嘔吐毒素對(duì)反芻動(dòng)物的影響

呂 波，孫國(guó)君，王兵兵，李佳惠，李正育

（（石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，新疆 石河子 832000）

嘔吐毒素對(duì)反芻動(dòng)物的影響

呂 波，孫國(guó)君*，王兵兵，李佳惠，李正育

（（石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，新疆 石河子 832000）

嘔吐毒素是污染我國(guó)飼料的主要霉菌毒素，對(duì)畜禽健康危害很大。本文主要從嘔吐毒素的一般性質(zhì)、對(duì)反芻動(dòng)物的毒性效應(yīng)及毒物代謝動(dòng)力學(xué)等方面進(jìn)行了論述。

嘔吐毒素；毒性效應(yīng)；毒物代謝動(dòng)力學(xué)；反芻動(dòng)物

嘔吐毒素(vomitoxin)，又稱脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)，是由鐮刀菌污染玉米、小麥等禾谷類作物而產(chǎn)生的一種毒素，屬單端孢霉烯族化合物中的一種，由于它可以引起豬的嘔吐而得名。DON是最常見和污染較嚴(yán)重的毒素，對(duì)人和動(dòng)物有著廣泛的毒性效應(yīng)。目前在國(guó)內(nèi)外研究嘔吐毒素對(duì)豬、雞產(chǎn)生不良影響的報(bào)道較多，而對(duì)反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響則報(bào)道很少，且結(jié)論不一。因此，本文就DON的一般性質(zhì)及對(duì)反芻動(dòng)物的危害作一綜述。

1 嘔吐毒素的一般性質(zhì)

嘔吐毒素是一種無(wú)色針狀結(jié)晶，熔點(diǎn)為151℃～152℃，具有較強(qiáng)的熱抗力，121℃高壓加熱25min僅少量破壞[1]。具有較強(qiáng)的耐酸性，可溶于水和極性溶劑。在pH=4時(shí)，DON在100和120℃下加熱60min其化學(xué)結(jié)構(gòu)均不被破壞。因此嘔吐毒素化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，飼料加工過(guò)程一般不會(huì)破壞它的活性[2]。

嘔吐毒素能引起人和動(dòng)物嘔吐、腹瀉、皮膚刺激、拒食、神經(jīng)紊亂、流產(chǎn)、死胎等。最顯著的特點(diǎn)是引起動(dòng)物的嘔吐，非反芻動(dòng)物猶為敏感。嘔吐毒素具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性，還是一種免疫抑制劑。高質(zhì)量濃度DON可抑制免疫，誘導(dǎo)免疫細(xì)胞凋亡，抑制其增殖，同時(shí)還影響免疫細(xì)胞因子的分泌、減弱免疫應(yīng)答、抑制淋巴細(xì)胞增殖、吞噬作用和巨噬細(xì)胞的殺菌作用（霍星華等，2008）[3]。

2 嘔吐毒素的污染狀況

嘔吐毒素多分布于小麥、大麥、玉米等谷物籽實(shí)中，在谷物和飼料中檢出率極高，是在黃曲霉毒素之后污染最嚴(yán)重的霉菌毒素。在美國(guó)以及全世界約50%～80%的奶牛料被嘔吐毒素污染，美國(guó)FDA建議收獲后小麥中的DON應(yīng)低于1 mg/kg，而奶牛日糧中應(yīng)低于5 mg/kg[4]。鐮刀菌屬通常在作物生長(zhǎng)期間就感染，其最適生長(zhǎng)溫度為5℃～25℃，在我國(guó)最適生存環(huán)境為長(zhǎng)江以北大部分地區(qū)。甄陽(yáng)光等（2009）對(duì)來(lái)自全國(guó)7個(gè)地區(qū)11個(gè)省的1018個(gè)飼料原料及配合飼料樣品進(jìn)行嘔吐毒素含量的檢測(cè)，總檢出率達(dá)95.8%，總超標(biāo)率達(dá)17.7%。采樣地區(qū)所有樣品中嘔吐毒素的檢出率均達(dá)到90%以上[5]。

3 嘔吐毒素對(duì)反芻動(dòng)物的毒性作用

3.1 嘔吐毒素對(duì)牛的影響

有關(guān)嘔吐毒素對(duì)反芻動(dòng)物影響的研究報(bào)道多見于奶牛。Trenholm等（1985）研究表明，精飼料中DON濃度從1.5mg/kg增加到6.4mg/kg，精飼料的消耗量?jī)H有輕微和暫時(shí)的降低，增重和干草消耗量沒有受到影響[6]。Ingalls等（1996）飼喂奶牛含14.6mg/kgDON的精飼料3周，沒有影響奶牛的飼料采食量、奶產(chǎn)量、奶成分及瘤胃pH值[7]。在這些試驗(yàn)中沒有奶牛發(fā)生疾病。Charmley等（1993）報(bào)道，飼喂奶牛每千克干物質(zhì)含5.0和12.1mg DON的日糧10周，產(chǎn)奶量和飼料采食量無(wú)變化，并且在奶中沒有殘留[8]。給干奶牛飼喂被DON（3.1和3.5mg/kg）污染的小麥日糧，瘤胃液中的PH和揮發(fā)性脂肪酸濃度沒有被影響。相反，食后氨濃度持續(xù)升高。這可能是高粗蛋白質(zhì)水平和/或降低了瘤胃微生物利用釋放的氨合成菌體蛋白的能力（Danicke等，2004）[9]。還有報(bào)道，給奶牛飼喂?jié)舛葹?、2.1、6.3和8.5mg/kg嘔吐毒素污染的日糧3周，與對(duì)照組相比，嘔吐毒素對(duì)奶牛日采食量、牛奶產(chǎn)量和乳成分無(wú)變化[10]。

一般認(rèn)為，反芻動(dòng)物對(duì)DON具有很強(qiáng)的耐受性，在健康的反芻動(dòng)物，DON很快被瘤胃內(nèi)微生物轉(zhuǎn)化為低毒的脫環(huán)氧化物形式，DOM-1的毒性是DON毒性的1/54。通常情況下，DON對(duì)反芻動(dòng)物不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，只有在極高的濃度條件下才產(chǎn)生影響。

盡管許多科學(xué)研究表明DON水平與產(chǎn)奶量沒有因果關(guān)系，但也有臨床資料顯示DON和奶牛采食量的減少及產(chǎn)奶量的降低有關(guān)聯(lián)，并使乳質(zhì)下降。嘔吐毒素對(duì)泌乳奶牛在產(chǎn)奶早期的應(yīng)激很大，因?yàn)榇穗A段機(jī)體處于免疫抑制。嘔吐毒素具有免疫抑制作用，對(duì)免疫水平偏低的奶牛毒性更強(qiáng)[11]。研究表明，給奶牛飼喂被DON污染的日糧（2.5mg/kg），同使用霉菌毒素吸附劑的日糧比較，產(chǎn)奶量下降1.5 kg。美國(guó)一些科學(xué)家觀察證明，奶牛日糧DON濃度超過(guò)0.3mg/kg時(shí)，會(huì)導(dǎo)致采食量減少，產(chǎn)奶量降低，牛奶中體細(xì)胞數(shù)升高及繁殖效率的降低。當(dāng)日糧中DON為0.5mg/kg或更高時(shí)，每頭奶牛的產(chǎn)奶量會(huì)減少11.35 kg。奶牛飼料中DON濃度高于1.0mg/kg時(shí)，會(huì)降低奶牛的食欲。此外，日糧中DON濃度為2.6～6.5 mg/kg時(shí)，會(huì)引起牛奶產(chǎn)量降低13%左右[10]。肉牛和綿羊能夠耐受21 mgDON/kg的日糧，對(duì)其沒有產(chǎn)生明顯影響（DiCostanzo等，1995）[12]。

3.2 嘔吐毒素對(duì)羊的影響

研究DON對(duì)綿羊毒性影響的飼養(yǎng)試驗(yàn)非常少。Harvey等（1986）研究表明，羔羊采食被DON污染的日糧（15.6 mg/kg）28 d，其采食量、體增重、飼料轉(zhuǎn)化率與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異，對(duì)血液參數(shù)和血清生化指標(biāo)均無(wú)顯著影響[13]。Prelusky等（1986）給綿羊口服DON，表明能DON被迅速清除，95%以上無(wú)變化，基本上從尿中排除[14]。但也有少量研究表明，DON可對(duì)綿羊產(chǎn)生毒性。Brewer等（1996）給綿羊瘤胃灌注5 mgDON/kgBW，發(fā)現(xiàn)采食量下降44%，飼料消化率下降5%[15]。但在這個(gè)試驗(yàn)中DON的使用劑量非常高，實(shí)際條件下不可能發(fā)生。

Danicke等（2002）報(bào)道，飼喂每千克含有大約4.6mgDON和0.34mgZEA（玉米赤霉烯酮）的日糧，沒有影響瘤胃發(fā)酵（pH、短鏈脂肪酸和氨濃度），但有降低麥草慢速降解部分干物質(zhì)降解率的趨勢(shì)[16]。

4 毒物代謝動(dòng)力學(xué)

瘤胃微生物對(duì)DON的降解作用主要由于瘤胃微生物對(duì)DON具有脫乙?；饔煤兔摥h(huán)氧化作用[17]，DON在牛瘤胃中被微生物代謝為毒性較小的去環(huán)氧DON（DOM-1）。因此，反芻動(dòng)物僅有少量的DON進(jìn)入體循環(huán)。Prelusky等（1984）報(bào)道，給奶?？诜?20 mg的DON，在4.7和3.5 h后，血清中水平分別為200 ng/ml和90 ng/ml[18]。Binder等(2000)在牛瘤胃中分離到的真細(xì)菌菌株(Eubacterium strain BBSH 797)，顯示了它的轉(zhuǎn)化單端孢霉烯族毒素類環(huán)氧化物為雙烯的潛能[19]。

來(lái)源于綿羊瘤胃的微生物具有脫乙酰基作用（Kiessling等，1984）。Prelusky等（1986）對(duì)綿羊按每千克體重投喂5.0mgDON后，大部分隨尿排出，平均排出的半衰期為3.2 h，排出的DON大約50%與葡萄糖醛酸結(jié)合[14]。Prelusky等（1987）[20]將放射性標(biāo)記的DON，按每千克體重4 mg/kg由靜脈灌注給泌乳母羊，發(fā)現(xiàn)其被迅速地從血漿中排出，半衰期為1.1 h。大約25%以DOM-1形式進(jìn)入奶中。DON在反芻動(dòng)物體內(nèi)不僅能有效發(fā)生去環(huán)氧化、去乙酰化等，還能與葡萄糖醛酸結(jié)合而快速地排泄。

Seeling等（2006）指出，DON不能完全被瘤胃微生物降解[21]。降解程度受動(dòng)物種類、年齡、性別和飼喂方式等因素影響。因?yàn)檫@些因素會(huì)影響到瘤胃內(nèi)微生物菌群的種類和數(shù)量。在體外研究瘤胃原蟲、細(xì)菌對(duì)霉菌毒素的降解作用時(shí)，發(fā)現(xiàn)瘤胃微生物不能降解黃曲霉毒素B1和嘔吐毒素。通常嘔吐毒素不是單獨(dú)存在，因而所顯示的毒性比嘔吐毒素自身更強(qiáng)[4]。這可能歸因于自然條件下被污染飼料霉菌毒素的復(fù)雜性，這些霉菌毒素能相互作用而產(chǎn)生的癥狀比預(yù)期的不同，且更為嚴(yán)重。

5小 結(jié)

綜上所述，雖然對(duì)嘔吐毒素的毒性及其作用機(jī)制在反芻動(dòng)物上進(jìn)行了研究，但到目前為止還無(wú)法建立嘔吐毒素對(duì)反芻動(dòng)物危害的劑量與效應(yīng)關(guān)系，且霉菌毒素被瘤胃微生物降解的程度受多種因素影響，其影響程度尚未確定。因此，有必要對(duì)嘔吐毒素的產(chǎn)生條件、吸收、代謝以及嘔吐毒素與其他霉菌毒素同時(shí)存在的規(guī)律和協(xié)同作用進(jìn)行更深入的研究。

[1]王金全.飼料嘔吐毒素生物降解研究進(jìn)展[J].當(dāng)代畜禽養(yǎng)殖業(yè)，2011，（7）：48-51.

[2]靳露，董國(guó)忠.嘔吐毒素對(duì)動(dòng)物免疫及繁殖性能的影響[J].飼料研究，2012，(3):18-21.

[3]霍星華，趙寶玉，萬(wàn)學(xué)攀，等.脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的毒性研究進(jìn)展[J].毒理學(xué)雜志，2008，22(2)：151-154.

[4]曹冬梅，孫安權(quán).霉菌毒素對(duì)奶牛生產(chǎn)的影響[J].飼料廣角，2010，(14)：19-21.

[5]甄陽(yáng)光，柏凡，張克英，等.我國(guó)主要飼料原料及產(chǎn)品中嘔吐毒素污染分布規(guī)律研究[J].中國(guó)畜牧雜志，2009，45(8)：21-28.

[6]Trenholm,H.L,Thompson,B.K,Hartin,K.E.,etal.Ingestion of vomitoxin(deoxynivalenol)-contaminated wheat by nonlactating dairy cows[J].J.Dairy Sci，1985,(68):1000-1005.

[7]Ingalls,J.R.Influence of deoxynivalenol on feed consumption by dairy cows[J].Anim.Feed Sci.Technol，1996,(60):297-300.

[8]Chamtley E，Trcnholm H L，Thompson B K，et al.Influence of Level of deoxynivalenol in the diet of dairy COWSon feed intake。milk production。And its composition[J].JDairy Sci，1993，（76）：3580～3587.

[9]Danicke,S.,Matthaus,K.,Lebzien,P.,etal.On the effects of Fusarium toxin contaminated wheat grain on the fermentation and utilization of nutrients in the rumen and on ruminalmetabolism of deoxynivalenol and zearalenone of dairy cows[J].J.Anim.Physiol.2004,An.N.Accepted.

[10]王琦，任東東，衛(wèi)麥霞，等.霉菌毒素對(duì)奶牛的不良影響[J].中國(guó)乳業(yè)，2010，(7)：34-37.

[11]程習(xí)宏，趙祚杰，韓秀山，等.牧草及其霉菌毒素對(duì)奶牛的影響[J].山東畜牧獸醫(yī)，2011，175(8)：23-24.

[12]DiCostanzo,A.,L.Johnston,H.Windels,and M.Murphy.A review of the effects ofmolds and mycotoxins in ruminants[J].Prof.Anim.Scientist，1995,(12):138-150.

[13]Harvey,R.B.,Kubena,L.F.,Corrier,D.E.,etal.Effects of deoxynivalenol in a wheat ration fed to growing lambs[J].Am.J.Vet.Res，1986,(47):1630-1632.

[14]Prelusky,D.B.,Veira,D.M.,Trenholm,H.L.etal.Excretion profiles of the mycotoxin deoxynivalenol, following oral and intravenous administration to sheep[J].Fundam.Appl.Toxicol，1986,(6):356-363.

[15]何學(xué)軍，齊德生，張妮婭.飼料中DON的污染及其對(duì)畜禽的危害[J].中國(guó)飼料，2006，(22)：38-40.

[16]Danicke,S.,Effects of Fusarium toxin contaminated wheat grain and of a detoxifying agent on rumen physiological parameters and in sacco drymatter degradation of wheat straw and lucerne hay in wethers [J].J.Anim.Feed Sci，2002,（11）：437-451.

[17]龍淼，李鵬，張燚，等.瘤胃微生物對(duì)飼料中霉菌毒素的脫毒作用[J].中國(guó)飼料，2012,，(1)：37-43.

[18]Prelusky,D.B.,Trenholm,H.L.,Lawrence,G.A.etal.Nontransmission of deoxynivalenol(vomitoxin)to milk following oral administration to dairy cows[J].J.Environ.Sci.Health，1984,(B19):593-609.

[19]Schatzmayr,G.,F.Zehner,M.Taubel,D.etal.Microbiologicals for deactivating mycotoxins[J].Mol.Nutr. Food Res，2006,(50):543-551.

[20]Prelusky,D.B.,Veira,D.M.,Trenholm,H.L.etal.Metabolic fate and elimination in milk,urine and bile of deoxynivalenol following administration to lactating sheep[J].J.Environ.Sci.Health，1987,(B22):125-148.

[21]Seeling,K.,S.Danicke,H.Valenta,H.P.etal.Effects of Fusarium toxin contaminated wheat and feed intake level on biotransformation and carry-over of deoxynivalenol in dairy cows[J].Food Addit.Contam，2006,23(10):1008-1020.

Effect of Deoxynivalenol on Rum inants

LU Bo，SUN Guo-jun*，WANG Bing-bing，LIZheng-yu，LIJia-hui
（College of Animal Science and Technology,Shihezi University,Shihezi832003,China）

Deoxynivalenol(DON，vomitoxin)is a main mycotoxin to cause feed contamination，which greatly disserves the animal health and livestock production.The general properties，toxic effects in ruminants and toxicokinetics of DON are reviewed in present paper.

deoxynivalenol；general propertie；toxic effect；toxicokinetic；ruminant

S816.32

A

1003－6377（2014）01－0046-04

2013-11-10

石河子大學(xué)國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201210759022）

呂波（1990-），男，在讀本科。

孫國(guó)君（1965-），男，博士，從事動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究。