تلاش برای جلوگیری از مصرف خوراک آلوده به مایکوتوکسین ها بسیار حائز اهمیت است اما هنگامی که بحث تغذیه دام مطرح می شود این کار به طور کامل عملی نیست؛شناسایی خوراک های آلوده صرف نظر از هزینه های بالای آزمایش،به دلیل عدم توزیع یکنواخت مایکوتوکسین ها در خوراک و به دنبال آن عدم امکان تهیه نمونه هایی که نماینده کل خوراک باشنددشوار است.برای این که یک نمونه نماینده ای از کل خوراک باشد، باید به طور اصولی تهیه شود. به طور مثال، برای نمونه گیری از 1 تن غله باید نمونه ای از 10 نقطه مختلف با وزن نهایی 1 کیلوگرم تهیه کرد (شکل 1- الف). بنابراین، یک نمونهبا آلودگی بالا به معنای آلوده بودن کل محصول نیست و یک نمونه عاری از آلودگی تضمین کننده پاک بودنکل خوراک از مایکوتوکسین ها نمی باشد. از سوی دیگر، اندازه قطعات نمونه نهایی نیز نقش مهمی در صحت نتیجه آنالیز مایکوتوکسین های خوراک خواهد داشت؛ هرچه ذرات ریزتر و اندازه نمونه نهایی بزرگتر باشد واریانس کمتر خواهد بود (شکل 1- ب).فارغ از دشواری های تهیه نمونه مناسب، در نهایتتنها تعداد محدودی از مایکوتوکسین ها در آزمایش های معمول قابل ردیابی و شناسایی خواهند بود. بنابراین، نه تنها از نقطه نظر محدودیت های تشخیصی که از نظر محدودیت های اقتصادی در حذف مواد خوراکی آلوده در تناژ بالا باید در جستجوی راهکاری دیگر بود.

شکل 2- (الف) سمت چپ؛ تفاوت در روشهای نمونه گیری منجر به حصول نتایج متفاوتی در مورد میزان مایکوتوکسین های خوراک خواهد شد. (ب) سمت راست؛ اندازه قطعات نمونه بر یکنواختی نمونه نهایی تاثیرگذار خواهد بود.

 

همانطور که پیش تر ذکر شد، مایکوتوکسین های مختلف به دلیل دارا بودن فعالیت ضد میکروبی، ضد پروتوزوآیی و ضد قارچی قادرند میکروفلورای شکمبه را تغییر دهند. از نظر عملی، این بدان معنی است که مایکوتوکسین ها تا حدودی می توانند از سم زدایی گریخته و توسط روده جذب شوند. به عبارت دیگر، مایکوتوکسین ها پیش از آنکه بر خود دام تاثیر بگذارند عملکرد شکمبه او را مختل می نمایند. کاهش تحرک شکمبه، کاهش مصرف ماده خشک، هضم ADF و نشاسته برخی اثرات منفی گزارش شده به واسطه مصرف خوراک های آلوده به مایکوتوکسین ها می باشند. بنابراین، اتخاذ تدابیری به منظور کمینه سازی اثرات منفی مایکوتوکسین های موجود در خوراک دام، از مهم ترین اقدامات در تغذیه گاوهای شیری می باشد. افزودن مواد جاذب (بایندر) به خوراک حیوانات روشی معمول برای جلوگیری از مایکوتوکسیکوز، به ویژه آفلاتوکسیکوز، در نشخوارکنندگان است.موادی مانند بنتونیت، کائولین، رس مونت موریلونیت، آلومینیوم سیلیکات کلسیم سدیم هیدراته، و گلوکوماناناز جمله ترکیبات شناخته شده با توانایی جذب و غیرفعال سازی این سموم می باشند. ترکیبات بایندر در اجزا و ساختار شیمیاییمتفاوت هستند که این امر منجر به تفاوت در اثربخشی آنها در جذب مایکوتوکسین ها می گردد. علاوه بر این، میزان اثربخشی بایندرها به مقدار کاربرد آنها در جیره و غلظتی از مایکوتوکسین که در جیره گاو وجود دارد مرتبط می باشد. بنابراین، مطالعات مختلف بسته به دوزهای مایکوتوکسین و ترکیبات جاذب تست شده سطوح متفاوتی از تاثیر را گزارش نموده اند.در مطالعه ای 32 گاو هلشتاین در اوائل دوره شیردهی به طور تصادفی به یکی از این 4 تیمار اختصاص داده شدند: 8/2 میلی گرم آفلاتوکسین (گروه شاهد مثبت)، 8/2 میلی گرم آفلاتوکسین+100 گرم توکسین بایندر نوع 1 (مینرالهای رس با جذب بالا و مخمر غیرفعال شده؛ ساکارومایسس سرویسیه)، 8/2 میلی گرم آفلاتوکسین + 100 گرم توکسین بایندر نوع 2 (مینرال های رسی با قابلیت جذب بالا، مخمر غیرفعال شده، ترکیبات گیاهی، و مخلوطی از آنتی اکسیدانها و مواد نگهدارنده)، و تیمار فاقد آفلاتوکسین و افزودنی ها (شاهد منفی). نتایج این مطالعه نشان داد استفاده روزانه 100 گرم توکسین بایندربه ازای هر گاو در جیره با کاهش جذب آفلاتوکسین از مجاری گوارشی، غلظت آفلاتوکسین M1 را در شیر گاوهای مصرف کننده TMR حاوی تقریباً 5 برابر حد مجازِ 20 میکروگرمی آفلاتوکسین در هر کیلوگرم از ماده خشک جیره به طور معناداری (50 تا 60 درصد) کاهش داد. به علاوه، مکمل نمودن جیره با توکسین بایندر از مدت زمانی که لازم بود تا بعد از چالش آفلاتوکسینی غلظت AFM1 به زیر سطح مجاز FDA برای شیر برسد کاست.

 

مکانیسم اتصال بایندرها

مایکوتوکسین هایی مانند آفلاتوکسین ها ساختار شیمیایی مسطحی دارند و می توانند همانطور که یک تکه گوشت بین دو برش نان در یک ساندویچ قرار می گیرد، بین لایه های ماده جاذبی مانند بنتونیت به دام بیفتند. وقتی مایکوتوکسین وارد لایه های بایندر شد، نیروی الکتریکی ایجاد شده توسط اتم های دو ترکیب، باند (پیوند) را محکم می کند. ساختار شیمیایی سایر مایکوتوکسین ها مانند دزوکسی نیوالنول (DON) یا زیرالنون (ZEN) کمتر از آفلا توکسین ها مسطح می باشد و بنابراین منجر به جذب کمتری می شود. بنابراین، ساختار شیمیایی مایکوتوکسین ها نقش عمده ای در تعیین میزان جذب آنها به وسیله یک بایندر به خصوص دارد. به طور مثال، آفلاتوکسین ها و آلکالوئیدهای ارگوت اغلب توسط بایندرها به خوبی کنترل می شوند در حالی که، برخی از مایکوتوکسین ها، مانند زیرالنون و تریکوتسن ها، برای جذب به استفاده از بایندرهای پیچیده تری نیاز دارند(شکل 2).

شکل 2- مایکوتوکسین بایندرها به خوبی از عهده جذب آفلاتوکسین ها و آلکالوئیدهای ارگوت بر می آیند اما اغلب عملکرد چشمگیری در رابطه با سم T-2 و دزوکسی نیوالنول ندارند.

به طور کلی، 3 مکانیسم برای جذب مایکوتوکسین ها به وسیله یک بایندر تعریف شده است:

1- جذب:بایندرها به واسطه به دام  انداختن آلودگی ها در رس یا سایر مواد متخلخل دیگر در فرآیندی که تحت عنوان جذب نامیده می شود با آنها باند می شوند.

2- بیوترانسفورماسیون یا زیست دگرگونی:بیوترانسفورماسیون با تغییر ساختار فیزیکی مایکوتوکسین های غیر قابل جذب آنها را به ترکیباتی بی ضرر و بدون عوارض جانبی برای دام تبدیل می نماید. از جمله ترکیباتی که با استفاده از این مکانیسم به غیرفعال سازی مایکوتوکسین ها می پردازند می توان به سویه هایی از مخمر (به طور مثال، سویه ای که قادر است زیرالنون و اوکراتوکسین A را خنثی نماید) یابرخی آنزیم ها(به طور مثال، آنزیمی خالص شده که فومونایسین ها را به متابولیت های غیرسمی تبدیل می کند) اشاره کرد.

3- حفاظت زیستی یاBioprotection:با استفاده  از ترکیباتی مانند عصاره های گیاهی و جلبک هایی که با دقت برای تقویت عملکرد کبد و سیستم ایمنی دام به منظور کمک به حیوانات در مقابله با اثرات منفی مایکوتوکسین ها انتخاب شده اند به محافظت هر چه بیشتر دام در برابر سموم کمک می کند.

بنابراین، مایکوتوکسین بایندری قادر به ایجاد کامل ترین پوشش در برابر اثرات منفی مایکوتوکسین ها خواهد بود که بتواند هر 3 راهکار جذب، زیست دگرگونی، و حفاظت زیستی را با یکدیگر تلفیق نماید.

 

معیارهای انتخاب یک مایکوتوکسین بایندر

شناسایی یک توکسین بایندر یا غیرفعال کننده مایکوتوکسین مناسب برای مزرعه شما بستگی به میزان آلودگی خوراک مصرفی، وضعیت حیوانات و اهداف فارم شما دارد. معیارهای کلی برای انتخاب یک مایکوتوکسین بایندر مناسب عبارتند از:

1- اختصاصی بودن: هنگام انتخاب یک مایکوتوکسین بایندر، به دنبال چیزی باشید که فقط مایکوتوکسین ها را باند کند. یک بایندر غیر اختصاصی سایر مواد مغذی مانند ویتامین ها و مواد معدنی را جذب کرده و ارزش تغذیه ای خوراک شما را کاهش می دهد.به علاوه، یک عامل سم زدا تنها زمانی در یک محیط پیچیده مانند دستگاه گوارش به خوبی عمل می کند که به میزان بالایی برای مایکوتوکسین های هدف خود اختصاصی باشد.

2- پایداری اتصال: در صورتی که اتصال توکسین بایندر به مایکوتوکسین هدف به آسانی از بین برود توکسین های باند شده می توانند مجدداً آزاد شده و عملکرد حیوان را مختل نمایند.

3- فاقد اثرات منفی بر خوراک، دام، و محیط:وقتی یک عامل سم زدا علیه مایکوتوکسین ها انتخاب می کنیم، باید از بی ضرر بودن متابولیت های حد واسط و فرآورده های نهایی برای حیوان و محیط اطمینان حاصل نماییم.درعمل،اینبدانمعنیاستکهمادهمذکوربایدغیرسمیبودهوبهشیر، گوشتوسایرمحصولاتحیوانیمنتقلنشود.

4- علاوه بر شرایط آزمایشگاهی اثرگذاری آن در دام نیز به  اثبات رسیده باشد: ممکن است یک بایندر رفتار بسیار مثبتی در شرایط آزمایشگاهی داشته باشد اما هنگامی که در بدن موجود زنده مورد استفاده قرار می گیرد خاصیت اختصاصی بودن خود برای یک یا چند مایکوتوکسین را از دست بدهد. به طور مثال، در مطالعه ای خاصیت توکسین بایندری دو نوع رس ارگانیک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج این آزمایش نشان  داد در حالی که راندمان اتصال برای زیرالنون (ZEN) در شرایط آزمایشگاهی بسیار خوب (بیش از 90 درصد) گزارش شد، هیچ بهبودی در فراسنجه های تولیدمثلی در شرایط درون تنی مشاهده نشد. این امر نشان می دهد که شرایط آزمایشگاهی (محلول بافر) کاملاً متفاوت از شرایط درون تنی (محیط پیچیده) می باشد.

یکی از معدود آزمایش هایی که به بررسی اثرات استفاده از یک توکسین بایندر هم در شرایط برون تنی و هم در شرایط درون تنی پرداخته، در کشور ما ایران انجام شده است. در این مطالعه، توکسین بایندری متشکل از گیاهان دارویی، دیواره سلولی مخمر، بنتونیت فعال شده حرارتی و اسیدی، سدیم هیومات و دیاتومیت با نسبت های جاذب به توکسین 1000 به 1 و 8000 به 1 در شرایط آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفت و تاثیر آن بر میزان توکسین زدایی از مایع شکمبه (با مقادیر آفلاتوکسین B1، OTA، ZEA، و DON به ترتیب 1، 1، 2، و 2 پی پی ام) طی نگهداری به مدت 2 ساعت ارزیابی گردید (نمودار 1).

نمودار 1- میزان توکسین زدایی از مایع شکمبه حاوی 4 مایکوتوکسین AFB1، OTA، ZEA، و DON) با نسبتهای جاذب به توکسین 1000 به 1 (رنگ زرد) و 8000 به 1 (رنگ آبی) طی نگهداری به مدت 2 ساعت

 

پس از اثبات کارایی این توکسین بایندر در شرایط آزمایشگاهی، مطالعه دیگری به منظور بررسی اثرات آن در کاهش میزان آفلاتوکسین شیر طراحی و اجرا شد؛ نتایج این آزمایش در کاهش چشمگیر میزان آفلاتوکسین M1 در شیر تولیدی، گواهی بر اثربخشی این بایندر در شرایط درون تنی بود (نمودار 2).

نمودار 2- تاثیر تیمارهای آزمایشی شامل گروه شاهد (رنگ نارنجی) و گروه دریافت کننده توکسین بایندر (رنگ آبی) بر غلظت AFM1 شیر در روز قبل از تغذیه با AFB1 (روز 3)، مدت زمان تغذیه با AFB1 (روز 3 تا 10)، و 6 روز بعد از حذف AFB1 از جیره