Корма и кормовые добавки

06.06.2016

Неофунгистат — новый подход к решению проблемы детоксикации кормов

При анализе случаев интоксикации сельскохозяйственных животных становится все более заметным влияние микотоксинов, присутствующих в кормах и силосе. Негативное воздействие оказывается в том числе на стабильность производственных показателей (яйца, молоко, мясо). В то же время многочисленные публикации на тему эффективности коммерческих «нейтрализаторов токсинов» на свиньях и птице с результатом 95–98% связывания всех токсинов указывают на, казалось бы, окончательное решение проблемы микотоксикозов. Но ничего подобного не происходит на практике. Как это объяснить? Дело в том, что токсины любой природы так или иначе находятся в связанном состоянии с компонентами корма, и здесь не так важно, в какой момент токсины появились в корме — в поле вместе с зерновыми и шротом либо в процессе их хранения. В наших многолетних исследованиях, опубликованных ранее (1, 2, 3) мы показали, что неизбирательная сорбция (связывание) токсинов компонентами корма достигает 90%. Из этого следует, что оценка эффективности сорбции токсинов различными нейтрализаторами, наиболее часто проводимая на моделях «корм/сорбент» — завышена и некорректна. Также не существует универсальных сорбентов, которые могли бы сорбировать все токсины. Более того, важно понимать, что доля сорбентов (норма ввода) ничтожно мала по сравнению с объемом корма.

Если обобщить все вышесказанное, создается впечатление, что в отчетах об эффективности различных нейтрализаторов токсинов происходит очевидная подмена результатов. Роль сорбентов завышается, а приводимые эффекты на животных и птице если и существуют, то достигаются за счет различных дополнительных компонентов в составе нейтрализаторов (гепатопротекторов, витаминов и т.д.).

В качестве примера малой эффективности сорбентов, входящих в состав нейтрализаторов токсинов, можно привести ситуацию с Т-2 токсином, который находится в составе кормов, зерновых и шротов в концентрациях, вызывающих серьезные проблемы в организме животных и птицы. Т-2 токсин образуется его продуцентами — грибами из рода Fusarium при выращивании зерновых и их последующем хранении при повышенной влажности. Удержание T-2 токсина, также как и дезоксиниваленола (ДОН), на субстратах корма осуществляется, по-видимому, за счет ван-дер-ваальсовых взаимодействий, но не за счет специфического связывания. Таким образом, при разрушении корма трихотеценовые токсины должны высвобождаться и в условиях кишечника сорбироваться на предлагаемые нейтрализаторы. Мы ранее проверяли на модели желудка и кишечника (1) возможность сорбции Т-2 токсина и ДОН самыми разными нейтрализаторами (в том числе самыми востребованными). В табл. 1, 2 показаны результаты сорбции при разных pH.

Таблица 1

Адсорбция Т-2 токсина (концентрация МДУ = 100 мкг/кг)

№ п/п	Нейтрализаторы токсинов*	Адсорбция в кислой среде		Адсорбция в слабощелочной среде
		мкг/кг	%	мкг/кг	%
1	Фунгистат-ГПК Алюмосиликаты + бентониты + органические кислоты + гепатостимуляторы + протеолитический комплекс + фунгистатики + нуклеозиды	6,4	6,4	4,13	4,13
2	Неорганический сорбент (специальным образом обработанные цеолиты) + биотрансформирующий фермент	0	0	0	0
3	Смесь из адсорбентов + дрожжи + соли пропионовой кислоты	0	0	0	0
4	Сорбент органической природы (полисахариды)	0	0	0	0
5	Бентониты + дрожжи + полисахариды растительного происхождения	0	0	0	0
6	Глинистые субстанции + продукты переработки дрожжей + органические кислоты + антиоксиданты + растительные экстракты	0	0	0	0
7	Модифицированные бентониты, минералы, силикаты, хелаты	2,2	2,2	0	0
8	Клиноптилолит — природный минерал, специальным образом обработанный	0	0	0	0

Таблица 2

Адсорбция ДОН (концентрация МДУ = 1000 мкг/кг)

№ п/п	Нейтрализаторы токсинов*	Адсорбция в кислой среде		Адсорбция в слабощелочной среде
		в мкг/кг	в %	в мкг/кг	в %
1	Фунгистат-ГПК Алюмосиликаты + бентониты + органические кислоты + гепатостимуляторы + протеолитический комплекс + фунгистатики + нуклеозиды	377	37,7	0	0
2	Неорганический сорбент (специальным образом обработанные цеолиты) + биотрансформирующий фермент	220	2,2	0	0
3	Смесь из адсорбентов + дрожжи + соли пропионовой кислоты	202	20,2	0	0
4	Сорбент органической природы (полисахариды)	136	13,6	0	0
5	Бентониты + дрожжи + полисахариды растительного происхождения	197	19,7	0	0
6	Глинистые субстанции + продукты переработки дрожжей + органические кислоты + антиоксиданты + растительные экстракты	272	27,2	0	0
7	Модифицированные бентониты, минералы, силикаты, хелаты	474	47,4	0	0
8	Клиноптилолит — природный минерал, специальным образом обработанный	237	23,7	0	0

* В табл. 1, 2 норма ввода нейтрализаторов — 0,2%.

Как видно из табл. 1, 2, оба токсина при норме ввода нейтрализаторов 0,2% и при отсутствии компонентов корма не адсорбируются в условиях кишечника — адсорбция в слабощелочной среде (за исключением нейтрализатора Фунгистат-ГПК для Т-2 токсина). И это объяснимо.

Рис. 1

Оба токсина в соответствии с химической структурой (рис. 1) обладают неплоским каркасным скелетом и сравнительно невысокой полярностью. Если молекула ДОН имеет сопряженный фрагмент, хоть и небольшой, но все-таки способный к П—П взаимодействиям (имеется в виду С—С связь, сопряженная с С═0 группой), а также 2 протонодонорные гидроксигруппы, то в случае Т-2 токсина, где вообще нет элементов сопряжения и содержится всего одна гидроксигруппа, возможности к связыванию с сорбентом совсем мизерны. Однако из табл. 1 видно, что Т-2 токсин в минимальной степени может связываться сорбентами Фунгистата-ГПК (в слабощелочной среде — 4,1% при концентрации на уровне МДУ и норме ввода 0,2%). Что касается охратоксина, зеараленона и фумонизина, их молекулы довольно полярны и выполняют протонодонорные функции, благодаря чему склонны к связыванию с полярными сорбентами. Афлатоксин нейтрален, поэтому в слабощелочной среде высокой сорбцией по отношению к этому токсину обладает ряд сорбентов.

Таким образом, нами была показана невысокая эффективность сорбентов, входящих в состав нейтрализаторов токсинов (за исключением Фунгистата-ГПК). Исходя из вышесказанного, становится ясно, что современный эффективный нейтрализатор токсинов должен представлять собой нечто большее, чем несколько сорбентов в минимальных концентрациях. Принцип действия такого нейтрализатора должен быть комплексным и сводиться к следующему: а) попадая в пищеварительный тракт, высвобождаемые из корма токсины сорбируются нейтрализаторами, которые в идеале имеют в своем составе сорбенты, обладающие потенциально высокой способностью к сорбции и минимальной десорбцией при pH кишечника; б) сорбенты попадают в организм в достаточном количестве; в) в своем составе нейтрализатор имеет дополнительные субстанции, элиминирующие воздействие несорбированных токсинов на организм (вещества, защищающие органы и системы, повреждаемые токсинами).

Учитывая изложенные выше требования к современному нейтрализатору токсинов, мы сконструировали Неофунгистат. В нейтрализаторе нового типа Неофунгистат мы применили возможность усиления роли сорбента путем комбинирования нескольких веществ. Для этого мы провели ряд экспериментов, в которых предположили, что в составе цеолитов и бентонитов присутствуют субстанции, которые могут в синергидном режиме связывать Т-2 токсин (табл. 3). Также мы показали, что при увеличении нормы ввода нейтрализатора может достигаться крайне эффективная адсорбция токсинов. Для этого концентрации сорбентов были взяты в избытке, то есть в несколько раз превышали обычные нормы ввода.

Таблица №3

Сравнительная характеристика различных сорбентов* (состав, % сорбции–десорбции, ПКПД) по отношению к Т-2 токсину на модели «желудок–кишечник»

№	Наименование сорбента, состав	Концентрация Т-2 токсина в смеси, мкг/кг	Адсорбция в кислой среде, %	Десорбция в слабощелочной среде, %	ПКПД, %
1	Цеолит-бентонит (20% — цеолит, 20% — монтмориллонит, 10% — коллоид кремния (кристобалит), 45% — карбонат кальция	100	51	64	18,2
2	Цеолитсодержащий трепел (40% — клиноптилолит, 10% — монтмориллонит, 25% — кристобалит, 15% — кварц, 8% — гидрослюда, 2% — кальций)		64	38	39,5
3	Цеолит (33% — клиноптилолит, 21% — кристобалит, 150% — кварц, 6% — кальций)		80	19,3	64
4	Трепел (23% — монтмориллонит, 44% — кристобалит, 20% — кварц, 2% — слюда)		82	21	65
5	Смекта (кристобалит)		40	42	23
6	Окись кремния		35	37	25
7	Доломитовая мука (50% — карбонат кальция, 50% — карбонат магния)		45	51	26
8	Клеточные стенки пивных дрожжей		29	13	25
9	Сорбент на основе ракообразных		28	0	28

* Все сорбенты, используемые в опыте, взяты с избытком в отношении принятых норм ввода (0,1–0,5%).

Анализ результатов исследований показал, что наибольшей потенциальной способностью к сорбции Т-2 токсина обладают минеральные сорбенты (образцы № 3 и № 4, табл. 3), содержащие повышенные концентрации клиноптилолитов, монтмориллонитов и кристобалита в определенных соотношениях. Эти же сорбенты обладают высокой потенциальной способностью к сорбции афлатоксина и зеараленона (данные не показаны). В то же время почти все исследованные сорбенты не обладали даже потенциальной способностью к связыванию ДОН (данные не показаны). Наблюдаемое повышенное связывание неполярного токсина Т-2 изученными сорбентами при их вводе в избыточных концентрациях, возможно, объясняется увеличением сорбционной способности одного из компонентов либо сочетанием их в смеси. Дополнительно мы изучили динамику снижения сорбционной способности к Т-2 токсину сорбентов № 3 и № 4 при уменьшении их нормы ввода (табл. 4).

Таблица 4

Данные по эффективности сорбции выбранных сорбентов при последовательном снижении нормы ввода

Наименование сорбента (по табл. 3)	Исходная концентрация Т-2 токсина, мкг/кг	Концентрация сорбента, %	Адсорбция, %	Десорбция, %	ПКПД, %
Сорбент № 3	100	100	80	19,3	64
		50	57	25	43
		25	30	28	22
		12,5	21	33	14
Сорбент № 4	100	100	82	21	65
		50	66	25	49,5
		25	37	25	28
		12,5	33	25	25

Как оказалось, при снижении нормы ввода сорбентов адсорбция Т-2 токсина уменьшается не пропорционально, более того, для сорбента № 4 наблюдается стабилизация показателя адсорбции при снижении дозы сорбента с 25 до 12,5%.

Резюмируя, мы можем сказать, что в составе Неофунгистата находятся сорбенты, способные крайне эффективно связывать опасные токсины в случае введения нейтрализатора в достаточных количествах. Однако, как было сказано ранее, при существующих нормах ввода нейтрализаторов, когда по отношению к корму нейтрализатор присутствует в гораздо меньших количествах, роль сорбентов остается незначительной.

Для того чтобы устранить вред, наносимый остающимися несвязанными токсинами, в Неофунгистат были введены дополнительные ингредиенты. Необходимо помнить, что у свободных токсинов всегда есть две основные мишени: желудочно-кишечный тракт и печень. Рассмотрим способы защиты органов-мишеней. Защитить кишечник может собственная микробиота животного, способная в соответствии с теорией «вторичного синтеза» разрушать микотоксины и использовать их как субстрат для роста. Известно, что все существующие токсины являются «вторичными метаболитами» различных микроорганизмов-продуцентов. Концепция «вторичного синтеза» утверждает, что накопленные токсины используются микроорганизмами-продуцентами в качестве углеродного резерва в условиях голодания, в том числе при прорастании спор. Этот процесс был изучен нами в отношении биосинтеза гризеофульвина культурой P. nigricans (4). Чтобы токсины в кишечнике могли быть трансформированы ферментными системами заселяющих его микроорганизмов, должны быть выполнены следующие условия:

– микробиота толстого кишечника и рубца коров должна расти с определенной скоростью, то есть проявлять высокую активность в отношении многих источников углерода, в том числе некрахмалистых полисахаридов. Нами в результате многочисленных опытов и в мировой литературе было показано, что лучше всего это достигается при использовании пищевых волокон, например фруктоолигосахаридов (ФОС), что обеспечивает, кроме того, профилактику появления «отрицательного баланса» энергии, в том числе снятие дефицита энергии для иммунной системы (5);

– в кишечнике, рубце должны быть созданы условия для окисления трудноусвояемых источников углерода, в том числе токсинов. Индукция таких ферментных систем осуществляется по принципу «диауксии». Обязательным условием при этом является присутствие в кишечнике небольших количеств легкоусвояемых углеводов.

Создание вышеизложенных условий в кишечнике с целью дезактивации токсинов достигается путем введения ФОС и легкоусвояемых углеводов в состав Неофунгистата.

Известно, что клетки печени — гепатоциты повреждаются в результате самых различных воздействий: накопление триглицеридов (жировой гепатоз), лекарственных препаратов и ряда субстанций, содержащихся в корме, в том числе токсинов. Токсины ингибируют активность РНК-полимеразы, синтез белков, дестабилизируют мембрану, что в целом приводит к гибели гепатоцитов. Анализ ферментов печени и гистология подтверждают факт глубоких нарушений функции печени у сельскохозяйственных животных и птицы. Вместе с тем имеется прямая корреляция между состоянием печени и производственными показателями. Например, снижение активности глюконеогенеза в печени коров немедленно приводит к потерям молока. Неофунгистат позволяет блокировать системы «захвата» токсинов печенью с помощью введенных в его состав антиоксидантов-флавоноидов. Кроме того, за счет входящих в состав Неофунгистата компонентов нуклеиновых кислот — нуклеозидов и нуклеотидов обеспечивается регенерация гепатоцитов.

Обобщая все вышесказанное, по нашему мнению, главная современная концепция нейтрализации токсинов заключается не столько в нейтрализации токсинов путем их связывания с сорбентами, сколько в их разрушении (нейтрализации) в толстом кишечнике и их блокировке в отношении к гепатоцитам печени.

Сконструированный нами новый нейтрализатор токсинов Неофунгистат полностью соответствует изложенной концепции и предусматривает активное функционирование нескольких направлений нейтрализации токсинов:

– торможение роста грибов — продуцентов токсинов и «вторичного синтеза» их метаболитов, в том числе токсинов, путем введения субстанций и пребиотиков, обладающих фунгистатической активностью, при одновременном поддержании безопасной влажности корма;

– нейтрализация части токсинов в кишечнике путем связывания с неорганическими сорбентами двух типов. Норма ввода Неофунгистата определяется в зависимости от типа и нагрузки токсинов в корме, зерновых, шроте, силосе;

– дезактивация токсинов в кишечнике (толстом кишечнике, рубце) при условии стимуляции роста микробиоты «незаменимыми» факторами роста;

– блокирование системы «захвата» токсинов печенью.

Использование Неофунгистата в рационах коров при норме ввода 200–300 г/гол./сут. и нагрузке токсинов на уровне МДУ и выше в кормах, зерне, силосе, сене, в особенности в весенне-летний период, резко снижает выбраковку коров и нормализует ситуацию, что подтверждает высокую эффективность продукта.

Высокая эффективность нейтрализации токсинов Неофунгистатом наблюдалась при введении его в состав регуляторного комплекса Байпас. Данное направление нейтрализации оказалось крайне эффективным в рационах кур-несушек и бройлеров.

Список литературы

1. Малков, М.А. Микотоксины: стратегия устранения их влияния на организм животных и птицы. Ч. 1 / М.А. Малков, В.В. Богомолов, Т.В. Данькова, К.А. Краснов // Ценовик. — 2012. — № 1. — С. 74.

2. Малков, М.А. Микотоксины: стратегия устранения их влияния на организм животных и птицы. Ч. 2 / М.А. Малков, В.В. Богомолов, Т.В. Данькова, К.А. Краснов // Ценовик. — 2012. — № 2. — С. 74.

3.  Малков, М.А. Какой сорбент микотоксинов предпочтительнее / М.А. Малков, В.В. Богомолов, Т.В. Данькова, К.А. Краснов // Животноводство России. — 2012. — № 1. — С. 54.

4.  Малков, М.А. Дифференциация ядер у Pen. nigricans Thom // Микробиология. — 1968. —Т. XXXV. — Вып. 2. — С. 312.

5.  Leahy, Kevin. Inflammation, energy, and milk production / Kevin Leahy, Ph.D. // Dairy Technical, Service Specialist, Diamond publ. — 2/3, 2016.

Количество показов: 2263
Автор:  М. Малков, Т. Данькова, Н. Малков, ООО «НПФ «ЭЛЕСТ»