霉菌毒素详述

1)黄曲霉毒素

黄曲霉毒素(Aflatoxins)主要由黄曲霉(Aspergillus flavus)和寄生曲霉(Aspergillus parasitium)产生。黄曲霉毒素常现于温暖潮湿气候条件下。在寒冷或温带地区,虽然黄曲霉毒素不是主要的问题,但是,当使用由温暖潮湿国家或地区进口的饲料原料时需格外小心。

曲霉产生多种黄曲霉毒素,如黄曲霉毒素B1,B2,G1,和G2。在25°C条件下,黄曲霉很容易产生黄曲霉毒素,当气温降低到10°C以下时,未发现有毒素产生。当谷物的水分含量在 22%-26%水平时,为谷物(玉米,小麦,大麦和燕麦)中黄曲霉毒素的产生提供了理想的条件。

研究发现,黄曲霉毒素是致癌的。因此,人们担心它进入人类的食品链中。对于猪来说,所有的霉菌毒素都具有剧烈的毒性,导致猪不同程度的肝脏病变。人们的另一个担心是食品中的黄曲霉毒素及其代谢产物残留,因为大量的资料证明这些物质是致癌的。因此,许多国家设定了饲料中黄曲霉毒素含量的上限水平。当谷物中的黄曲霉毒素水平超过20ppb时,不得用于人类食品和动物饲料,不得饲喂给幼龄动物。

当饲料中黄曲霉毒素水平在20-200 ppb时,动物的生产性能和健康状况下降,饲料采食量,进而导致生长速度降低,免疫机能抑制。当日粮黄曲霉毒素达1000ppb以上时,将导致动物死亡。

临床影响

黄曲霉毒素可导致动物生长缓慢,饲料转换效率降低。当日粮含有高水平的黄曲霉毒素时,导致动物肝脏受损,如脂肪肝、肝小叶性坏死,并伴随着肝小叶和胆管外周的嗜碱性细胞增加。动物严重的慢性中毒症状为肝硬化和死亡。
肝损伤的症状是血清γ-谷氨酰转移酶(GGT)和碱性磷酸酶的活性升高,血清白蛋白和总蛋白的水平升高
饲喂被黄曲霉毒素污染的日粮可加剧猪维生素A和E的缺乏,同时降低猪的免疫功能;进而导致动物对并存疾病的易感性增加,常见的有:猪繁殖和呼吸障碍综合症(蓝耳病PRRS),仔猪断奶后多系统衰竭综合症(PWMS),病毒性流感和支原体肺炎及继发性感染。

虽然动物可耐受低水平的黄曲霉毒素,但黄曲霉毒素与日粮中其他霉菌毒素的协同作用导致对猪肝脏代谢、蛋白质合成和免疫机能的危害更严重,最终降低猪的繁殖效率。如饲料中黄曲霉毒素B2的水平增至800微克/kg,可导致活产仔猪数和断奶仔猪数大大减少。Paterson在其猪-霉菌毒素中毒症的最新进展一文中指出:不同黄曲霉毒素对猪繁殖性能的影响具有叠加的效应。

黄曲霉毒素中毒症的临床症状表现为:

  • 饲料采食量减少
  • 增重下降
  • 饲料转换效率降低
  • 母猪繁殖性能下降
  • 脂肪消化减少
  • 肾功能减退
  • 肝脏损伤:
  • 血清γ-谷氨酰转移酶水平升高
  • 血清碱性磷酸酶水平升高
  • 血清白蛋白和总蛋白水平降低
  • 血清视黄醇和生育酚的水平下降
  • 维生素A和E缺乏
  • 免疫机能降低=对疾病的易感性升高


2)赭曲霉毒素

赭曲霉毒素A(Ochratoxin A)是赭曲霉毒素(Ochratoxins)家族中最重要的毒素,由多种曲霉菌(赭曲霉)和青霉菌(疣孢青霉)产生,这些霉菌也产生桔霉素和草酸。赭曲霉毒素普遍存在于热带和气候温和的地区,常见于燕麦,大麦,小麦和玉米农作物上。这些霉菌具有产生高达10ppm赭曲霉毒素A的能力。这样高水平的赭曲霉毒素是很少见的,即使毒素水平很低的情况下,如0.2 ppm,就可对猪造成危害性的影响。

单胃动物采食被赭曲霉毒素污染的饲料可导致其组织器官,脂肪,肌肉组织和血液被毒素污染。如果猪长时间地采食赭曲霉毒素污染的饲料,霉菌毒素可污染猪的大部分可食组织,导致肾脏损伤和猪肉胴体等级降低。赭曲霉毒素急性中毒症(日粮毒素水平高于5 ppm)的特点是肾病(肾功能衰竭),肠炎脂肪肝,淋巴结坏死,免疫抑制,并伴随着其他多种病理状况。由于急性肾衰竭,急性的赭曲霉毒素中毒症有可能多种动物死亡。鉴于赭曲霉毒素可在动物可食肌肉组织中积累,进而导致人类健康问题的特性,研究人员近期将研究重点关注于赭曲霉毒素的致癌性方面。事实上,丹麦养猪业以肾脏赭曲霉毒素水平作为判定猪肉产品是否存在潜在的毒素危害残留的指标。临床症状和剖检可显示赭曲霉毒素中毒症,这还可通过监测饲料中的霉菌毒素或在屠宰场检测肾脏中的毒素水平确认赭曲霉毒素的中毒症。

残留在动物产品中的赭曲霉毒素可通过食品链传递给消费者,一些国家的政府已采取强硬的监管措施,以消除消费者对猪肉产品安全性的担忧。例如,欧洲于1997年设立了所有食品中赭曲霉毒素的最高允许含量为5 ppb。德国将这一标准更严格地定为3 ppb。在丹麦,如果猪血液赭曲霉毒素的水平达到 25 µg/mL,认定为猪的整片胴体被污染,猪肉不得作为食用。

临床影响

赭曲霉毒素中毒症的主要症状为:生长迟缓,饲料报酬降低。肝脏受损,但主要是对肾脏的影响,导致肾间质纤维化。饮水量增加(剧渴),导致排尿增多(多尿症),这是赭曲霉毒素中毒症的一大特点。幼龄生长猪会出现肾周水肿,并伴有僵硬。胃溃疡也是常见的症状。公猪的精子质量降低,受精率下降,最终导致整体繁殖性能下降。

赭曲霉毒素中毒症的临床表现为:

  • 生产性能下降(饲料采食量,生长速度,饲料报酬)
  • 肾脏苍白、变大=肾小管变性,肾间质纤维化
  • 肾功能受损=高蛋白血症,氮血症
  • 肾衰竭=死亡
  • 饮水量增加(剧渴),排尿增多(多尿症)
  • 细胞免疫抑制=对感染的易感性大大增加
  • 公猪精子质量降低=受精率下降=繁殖性能降低
  • 仔猪出现水肿=角弓反张,步态不稳。
  • 胃溃疡


3)玉米赤霉烯酮

玉米赤霉烯酮(Zearalenone)为禾谷镰刀菌(Fusarium gramearum)产生的霉菌毒素,在湿热条件下可在各种农作物上生长,最常见的是玉米。玉米赤霉烯酮是一种雌激素毒素,主要破坏动物的繁殖功能。生长肥育猪常见的中毒症状为直肠和阴道脱垂。

动物摄入含有玉米赤霉烯酮毒素的日粮后,毒素被机体吸收,5天后可在血浆中检测到玉米赤霉烯酮或其代谢产物。玉米赤霉烯酮与葡萄糖醛酸结合由尿或粪排出体外。该毒素破坏动物的繁殖功能,降低3-α-羟化类固醇脱氢酶的活性(3-alpha-hydroxysteroiddehydrogenase)。

玉米赤霉烯酮毒素的污染常与去氧瓜萎镰菌醇(DON)霉菌毒素以及玉米穗腐病和小麦赤霉病同时出现。它主要是谷物在贮存过程中产生的毒素,而不是在大田里。

玉米赤霉烯酮毒素主要危害繁殖用后备小母猪和成年母猪,其主要症状是:外阴红肿,阴道和直肠脱垂;发情周期无规律,窝产仔数减少。当母猪配种后的头15天里,如日粮含有60-90 ppm的玉米赤霉烯酮,胚胎的发育就会终止,不仅损失了这窝仔猪,而且母猪需要数月时间才能再次发情。

临床影响/症状

玉米赤霉烯酮中毒症最显著的临床特征为小母猪和母猪的外阴红肿,动物的繁殖性能遭到破坏。当动物采食被玉米赤霉烯酮污染的饲料后,导致窝产仔数减少,死胎,仔猪四肢外张和弱仔。由于子宫内血液循环受到影响,仔猪的初生重大小不一。受玉米赤霉烯酮污染的日粮同样也危害精子质量,破坏公猪的繁殖性能。玉米赤霉烯酮中毒症的症状列表如下:

配种前的小母猪3-5 ppm外阴红肿
乳头和乳腺肿大
卵巢和子宫肿大
子宫水肿
持续黄体,不发情 发情期延长
母猪5-10 ppm除上述之外,还有假孕(持续黄体),窝产仔数减少,流产;仔猪初生重降低或变化,仔猪出生时体弱,死胎和四肢外张;雌性仔猪外阴/乳头肿大;母猪断奶-配种间隔时间延长
 30-60 ppm流产
公猪30-60 ppm精液质量降低
畸形精子数增加 , 性欲减弱 , 包皮水肿 , 毛发脱落
所有动物 直肠和阴道脱垂,繁殖性能降低


4)烟曲霉毒素

烟曲霉毒素(Fumonisins)主要由串珠镰刀菌素(Fusarium moniliform)产生。它们的化学结构赋予了毒素具有抑制脂肪合成的功能。过去人们认为,猪不象其他动物(如马),对烟曲霉毒素是不敏感的。但近期人们证实,烟曲霉毒素是危害养猪生产的霉菌毒素。

烟曲霉毒素常出现于玉米产区。在烟曲霉毒素家族中,B1,B2和B3是最常见的烟曲霉毒素,B1又占75%的比例。

过高的烟曲霉毒素水平导致过多的体液涌入肺组织,导致肺水肿。同时,也危害肝脏组织,导致黄疸及其他组织出现黄色病变,死后尸检尤为明显。分析烟曲霉毒素是否存在可简单地通过检测肝脏、胰腺和肾上腺中二氢神经鞘氨醇(sphinganine)与神经鞘氨醇(sphingosine)的比值来判断。该比值可作为判断烟曲霉毒素中毒的一个生物学指标,也可作为判断其他霉毒素是否存在的一个生物学指标

临床影响/症状

烟曲霉毒素中毒后导致猪的生产性能和繁殖性能受到破坏,明显的症状是肺水肿。胚胎发育受损,免疫机能降低。中毒症症状归纳如下:

  • 生产和繁殖性能降低
  • 胚胎死亡
  • 急性呼吸障碍
  • 肺水肿
  • 皮肤发绀(青紫)
  • 黄疸
  • 二氢神经鞘氨醇:神经鞘氨醇的比值升高(生物学指标)
  • 免疫机能下降=对感染的易感性增高=接种免疫或治疗的效果降低


5)单端孢菌毒素(T-2毒素,蛇形菌素DAS)

单端孢菌毒素(Trichothecenes)是一组由多种镰刀菌真菌产生的霉菌毒素,主要是禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)和拟分枝孢镰刀菌(Fusarium sporotrichioides)。致使单端孢菌毒素具有生物活性的最重要的结构特点是它以羟基或乙酰基存在的12, 13-环氧环以及侧链的结构和位置。

单端孢菌毒素是典型的大田霉菌毒素。该毒素产生在农作物上,污染饲料原料,然后再进入动物饲料。业已证明,该毒素对动物的组织器官具有刺激性,摄入后常见的症状有:口腔溃疡,皮炎和肠道损伤。

机体对单端孢菌毒素的主要生理反应表现为食欲减退,因此人们又称呼它为拒食毒素。它还具有强有力的免疫抑制作用,通过直接损坏骨髓,脾,淋巴组织胸腺和肠粘膜,这些分裂活跃的细胞来影响动物的细胞免疫系统。 

呕吐毒素(去氧瓜萎镰菌醇,DON)

去氧瓜萎镰菌醇(DeoxynivalenolDON)又称呕吐毒素,由禾谷镰刀菌产生,常出现在玉米(穗腐病)小麦和大麦(赤霉病)上。霉菌通常喜好湿冷气候,菌呈白色或红色。

日粮毒素水平超过1 ppm将导致动物饲料采食量减少,增重降低;毒素水平超过5 ppm将导致动物拒食;超过10 ppm将导致动物体重降低,呕吐。用无霉变的清洁饲料取代霉变饲料,猪将重新恢复采食饲料,无其他明显症状。 

呕吐毒素影响胃肠道(如肠道损伤,溃疡)
毒素水平为1-2 ppm时,导致饲料采食量减少,增重下降
毒素水平增至5 ppm以上时,动物开始拒食
毒素水平达10-20 ppm时,导致呕吐,完全拒食,增重降低,体重下降
猪最初可能采食足够的日粮诱导呕吐,然后自动地减少采食量以避免呕吐
母猪比幼龄猪较能耐受呕吐毒素
低水平的呕吐毒素可抑制动物的免疫机能
T-2 毒素
比呕吐毒素毒性更大,但不如呕吐毒素常见
常见于长期湿冷的气候条件
毒素水平达1 ppm以上将导致呕吐,采食量减少,生长速度降低
毒素水平达16-20 ppm时导致完全拒食

 

临床影响/症状

去氧瓜萎镰菌醇DON或呕吐毒素是最常见的霉菌毒素,主要危害猪。毒素是一个大的化合物家族,主要导致猪食欲减退,拒食,呕吐和胃肠道损伤。由于霉菌毒素的免疫抑制作用,猪的健康状况受到不利影响。肝脏重量增加,肝脏蛋白质的合成受损;大脑血清素(serotonin)浓度和活性升高。

许多研究显示,当日粮呕吐毒素水平达3-5 mg/DON/kg饲料时,猪的食欲大大减退,生长和生产性能下降。呕吐毒素对泌乳母猪的影响更严重,由于食欲不振导致母猪的泌乳量减少,从而导致仔猪生长速度缓慢;仔猪体重丢失越大,断奶时的体况就越差。呕吐毒素的这些不利影响延长了断奶-发情的间隙时间,进而进一步降低母猪的繁殖性能。

6)麦角毒素

麦角毒素(麦角毒素)由麦角菌(Claviceps purpurea)产生,危害小麦,燕麦,黑麦草,及其他作物,侵入作物种子内,发育成黑色细长的小核菌(sclerotum)。小核菌含有有毒的生物碱,麦角新碱(ergometrine)就是其中之一。麦角新碱可缩小血管,限制血液的供给,尤其是限制血液向乳腺和机体末稍的供应。

临床影响/症状

饲料中小核菌的含量超过1 g/kg饲料可导致麦角中毒的临床症状。典型的症状有:生长发育不良,呼吸急促,呼吸障碍。新生仔猪个头小,体弱,成活率低。血液流向乳腺受阻,从而导致泌乳母猪的无乳症。由于蹄的脱落和坏死,猪跛腿也是一个明显的症状。常见的症状还有尾巴和耳朵坏死

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