Mykotoxiny u zvířat. doc. MVDr. Jan Bardoň, Ph.D., MBA 1,2 Mgr. Pavla Macharáčková. Státní veterinární ústav Olomouc

Transkript

1 Mykotoxiny u zvířat doc. MVDr. Jan Bardoň, Ph.D., MBA 1,2 Mgr. Pavla Macharáčková 1 Státní veterinární ústav Olomouc 2 Ústav mikrobiologie, Lékařská fakulta UP v Olomouci Houby Makromycety ( např. muchomůrka) Mikromycety -vláknité houby -kvasinky 1

2 Onemocnění způsobená houbami 1. Mykózy 2. Mykotoxikózy -intoxikace houbami -vlastní mykotoxikózy (intoxikace mykotoxiny) 3. Mykoalergózy 4. Mycetismy Mykotoxiny mykotoxiny představují skupinu organických látek -jsou vytvářeny mikroskopickými houbami, laicky plísněmi, které nevytvářejí makroskopicky viditelné plodnice. Jejich vlákna podhoubí (mycelium) prorůstají různými materiály, někdy na nich tvoří povlaky mykotoxiny jsou sekundární toxické metabolit produkované houbami (mikromycetami), které jsou schopny způsobit onemocnění a smrt lidi i zvířata. Termín "mykotoxin" je obvykle vyhrazen pro toxické chemické produkty produkované houbami, které snadno kolonizují plodiny. Jeden druh plísně může produkovat více různých mykotoxinů a několik druhů plísní může produkovat stejný mykotoxin. Mykotoxiny -toxické látky nebílkovinné povahy. mykotoxikóza je onemocněnízpůsobené toxiny hub, zejména mikroskopických hub (mikromycety). Toxin vzniká mimo postižený makroorganismus. 2

3 Mykotoxiny mykotoxiny jsou toxické pro člověka i zvířata. Některé jsou prokázanými karcinogeny počet mykotoxinů -předpokládá se existence cca 500 látek (toxinů) patřících do této skupiny. počet toxinogenníchmikromycet - známo asi 150 druhů mikroskopických hub, které jsou schopny produkovat jeden nebo více mykotoxinů. odstranění již vyprodukovaných mykotoxinů z potraviny je v běžných podmínkách prakticky nemožné z krmiv lze někdy mykotoxiny některými procesy odstranit : metody fyzikálně chemické -např. chlorid vápenatý, čpavkování, kombinace tepla a tlaku), adsorbční efekt - minerální jíly, produkty stěn buněk kvasinek (může však docházet k vyvázání důležitých složek krmiva) i degradace mykotoxinů za využití enzymů -esterázy a epoxidázy, nebo kombinace minerálních jílů s enzymy. Mykotoxiny fyzikální způsoby dekontaminace mykotoxinů v krmivech rozklad teplem nebo kombinací tepla a tlaku, senzibilita závisí na typu mykotoxinu, v domácnosti je nejjednodušším a bezpečným opatřením likvidace všech plesnivých potravin. 3

4 Mykotoxiny FAO - ročně kontaminováno mykotoxiny až 25 % světových zásob zrnin chladnějšíoblasti - počasí doprovázeno zvýšenou vlhkostí vzduchu(vč. ČR) krmiva nejvíce kontaminována zearalenonem, deoxynivalenolem, T-2 toxinem a ochratoxiny. aflatoxiny jsou naopak rozšířené v tropické a subtropické oblasti -vyšší teplota a vlhkost prostředí kontaminace aflatoxiny (k nám importovány s kontaminovaným krmivem) faktory pro celkový toxický účinek mykotoxinů -dávka +délka doby jejich působení, věk, pohlaví a druh exponovaných zvířat. kombinace dvou a více mykotoxinů vyskytujících se v krmivu současně - toxičtější účinek než jednotlivé mykotoxiny v důsledku jejich synergismu. citlivost zvyšuje - stres, špatná zoohygiena, snížená kvalita výživy a poruchy zdravotního stavu (metabolické poruchy, parazitární a infekční onemocnění). Klinika mykotoxikóz u zvířat (obecně) Akutní mykotoxikózy požití vyšších dávek mykotoxinů, klinicky zjevné a specifické akutní příznaky onemocnění nebo úhyny (např. akutní hepatitida při aflatoxikóze); Chronické mykotoxikózy opakovaný, déletrvající příjem nízkých až středních dávek toxinů, probíhá bez zjevných klinických příznaků může uniknout pozornosti snížená užitkovostí - zpomalený růst, snížená laktace/snáška, snížená konverze živin poruchy imunitního systému -snížená odolnost proti infekcím poruchy reprodukce +nižší tržní jakost živočišných produktů. 4

5 Klinika mykotoxikóz u zvířat (obecně) patologické změny na orgánech (játra, ledviny, CNS, hemopoesa), snížená plodnost (estrogenní syndrom mykotické zmetání), alergické reakce oslabení imunitního systému-snížená aktivita T nebo B lymfocytů a potlačení produkce protilátek změny v membránových strukturách buněk a peroxidaci polynenasycených kyselin uvnitř těchto membrán, mutagenní, kancerogenní, teratogenní účinky, hromadí se a vylučují v produktech, často v metabolicky a toxikologicky aktivnějších formách a tím ohrožují zdraví člověka. Dělení mykotoxinů podle toxicity - kvantitativní (Polster1971, 1975, Ueno1985, Šimůnek,2004) 5

6 Dělení mykotoxinů podle toxicity kvalitativní (Polster1971, 1975, Šimůnek, 2004) AFLATOXINY produkovány kmeny Aspergillusflavus a A. parasiticus produkce toxinů závisí na teplotě, vlhkosti, přístupu vzduchu, struktuře a chemickém složení substrátu + vlivy doprovodné mikroflóry základní aflatoxiny -B1, B2, G1, a G2. aflatoxin B1 - nejsilnější známý přírodní karcinogen, je účinný až po jeho biotransformaci v organismu plísně nejčastěji izolovány z obilovin, olejnin a z nich připravených pokrutin tvorba toxinů -vysoká relativní vlhkosti prostředí (80 až 100 %), vyšší teplota (optimum 28 o C) a vysokém obsahu vlhkosti v zrnu (16 až 20 %). produkce aflatoxinů je typická pro tropické a subtropické oblasti a v našich podmínkách je riziko jejich výskytu malé. přijímá-li zvíře současně s aflatoxiny také ochratoxiny-zesílení jejich účinku (synergismus). 6

7 Aspergillusfumigatus + A.flavus Aflatoxiny u zvířat vysoká citlivost -drůbež, mláďata a březí samice (selata a březí prasnice). akutní intoxikace -nechutenství, gastroenteritida, podkožníkrvácení, krvácení z tělních otvorů a úhyn. pitva -zánětlivé změny na sliznici trávicího ústrojí, krváceninyv podkoží, svalovině, tělních dutinách a žloutenka, játra zvětšená+výrazně iktericky zbarvená histologie -nekróza buněk jaterních lalůčků a zesílení stěny žlučovodů. chronický hepatotoxickýúčinek -vážné poškození jater ( ztvrdnutí jater ) s klinickými příznaky nechutenství, sníženou užitkovostí a tělesnou hmotností. snížená syntézaproteinů v jaterních buňkách -snížení tvorby imunoglobulinů s následnou -výrazně zvýšená citlivost zvířat k infekcím. P poškození ledvin, degenerativním změnám v nervové tkáni, samci -patologické změny spermatogenního epitelu + zhoršená kvalita ejakulátu březí samice -vývojové vady plodů 7

8 Alatoxiny u člověka Reyůvsyndrom zánět jater primární hepatom kwashiorkor útlumimunity 8

9 OCHRATOXINY ochratoxinya, B a C jsou produkovány plísněmi rodu Aspergillus(A. ochraceus) a Penicillium(P.viridicatum, P. verrucosum aj.) podmínky produkce mykotoxinu -teplota 12 až 37 C, optimální 25 až 37 C, vlhkost 18 až 25 %, ph minimálně 2,2, produkce toxinů ustává při vlhkosti substrátu pod 13 % a teploty v rozmezí 4 až 9 C. vyskytují se v ječmeni, žitě, ovsu, pšenici, rýži a kukuřici. ochratoxina je ze skupiny ochratoxinů nejdůležitější a nejtoxičtější způsobuje poškozenícytoplasmatickýchorganela přímozasahuje do základních metabolických funkcí buněk, jako jsou tvorba energie a syntéza proteinů. hlavní účinek ochratoxinua na úrovni organismu -útlum imunity a postižení ledvin + promotor karcinogenního procesu, Peniciliumsp. pomeranč + Sabouradův dextrózový agar 9

10 Penicilium sp. Ochratoxiny u zvířat výrazné podráždění sliznice trávicího ústrojí + rozvojakutní gastroenteritidy. resorbované mykotoxiny - toxická nefropatie-nechutenství, deprese, průjmy, horečka,žíznivost a časté a vydatné močení -dehydratace zvířata jsou ochablá a apatická, úhyn během několika dní. nejcitlivější na ochratoxiny-prasata. poškození ledvin, nefropatie prasat, je charakteristické a bývá zjišťováno při prohlídce na jatkách (zvětšené a bledé ledviny s nerovným povrchem a fibrózou korové vrstvy) ochratoxina snižuje imunitu, zhoršuje kvalitu semene u kanců a předpokládá se, že způsobuje odumření plodů 10

11 Ochratoxiny u zvířat Ochratoxiny - velmi toxické pro kuřata a krůty, nízké hladiny v krmivu pro brojlery snižují konverzi živin, rychlost růstu a zabarvení masa. nosnice snížení produkce vajec, způsobují charakteristické žlutohnědé zbarvení vaječných skořápek. PA nález u postižené drůbeže -v ledvinách nekróza tubulů, ve slezině a Fabriciově burze bývá snížený počet lymfocytů. přežvýkavci -na ochratoxinyrezistentní, v bachoru dochází k jejich detoxikaci. Ochratoxiny u lidí přechází do masa zvířat a kontaminované živočišné produkty mohou být rizikové pro zdraví lidí, přípustné množství v mase činí 0,005 mg/kg převedení prasat na nezávadnou dietu, neobsahující ochratoxinpřirozená dekontaminace po dobu 1 měsíce. možný zdroj pro člověka (kromě obilí) - vepřová krev (vazba na albumin zabijačky) a káva 11

12 PATULIN produkován hubami rodu Aspergillus,, Byssochlamys(Byssochlamysnivea) a Penicillium(Penicilliumexpansum, P. patulinum), podmínky produkce mykotoxinu:-teplota 2 do 35 C, optimum 25 C, ph 3,0 až 6,5, doba růstu 6 až 8 dní. nachází se v rýži, nahnilém ovoci (jablka), ovocných šťávách a v silážích. poškozuje centrální nervovou soustavu, slezinu, játra, žaludek, ledviny a dýchací ústrojí. intoxikace u zvířat -otravy dobytka ze zaplesnivìlých silážích, akutní otravy u dobytka dominuje poškození plic s edémem.nejčastěji vyvolává intoxikace u drůbeže. vovoci se vyskytují ochranné látky (např. vitamín C), které zabrání rozkladu patulinupři tepelném opracování kompotů, dření, moštů (čistý patulinse rozkládá při 80 o C). závažná je zejména kontaminace ovocných dření pro dětskou a kojeneckou výživu. Důležitý faktor je výrobní praxe - mechanické poškození ovoce + následující prodlevy. 12

13 DEOXYNIVALENOL (DON, syn. vomitoxin) produkt Fusariumculmorum, F. graminearum a F. poae, pravděpodobně se jedná o nejrozšířenější trichothecen. v ČR -nejčastěji se vyskytující mykotoxiny vomitoxinnarušuje syntézu nukleových kyselin a buněčných proteinů. Na tento toxin jsou velmi citlivá prasata, u kterých je výskyt toxikóz nejčastější. vomitoxin-silné centrální emetikum a vyvolává zvracení, akutní průjmy, poruchy koordinace pohybů, hemoragie na sliznicích, aborty u březích prasnic a při vyšších dávkách náhlý úhyn. přežvýkavci -méně vnímaví, snížení mléčné produkce a zvýšení počtu somatických buněk v mléce, nechutenství, Deoxynivalenol dojnice - experimentálně doloženo, že po perorální aplikaci vomitoxinu dochází k jeho vylučování mlékem jen ve velmi malém množství. drůbež -méně vnímavá, snižuje hmotnost vajec a kvalitu skořápky. obecně prokázán útlum imunitních funkcí a s tím související zvýšený výskyt onemocnění a poruchy reprodukce. přítomnost vomitoxinuv krmivu = signál pro přítomnost dalších mykotoxinů 13

14 ZEARALENON (F-2 toxin) produkován více druhy plísní rodu Fusarium a plísní Gibberellazeae. podmínky produkce mykotoxinu -teplota 3 až 8 C (při 25 C se netvoří). plísně rostou hlavně na vlhkém obilí (22 až 25 %), skladovaném při nízkých teplotách v ČR -velmi rozšířený a vyskytuje se zejména v kukuřici, pšenici, žitu, ječmeni a ovsu. vkrmivech živočišného původu (masokostní a rybí moučky) -nejčastěji nacházený mykotoxin zearalenon-nesteroidní estrogenní mykotoxin (mykoestrogen) -aktivuje estrogenovéreceptory ve tkáních pohlavních orgánů a v případě jeho dostatečného množství se projevuje estrogenními účinky.. nemá steroidní strukturu, přesto má účinky steroidních hormonů estrogenů -estrogenní, antiestrogenní, antiandrogennía anabolický, vorganismu se metabolicky aktivuje, asi 5% se vylučuje močí, zbytek stolicí, během laktace asi 40 % mlékem zearalenon-u lidí i zvířat hyperestrogenismus Zearalenon u zvířat projevy estrogenizacezvířat -závislé na dávce přijatého toxinu a na délce doby jeho příjmu dlouhodobý příjem nižších dávek -blokuje jeho vazba na receptory funkci přirozeného hormonu ( antiestrogenní účinky ) estrogenní účinky -manifestují se velmi prudce probíhajícími vulvovaginitidami, nejčastěji u prasat. největší vliv -na prasničky ve stáří 6 až 7 měsíců, edematózní zvětšení vulvy může být 3 až 4násobné ve srovnání s normálním stavem. Dochází k řídkému katarálnímu výtoku z vulvy, často s výhřezem pochvy (až u 30 % případů), zvětšuje se velikost vaječníků s častou tvorbou folikulárních cyst také děloha je výrazně zvětšená, neboť dochází ke zbytnění sliznice a svaloviny (uterotrofníúčinky). V pozdější fázi dochází naopak k atrofii vaječníků a u některých zvířat k výhřezu rekta. Častější mohou být úhyny zvířat v důsledku následných bakteriálních infekcí orgánů močového ústrojí a septikémie organismu. 14

15 Zearalenon u zvířat vysoké koncentrace toxinu - přechází mykotoxin do mléka prasnic - vyvolání klinických příznaků (zvětšení vulvy) u sajících selat. projev intoxikace zearalenonem-déletrvající říje, vymizení říje, pseudogravidita v důsledku perzistence žlutých tělísek, snížená plodnost, raná embryonální mortalita, znetvoření plodů, menší vrhy a nižší hmotnost selat, vysoká poporodní mortalita selat a obrna pánevních končetin. estrogenizaciprasniček a prasnic -především v zimě a časně zjara, plíseň, kterou je napadeno zrno, potřebuje období relativně nízkých teplot, aby mohla produkovat biologicky významná množství zearalenonu. příznaky intoxikace za 3 až 6 dnů od začátku příjmu mykotoxinu, po vyloučení závadného krmiva brzy vymizí. kanci -negativní vliv na vývoj pohlavních orgánů a tvorbu spermií, při dlouhodobém působení může vyvolat atrofii varlat. 15

16 Zearalenon u zvířat skotu -vulvovaginitida, nepravidelné říje a snížená fertilita, celkově estrogenní účinky slabší než u prasat. jalovice mléčných plemen -zvětšení mléčné žlázy. ovce - estrogenní syndrom mírnávulvovaginitida, častější potraty, snížená plodnost, v menší míře dochází rovněž k přesunu zearalenonudo mléka. poruchy trávení a zvýšený úhyn odstavených králíčat. nosnice - viditelné změny na vejcovodech a snížení produkce vajec plemenná drůbež (krocani a houseři) - snížení počtu spermií, k produkce patologicky změněných spermií vymizení spermií v ejakulátu. Zearalenon u člověka spekulativní úvaha -nízký věk puberty dívek v některých rozvojových zemích může souviset s konzumem tohoto mykotoxinu v potravě. v ČSSR -několik případů hyperestrogenismuu dětí, vektor -maso slepic, konzumované rodinami pracovníků drůbežáren v neobvyklém množství (režijní cena). zearalenona příbuzné látky byly prokázány jak v drůbeži, tak i v používaném krmivu případ hyperestrogenismuu několika výzkumných pracovnic, provádějících izolaci zearalenonuv hygienicky nevyhovujících podmínkách (zde však šlo o středoškolačky a vysokoškolačky, znalé účinků, takže není vyloučeno působení či spolupůsobení autosugesce) 16

17 FUMONISINY produkovány některými druhy mikroskopických hub rodu Fusarium (Fusariummoniliforme a F.proliferatum) a patrně i dalšími mikroskopickými houbami podmínky produkce mykotoxinu: optimum 25 C, ph 3 9,5 dosud bylo izolováno 7 fumonisinů: A 1, A 2, B 1, B 2, B 3, B 4, C 1 rostou především na kukuřici, nejvýznamnější jsou fumonisinyb1 a B2. Fumonisiny u zvířat kůň, osel -leukoencefalomalácii(elem) -smrtelné onemocnění postihující mozek, játra a ledviny, duodenitis proximaljejunitissyndrom u koní, klinické příznaky ELEM -svalový třes, poruchy koordinace pohybů, vrávoravou chůzi, natažení nohou a krku, ochrnutí. Úhyn může nastat během 2 až 3 dnů. Při pitvě jsou v bílé hmotě mozkové patrné krváceniny a oblasti měkké, nekrotické tkáně. pro koně jsou riskantní diety s obsahem 5 mg/kg fumonisinu prasata a ovce - plicní edém (PPE) -dáván do souvislosti spíše se srdeční dysfunkcí, než z narušením plicní tkáně. Současně se vyvíjí i jaterní hyperplazie. drůbež -syndrom toxicity krmiva, je však méně vnímavá skot málo informací o toxicitě fumonisinu zhoubné nádory u laboratorních potkanů 17

18 ELEM - CNS kůň Fumonisiny u člověka člověk -epidemiologické souvislosti s výskytem karcinomu jícnu studie z JAR a Číny dokumentují možnou roli a podíl vysokých dávek fumonisinů v etiologii nádorů jícnu lidí po jejich expozici z potravin na bázi kukuřice je diskutována i možnost vzniku reziduí fumonisinů v potravinových surovinách živočišného původu (např. v mléce) po konzumaci krmiv na bázi kukuřice s vysokými koncentracemi fumonisinů. 18

19 T-2 toxin produkován plísněmi Fusarium sporotrichoides, F. poae podmínky produkce toxinu -teplota 3 až 8 C (při 25 C se již netvoří). toxin zasahuje nepříznivě do syntézy buněčných bílkovin, vyvolává imunosupresi, snížení počtu bílých krvinek, atrofii lymfatických uzlin, brzlíku a sleziny toxický pro koně (10-15% smrtnost). prasata - po kontaktu s kůží její zduření, změnu barvy s následným odlupováním, na rypáku mohou vznikat až nekrotická ložiska otrava T2 - poruchy dýchání, akutní záněty žaludku a střev a krvavé průjmy. uprasat může být T-2 toxin také příčina poruch reprodukce zhoršené zabřezávání, potraty nebo malé vrhy selat. T-2 toxin -snížená imunita telat. toxický vliv na krevní destičky -snížení srážlivosti krve a k hemoragie T-2 toxin a jeho metabolity jsou asi z 0,2 % vylučovány mlékem. nosnice -snížení produkce vajec. T-2 toxin hrabavá drůbež -strupovité povlaky v dutině zobáku, podkožní krváceniny a defektní peří. vodní drůbež - poškození v jícnu a žláznatém žaludku pokusy s T2 toxinem u potkanů potvrdily schopnost iniciovat tvorbu karcinomu trávícího traktu. 19

20 CITRININ produkován plísněmi rodu Penicillium (P. citrinum, P. viridicatum aj.) a Aspergillus (A. tereus, A. candidus ) podmínky produkce mykotoxinu -toxin je produkován při teplotě 15 až 37 C, optimum je 30 C. mykotoxin poškozuje především ledviny (nefrotoxin). nachází se v obilovinách, rýži a v silážích. dojnice -syndrom pyrexie-pruritus-hemoragie:horečka, svědění, záněty kůže, ztráta srsti a drobné krváceninyna spojivkách a viditelných sliznicích. prasata - nefrotoxickýa imunotoxickýúčinek. březí zvířata -může nepříznivě ovlivnit vývoj plodu U lidí nefrotoxickýúčinek (žlutá rýže) Přehled nejvýznamnějších onemocnění člověka způsobených mykotoxiny I. (podle Onemocnění Aflatoxikóza Akutní DON toxikóza Alimentární toxická aleukie Balkánská endemická nefropatie Cirhóza dětí v Indii Ergotismus Chronická gastritida Karcinom jícnu Karcinomy ledvin Mykotoxin aflatoxiny deoxynivalenol trichotheceny ochratoxinaa další mykotoxiny aflatoxiny námelové alkaloidy aflatoxiny fumonisiny ochratoxina 20

21 Přehled nejvýznamnějších onemocnění člověka způsobených mykotoxiny II. (podle Onemocnění Kardiální beri-beri Kvašiorkor Mentální retardace dětí Onemocnění ze žluté rýže Otrava červenou plísní Pelagra Primární jaterní karcinom Předčasná puberta Reyův syndrom Respirační onemocnění Stachybotryotoxikóza Mykotoxin citreoviridin aflatoxiny aflatoxiny luteoskyrin, citrinin, citreoviridin, rugulosinaj. deoxynivalenol T-2 toxin aflatoxiny zearalenony aflatoxiny aflatoxiny trichotheceny Stanovení aflatoxinů B1,B2,G1,G2 v krmivech a krmných směsích na SVÚ Olomouc 21

22 Stanovení deoxynivalenolu v krmivech v letech na SVÚ Olomouc Stanovení ochratoxinu A v krmivech v letech na SVÚ Olomouc 22

23 Kulturní plíseň Penicilliumcandidum (sýr Hermelín) Použité zdroje Eliška Kulovaná, 2002 ( Jan Šimůnek, 2004: Krmenčík, Kysilka Výsledky vyšetření SVÚ Olomouc Suchý, Herzig(2005):PLÍSNĚ A MYKOTOXINY, PREVENCE JEJICH VZNIKU A DEKONTAMINACE V KRMIVECH Plisne%20a%20mykotoxiny.pdf 23