Рост и устойчивость аквакультуры зависят от способности индустрии выявлять ценные и экологически безопасные альтернативы морским продуктам. В последние годы, усилия в этой области направлены на поиск альтернативных источников белка для замены рыбной муки в кормах. В результате, предложено множество новых альтернатив, мука из насекомых или водорослей. К сожалению, использование этих продуктов ограничивает их высокая цена и низкая доступность. Одной из наиболее многообещающих альтернатив являются растительные компоненты. Тем не менее, растительные продукты часто содержат микотоксины. Тенденция заменять морские ингредиенты растительными усиливается (Рисунок 1). Поэтому особую важность приобретает контроль присутствия микотоксинов, избегание их влияния на потери и заболеваемость животных.

Что такое дезоксиниваленол (DON)?

Микотоксины являются вторичными метаболитами плесени и грибов, часто образующиеся на сельскохозяйственной продукции перед или после сбора, транспортировки и хранения. Микотоксины создают серьезные проблемы, вредят здоровью при потреблении человеком и животными, портят продукты питания и, тем самым, обуславливают высокие экономические потери.

Дезоксиниваленол (DON) — один из 400 идентифицированных микотоксинов. Его продуцируют грибы Fasarium, которые обычно обнаруживаются в полях, а не во время хранения продукции. Следовательно, дезоксиниваленол присутствует на растительном сырье, поступающем в производство аквакультурных кормов. Этот токсин не разрушается в большинстве процессов обработки.

Дезоксиниваленол и закон айсберга

Токсичное действие дезоксиниваленола (DON) или вомитоксина хорошо описаны. Этот микотоксин вызывает рвоту и другие специфические симптомы отравления у фермерских животных. Хотя знания о влиянии дезоксиниваленола на водных животных растут, по-прежнему мало известно последствиях его поедания.

При попадании в организм рыб, дезоксиниваленол (DON) не вызывает четких симптомов отравления (явных поражений / патологий), за исключением потери веса и очевидного снижения пищевой активности, также характерного для домашнего скота. Как сообщает Gonsalves et al., в незначительном количестве случаев отмечается снижение длины и увеличение ширины тела рыбы, а также набухание анальной папиллы (Рисунок 2). Интересно, что набухание анальной папиллы или её кровоизлияние, также являются типичным симптомом отравления свиней дезоксиниваленолом (DON) через корм. Однако в случае с форелью этот симптом наблюдался только у небольшого количества особей (Gonsalves ct. 2018).

Закон айсберга

Серьезным препятствий на пути выявления эффектов дезоксиниваленола (DON) на аквакультурные виды является скудная симптоматика. Наиболее распространенные симптомы отравления микотоксинами (Anater et al., 2016) описываются во многих работах, однако большинство из них, например, присутствие в кормах лектинов и антипитательных факторов (Mart et of., 2010), носят общий характер. Их можно отнести к любой другой патологии или проблеме у животных. Кроме того, наличие незначительных симптомов, таких как набухание анальной папиллы, крайне изменчиво.

Закон айсберга хорошо демонстрирует проблему попадания дезоксиниваленола (DON) в организм аквакультурных видов. Отмечаются незначительные видимые симптомы, например, набухания анальной папиллы и повреждения тканей, которые обнаруживают после эвтаназии животного и проведения анализа образцов тканей. Остальные эффекты остаются скрытыми, вследствие чего их трудно связать с попаданием в организм дезоксиниваленола (DON). Подобное бессимптомное отравление являются причиной низкого иммунитета рыб и продуктивности хозяйства, что незаметно приводит к уменьшению прибыли.

Диагностика бессимптомного попадания дезоксиниваленола (DON) в организм

Для понимания причин отсутствия выраженной симптоматики и выявлении новых диагностических факторов воздействия дезоксиниваленол (DON) авторы работы провели эксперименты с радужной форелью. Впоследствии это поможет лучше диагностировать отравление рыб дезоксиниваленолом (DON) на фермах.

В ходе эксперимента формировали выборки рыб, питающихся тремя различными рационами в течение 60 дней (контроль без добавления DON, 4714 ± 566 мкг/кг DON и 11412 ± 1141 мкг/кг DON). Каждая выборка включала 4 группы по 50 особей каждая. Радужная форель (Oncorhynchus mykiss) имела начальную массу (IBM) 2.52 ± 0.03 г.

По аналогии с ранними исследованиями (Hoof and Bureau, 2017; Hoof et al., 2011; Matejova et al., 2014), результаты показали снижение показателей роста при кормлении форели рационом с дезоксиниваленолом (DON). Несмотря на ярко выраженную потерю массы, особенно при более высоком уровне дезоксиниваленола (DON) (Рисунок 3), макроскопические поражения, внутренние или внешние кровоизлияния, поражения кожных покровов и полости рта, патологическая пигментация или повреждения плавников не обнаружены. Это подтверждает сложность диагностирования у рыб интоксикации дезоксиниваленолом (DON), что приводит к серьезным экономическим потерям.

Авторы эксперимента (Gonsalves et al., 2018) обнаружили влияние дезоксиниваленола (DON) на усвояемость незаменимых аминокислот. В ходе исследования отмечено влияние дезоксиниваленола (DON) на выделение трипсина, и, следовательно, на выделение инсулина, что в конечном итоге влияет на усвоение аминокислот. Это снижает показатели роста.

В работе объясняется снижение количества потребляемого корма. По всей видимости, дезоксиниваленол (DON) оказывает влияние на нейроэндокринный регулятор чувства насыщения — аденилатциклаз-активирующий полипептид (PACAP). Этот полипептид играет непосредственно-важную роль в потреблении корма. Повышенная концентрация PACAP, обусловленная действием микотоксина, снижает пищевое поведение и перистальтику кишечника у форели.

Наиболее любопытным аспектом попадания дезоксиниваленола (DON) в организм является отсутствие симптомов у рыб, характерных для домашнего скота. Данное исследование (Gonsalves et al., 2018) впервые показало, что у радужной форели дезоксиниваленол (DON) метаболизируется в 3-сульфат дезоксиниваленола (DON-3), менее токсичный, чем дезоксиниваленол (DON). Образование 3-сульфата дезоксиниваленола (DON-3) позволяет объяснить отсутствие основных симптомов отравления дезоксиниваленолом (DON) через корм у форели, так как воздействие на организм дезоксиниваленола (DON) сводится к минимуму.

Сделаем еще один шаг вперед и поможем промышленности

Попадание в организм дезоксиниваленола (DON) значительно снижает активность трипсина, оказывающего непосредственное влияние на уровень инсулина, что в конечном итоге влияет на усвоение аминокислот. Снижение аппетита и усиление экспрессии генов PACAP, вследствие попадания в организм дезоксиниваленола (DON), служат защитным механизмом, призванным снизить потребление отравленного корма. Кроме того, биотрансформация дезоксиниваленола (DON) в 3-сульфат дезоксиниваленола (DON-3) сводит токсикологическое воздействие дезоксиниваленола (DON) на желудучно-кишечный тракт к минимуму, что также объясняет отсутствие симптомов отравления у животных, которых кормили рационом, содеращей дезоксиниваленол (DON).

Открытие 3-сульфата дезоксиниваленола (DON-3) в качестве нового метаболита форели делает его потенциальным биомаркером экспозиции дезоксиниваленола (DON), помогая фермерам лучше диагностировать отравление дезоксиниваленолом (DON) путем простого сбора фекалий и их анализа.
——
Improving the diagnosis of deoxynivalenol ingestion in rainbow trout. Hatcheryfeed Magazine, vol 6, issue 3. 2018