب، ذغال و ترکیبات بیولوژیک مختلف از جمله کلروفیلین، ترکیبات مخمری، باکتری های اسید لاکتیک، عصاره های گیاهی و جلبک‌ها هستند.
در مطالعات گسترده ای که در حیوانات و انسان به انجام رسیده است گزارش شده که رس کلسیم دی اکتا هدرال اسمکتیت (NovaSil, NS) و نیز رس مونتموریلونیت به طور قابل توجهی سبب کاهش مواجهه با افلاتوکسین شده و اثرات سمی ناشی از مصرف دوزهای تا 20 گرم / کیلوگرم رژیم غذایی را تقلیل می‌دهد. تحقیقات انجام شده روی NS و ترکیبات دیگر نشان می‌دهد که جاذب های روده ای بالقوه برای افلاتوکسین ها باید به دقت در شرایط آزمایشگاهی و نیز در داخل بدن مورد بررسی قرار گیرند.
 مطابق با این مطالعات ترکیبات فوق باید حائز معیارهای زیر باشند:
• ویژگی های مطلوب ترمودینامیکی جذب.
• سطوح قابل تحمل از فلزات سنگین(  priority metals )، دیوکسین یا فوران‌ها و دیگر مواد خطرناک داشته باشند
• ایمن بودن و اثر بخشی در چندین گونه از حیوانات.
• ایمن بودن و اثر بخشی در مطالعات بلند مدت روی جوندگان.
• تداخل ناچیز با ویتامین‌ها، آهن و روی.
با این حال، کفایت اثر جذب توکسین بایندر ها یا جاذب های روده ای تنها محدود به چند مایکوتوکسین از جمله افلاتوکسین ها، آلکالوئیدهای ارگو و برخی از سموم قارچی دیگر می‌شود، در حالی که نشان داده شده است که توکسین بایندر ها برای مایکوتوکسین ها تریکوتسنی بی اثر هستند.
بنابراین، رویکردهایی جایگزین جهت سم زدایی کارآمد مایکوتوکسین ها مورد نیاز می‌باشند.
رویکرد استفاده از میکروارگانیسم‌ها و آنزیم های انان جهت سم زدایی مایکوتوکسین های خاص نه تنها برای مایکوتوکسین های غیر قابل جذب مؤثر است، بلکه برای تمام سموم دیگر که میکروب های مربوط به انها قابل جداسازی از طبیعت است عمل می‌کند.
این رویکرد برای مدت های طولانی و حتی طولانی تر از توکسین بایندرها است که شناخته شده و مورد توجه قرار گرفته است.
یکی از میکروارگانیسم‌هایی که به این منظور بیشتر در برنامه های عملیاتی مورد استفاده قرار گرفته است مخمر mycotoxinivorans Trichosporon می‌باشد که یک سویه مخمری است که قادر به سم زدایی مایکوتوکسین های OTA و ZEN می‌باشد. استفاده از این مخمر در جیره طیور جهت سم زدایی OTA به تأیید رسیده است.
در سراسر جهان بسیاری از محصولات پلت بایندر و روان کننده (flowing agents) (مواد معدنی رسی) و یا مواد خوراکی (مخمر و مشتقات آن‌ها) با ادعای داشتن خصوصیات مایکوتوکسین بایندر و یا سم زدایی در خوراک دام مورد استفاده قرار می‌گیرند.
با این حال، در بسیاری از نقاط جهان قوانین وضع شده در خصوص مایکوتوکسین بایندر ها و غیر فعال کننده‌ها به دلایل مختلف مورد اجرا قرار نمی‌گیرند. به همین دلیل تضمینی در مورد ایمن بودن و اثر بخشی مصرف این محصولات در جیره دام و طیور وجود ندارد.
بنابراین، به کار گیری دستورالعمل های مربوطه، که ایمن بودن و اثر بخشی این مواد افزودنی را تحت شرایط ازمایشگاهی و نیز در داخل بدن تأیید می‌کنند از اهمیت فراوانی برخوردار است.
برای غلبه بر این وضعیت حقوقی نامطلوب، به تازگی کمیسیون اتحادیه اروپایی گروه جدیدی از مواد افزودنی به خوراک را برای کاهش مایکوتوکسین ها در خوراک معرفی کرده است.
در سال 2010، سازمان ایمنی مواد غذایی اروپا (EFSA) دستورالعملی را با الزامات سختگیرانه منتشر کرد که مطابقان مثلاً ظرفیت اتصال توکسین بایندر ها با مایکوتوکسین باید مشخص شود ٬ محصولات تجزیه کننده مایکوتوکسین ها باید برای حیوانات هدف و نیز مصرف کنندگان بی خطر باشند ٬ حداقل سه مطالعه درون تنی (in vivo) با کمترین دوز توصیه شده این محصولات کارایی قابل توجهی را نشان دهند٬ برای ارزیابی محصولات غیر فعال کننده مایکوتوکسین و برای نشان دادن تأثیر کالا ٬ برای هر یک از مایکوتوکسین ها از نشانگر زیستی (biomarkers) مربوطه استفاده گردد.
از این رو، برای اطمینان از کفایت اثر اقدامات پیشگیرانه ٬ شناخت چگونگی تشکیل مایکوتوکسین ها و اگاهی از غلظت آلودگی ناشی از انها در خوراک ضروری است.
 برای تعیین نوع و مقدار آلودگی با مایکوتوکسین ها انجام انالیزهای اختصاصی مورد نیاز است، به این ترتیب می‌توان از آخرین فن آوری های آنزیمی برای حذف مایکوتوکسین هایی که با استفاده از فراورده های مایکوتوکسین بایندری محدود نمی‌شوند استفاده کرد.