Διερεύνηση της επίδρασης των μυκοτοξινώσεων στην πρόκληση παθολογικών καταστάσεων στον αναπαραγωγικό πληθυσμό των χοιροτροφικών εκμεταλλεύσεω
Creators: name: Τάσσης, Παναγιώτης Δ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2008
Subjects: Μικοτοξινώσεις
Χοιροτροφικές εκμεταλλεύσεις
Swine farms
Mycotoxicosis

description: Η έρευνα πραγματοποιήθηκε σε δυο «κάθετες» χοιροτροφικές εκμεταλλεύσεις βιομηχανικού τύπου, δυναμικότητας περίπου 2.000 (εκτροφή Α) και 1.000 (εκτροφή Β) συών αντίστοιχα. Η έρευνα άρχισε τον Ιούνιο του 2004 με τη λήψη του πρώτου δείγματος τροφής από τα σιτηρέσια των συών και των κάπρων των δυο εκτροφών και διήρκησε 12 μήνες, μέχρι τον Ιούνιο του 2005 όπου πραγματοποιήθηκε η λήψη του τελευταίου δείγματος τροφής. Η προ-ερευνητική περίοδος διήρκεσε 3 μήνες και κατά τη διάρκειά της πραγματοποιήθηκαν δειγματοληψίες σιτηρεσίων από συνολικά 4 εκτροφές, ώστε τελικά να επιλεγούν οι δυο που συμπεριλήφθηκαν στην παρούσα έρευνα. Κατά τη διάρκεια της προ-ερευνητικής περιόδου τα δείγματα τροφής αναλύθηκαν για την ανίχνευση και τον ποσοτικό προσδιορισμό των ίδιων μυκοτοξινών που ελέγχθηκαν και κατά την κυρίως ερευνητική περίοδο. Σκοπός της παρούσας έρευνας ήταν η διερεύνηση του προβλήματος της κατανάλωσης μολυσμένων με μυκοτοξίνες ζωοτροφών από τα ζώα αναπαραγωγής σε συνθήκες εκτροφής σε δυο ελληνικές βιομηχανικού τύπου χοιροτροφικές εκμεταλλεύσεις (εκτροφή Α και εκτροφή Β) για χρονικό διάστημα 12 μηνών, σε σχέση με την αναπαραγωγική δραστηριότητα (πιθανές επιπτώσεις τους στις κλινικές αναπαραγωγικές παραμέτρους), στις βιοχημικές παραμέτρους του αίματος και στην ιστοπαθολογική εικόνα του ήπατος, της μήτρας και των ωοθηκών των ζώων αυτών. Κατά τη διάρκεια της ερευνητικής περιόδου πραγματοποιήθηκαν τακτικές αντιπροσωπευτικές δειγματοληψίες των τροφών των ζώων αναπαραγωγής (τροφές κυοφορίας, γαλουχίας και κάπρων). Στα δείγματα τροφής έγινε ανίχνευση και ποσοτικός προσδιορισμός των εξής μυκοτοξινών: δεοξυνιβαλενόλη (DON), 3- και 15 ακέτυλο δεοξυνιβαλενόλη (3- και 15-ακέτυλο-DON), ζεαραλενόνης (ΖΕΝ), αφλατοξίνες (αφλατοξίνες Β1, Β2, G1, G2) και νιβαλενόλη. Στις σύες των δυο εκτροφών εκτιμήθηκαν παράμετροι σχετικές με την κατάσταση της υγείας και της αναπαραγωγικής ικανότητάς τους, καθώς και των χαρακτηριστικών των τοκετοομάδων τους. Οι αναπαραγωγικές παράμετροι των συών περιελάμβαναν ποσοστά επιστροφών σε οίστρο, ποσοστά τοκετών, αποβολών, «κενών» συών, απομάκρυνσης των συών, καθώς και τη μέση διάρκεια της κυοφορίας, της γαλουχίας και του διαστήματος «απογαλακτισμού-Τ.Σ.». Τα χαρακτηριστικά των τοκετοομάδων περιελάμβαναν το μέσο όρο των συνολικά γεννηθέντων ανά τοκετό, των γεννηθέντων ζωντανών, των γεννηθέντων νεκρών, των μουμιοποιημένων, των ελλιποβαρών και αδύναμων χοιριδίων, των χοιριδίων με απαγωγή των άκρων και των αντίστοιχων με οίδημα και ερύθημα του αιδοίου και των ζωντανών στο πρώτο 24ωρο μετά το τοκετό καθώς και των απογαλακτισμένων χοιριδίων. Ταυτόχρονα διερευνήθηκαν τα ποσοστά των τοκετοομάδων στις οποίες εντοπίστηκε τουλάχιστον ένα χοιρίδιο με κλινικά συμπτώματα υπεροιστρογονισμού. Τα παραπάνω συγκρίθηκαν μεταξύ τους και προέκυψαν σαφή συμπεράσματα σχετικά με την επίδραση των καταναλισκόμενων συγκεντρώσεων μυκοτοξινών. Από συγκεκριμένες σύες της εκτροφής Β και από αντίστοιχο αριθμό συών που οδηγήθηκαν στο σφαγείο λόγω αναπαραγωγικών διαταραχών λήφθηκαν δείγματα αίματος για την ανίχνευση της DON και της ΖΕΝ, καθώς και των παρακάτω βιοχημικών παραμέτρων: ολικές πρωτεΐνες, αλβουμίνες, αλανινο-αμινοτρανσφεράση (ΑLT), αλκαλική φωσφατάση (ALP), ασπαρτική αμινοτρανσφεράση (AST), γ- γλουταμυλτρανσπεπτιδάση (γ-GT). Οι αιμοληψίες πραγματοποιήθηκαν στην αρχή της έρευνας και στο τέλος κάθε τριμήνου της ερευνητικής περιόδου. Στις σύες στο σφαγείο από τις οποίες λήφθηκαν δείγματα αίματος, έγιναν επίσης μετρήσεις των μακροσκοπικών χαρακτηριστικών της μήτρας και των ωοθηκών (βάρος μήτρας, πάχος τοιχώματος κεράτων μήτρας, διάμετρος αυλού κεράτων μήτρας, καθώς επίσης και διάμετρος ωοθηκών), ενώ λήφθηκαν δείγματα ήπατος, κεράτων της μήτρας και οι ωοθήκες για περαιτέρω ιστοπαθολογική εξέταση. Από τα αποτελέσματα των μυκοτοξικολογικών αναλύσεων των τροφών προκύπτουν σημαντικές διαφορές της έκτασης της μόλυνσης από μυκοτοξίνες στις δυο εκτροφές που συμπεριλήφθηκαν στην έρευνα. Η εκτροφή με την ελλιπή εφαρμογή του προγράμματος κτηνιατρικής διαχείρισης και με την επιλογή πρώτων υλών ζωοτροφών με κύριο κριτήριο τη μείωση του κόστους (εκτροφή Β) εμφάνισε μεγαλύτερα ποσοστά θετικών δειγμάτων τροφής και υψηλότερες συγκεντρώσεις μυκοτοξινών. Αντίθετα, στην εκτροφή Α οι συγκεντρώσεις μυκοτοξινών που ανιχνεύθηκαν στις τροφές των ζώων αναπαραγωγής ήταν σε επίπεδο ιχνών σε όλη τη διάρκεια της ερευνητικής περιόδου. Οι κυριότερες μυκοτοξίνες που ανιχνεύθηκαν στις τροφές των ζώων αναπαραγωγής και στις δυο εκτροφές, ήταν δευτερογενείς μεταβολίτες μυκήτων του γένους Fusarium. Από την ομάδα των τριχοθεσινών ανιχνεύθηκαν σε μεγαλύτερο ποσοστό και σε υψηλότερες συγκεντρώσεις η DON καθώς επίσης η 3- και η 15-ακέτυλο-DON. Επίσης, ανιχνεύθηκε έντονη μόλυνση των τροφών από ΖΕΝ. Μόλυνση από αφλατοξίνες (κυρίως αφλατοξίνη Β1) και νιβαλενόλη παρατηρήθηκε σε ελάχιστες περιπτώσεις μόνο στην εκτροφή Β. Παρατηρήθηκαν συγκεντρώσεις DON και ΖΕΝ στον ορό του αίματος των συών της εκτροφής Β οι οποίες αυξήθηκαν ακολουθώντας τις μεταβολές των καταναλισκόμενων συγκεντρώσεων μυκοτοξινών. Διαπιστώθηκε μεταβολή του ποσοστού θετικών δειγμάτων αίματος (δείγματα με ανιχνεύσιμες συγκεντρώσεις μυκοτοξινών) μεταξύ των δειγμάτων από σύες στην εκτροφή και στο σφαγείο, ανάλογα με το χρονικό διάστημα που μεσολάβησε από την τελευταία λήψη μυκοτοξινών έως τη μέτρηση των συγκεντρώσεων στο αίμα. Σχετικά με τις κλινικές αναπαραγωγικές παραμέτρους των συών της εκτροφής Α, διαπιστώθηκε ότι η κατανάλωση συγκεντρώσεων μυκοτοξινών σε επίπεδο ιχνών για χρονικό διάστημα διάρκειας ενός έτους σε συνθήκες φυσικής μόλυνσης των δημητριακών καρπών δεν προκαλεί την εμφάνιση αναπαραγωγικών διαταραχών στις σύες και στους κάπρους. Αντίθετα, στην εκτροφή Β η κατανάλωση υψηλότερων συγκεντρώσεων (που δεν υπερέβησαν, ωστόσο, τα ανώτερα καθοδηγητικά όρια που έχουν θεσπιστεί από την Ε.Ε.) των ίδιων μυκοτοξινών για χρονικό διάστημα ενός έτους προκάλεσε την εμφάνιση σημαντικών αναπαραγωγικών διαταραχών στις σύες σε επίπεδο εκτροφής, χωρίς ωστόσο να παρατηρηθούν κλινικά συμπτώματα και μείωση της διάθεσης για σύζευξη στους κάπρους. Διαπιστώθηκε αύξηση των κλινικών αναπαραγωγικών παραμέτρων στις σύες από το 2ο τρίμηνο της έρευνας και έπειτα (αύξηση του ποσοστού επιστροφών σε οίστρο, του ποσοστού απομακρύνσεων λόγω αναπαραγωγικών διαταραχών, της μέσης διάρκειας κυοφορίας και γαλουχίας κ.λπ.), ενώ υπήρξαν και κάποιες οι οποίες δεν επηρεάστηκαν σημαντικά (ποσοστό αποβολών). Στο ίδιο χρονικό διάστημα, διαπιστώθηκε δυσμενής μεταβολή ορισμένων χαρακτηριστικών των τοκετοομάδων (μείωση των συνολικά γεννηθέντων χοιριδίων, των γεννηθέντων ζωντανών χοιριδίων, αύξησή των χοιριδίων με απαγωγή των άκρων και οιδήματος - ερυθήματος του αιδοίου κ.λπ.), ενώ υπήρξαν και ορισμένες παράμετροι οι οποίες δεν επηρεάστηκαν σημαντικά (γεννηθέντα νεκρά και γεννηθέντα μουμιοποιημένα χοιρίδια). Οι μεταβολές των αναπαραγωγικών παραμέτρων των συών και των χαρακτηριστικών των τοκετοομάδων της εκτροφής Β εντοπίστηκαν στον ίδιο χρονικό διάστημα κατά το οποίο αυξήθηκε η κατανάλωση μυκοτοξινών με την τροφή. Επίσης, παρατηρήθηκαν ήπιες μεταβολές των βιοχημικών παραμέτρων, στον ορό του αίματος των συών της εκτροφή Β, οι οποίες συμπίπτουν χρονικά με την αύξηση της συγκέντρωσης των μυκοτοξινών που καταναλώθηκαν. Παρατηρήθηκε υψηλή θετική συσχέτιση μεταξύ των συγκεντρώσεων μυκοτοξινών και των μεταβολών συγκεκριμένων βιοχημικών παραμέτρων στον ορό του αίματος των συών. Οι παράμετροι οι οποίες μεταβλήθηκαν σημαντικά, εξαιτίας της λήψης μυκοτοξινών με την τροφή ήταν η AST και η ALT (αύξηση των συγκεντρώσεων των δυο ενζύμων από το μέσο της ερευνητικής περιόδου και έπειτα), καθώς και οι ολικές πρωτεΐνες (μείωση μόνο στο τελευταίο τρίμηνο της έρευνας). Τα παραπάνω ηπατικά ένζυμα αποτελούν δείκτες της ηπατικής λειτουργίας και οι μεταβολές τους αποτελούν σαφείς ενδείξεις της βλαπτικής επίδρασης των μυκοτοξινών στη λειτουργία του ήπατος. Στις σύες της εκτροφή Β που διαπιστώθηκαν μεταβολές των βιοχημικών παραμέτρων ανιχνεύθηκαν επίσης ιστοπαθολογικά ευρήματα ηπατικής ίνωσης. Παρατηρήθηκε βαθμιαία μεταβολή της φυσιολογικής αρχιτεκτονικής δομής του ηπατικού ιστού με συνάθροιση κυττάρων του Ito και αύξηση της πυκνότητας του συνδετικού ιστού. Οι μεταβολές αυτές ήταν τόσο εντονότερες στις σύες όσο αυξανόταν η συνολική καταναλισκόμενη ποσότητα μυκοτοξινών και ο συνολικός χρόνος λήψης τους. Η ανεύρεση των συγκεκριμένων ιστοπαθολογικών αλλοιώσεων αποδεικνύει την βαθμιαία βλαπτική επίδραση των μυκοτοξινών στο ήπαρ η οποία οδηγεί σταδιακά στην εμφάνιση ηπατικής ίνωσης. Οι ιστοπαθολογικές αλλοιώσεις που διαπιστώθηκαν στη μήτρα και στις ωοθήκες των συών της εκτροφής Β ήταν ήπιες, αλλά συμβατές με αυτές που οφείλονται στην κατανάλωση DON και ZEN. Μάλιστα, τα ποσοστά εμφάνισης τους αυξήθηκαν σταδιακά και ανάλογα με την αύξηση της καταναλισκόμενης συγκέντρωσης και του χρόνου λήψης των μυκοτοξινών. Διαπιστώθηκαν κυρίως ευρήματα αδενωματώδους υπερπλασίας του ενδομητρίου στα ιστοτεμάχια μήτρας και έντονη αύξηση του αριθμού και του μεγέθους των ωχρινοποιημένων κύστεων στις ωοθήκες κατά την πορεία της έρευνας. Η εμφάνιση των αλλοιώσεων αυτών αναδεικνύει την επίδραση των μυκοτοξινών και ιδιαίτερα της ΖΕΝ στο γεννητικό σύστημα, ενώ παράλληλα εξηγεί μερικώς την εμφάνιση των παρατηρούμενων μεταβολών των αναπαραγωγικών παραμέτρων στις σύες
description: The present study was performed in two farrow-to-finish swine farms of 2000 (farm A) and 1000 (farm B) sows under production, respectively. It started on June 2004 with the collection of the first feed sample and finished on June 2005 after collecting the last feed sample. A pre-study period lasted three months before the beginning of the main study period. During the pre study period, lactation, gestation and boars' feed from four farrow-to-finish farms was analysed for the detection and quantification of the same mycotoxins as those tested in the study period. Aim of this study was the estimation of mycotoxin consumption via feed from the breeding stock under natural contamination conditions, as well as the determination of the apparent effects on: a) clinical reproductive parameters of sows and boars in two farrow-to-finish swine farms in Greece (farm A and farm B) for a total time period of 12 months, b) blood serum biochemical parameters and c) histopathological alterations in liver, uterus and ovarian tissues. During the study period representative feed samples were collected regularly (gestation, lactation and boars' feed). All feed samples were tested for the detection and quantification of the following mycotoxins: deoxynivalenol (DON), 3- and 15 acetyl deoxynivalenol (3- and 15-acetyl-DON), zearalenone (ZEN), aflatoxins (Β1, Β2, G1, G2) and nivalenol. Determination of parameters regarding health and reproductive performance of sows and their litter characteristics in both farms was performed. During the four trimesters of the study period all reproductive parameters' and litter characteristics data were recorded. Reproductive parameters such as incidence of returns to estrus, farrowing rate, abortions, "empty" sows, culling rate, mean gestation length, lactation period and weaning to service interval were recorded. Litter characteristics that were assessed in this study were means of: total born piglets, alive, dead or mummified piglets at birth, low-weight and weak piglets, as well as animals with splay-leg or oedema and reddening of the vulva. Moreover the means of total piglets alive after the first 24hours of lactation, the weaned/litter piglets and the incidence of litters having at least one animal showing signs of hyperestrogenism (estrogen-like syndrome) were recorded. Significant conclusions regarding the impact of mycotoxins' consumption on these parameters derived from the comparison of all data during each trimester of the study period in each farm. Blood samples were collected from the same sows of farm B for the determination of DON and ZEN. Samplings were performed at the start of the study and at the end of each trimester. In these samples -as well as from equal number of blood samples from sows at the abattoir- (collected from sows culled due to reproductive disorders according the same time schedule) the assessment of the following biochemical parameters was performed also: total proteins, alboumins, alanine aminotranferase (ALT), alkaline phosphatase (ALP), aspartate aminotransferase (AST) and gamma glutamyl transpeptidase (γ-GT). Moreover on the same sows at the abattoir, gross characteristics of the uterus and ovaries were measured and liver, uterus horns and ovaries samples were collected. Based on the results of the mycotoxicological analysis of feed, it was shown that the mycotoxin menace is a problem of increasing concern in Greek swine farms. The extent of mycotoxin contamination of feeds in the two farms differed significantly. In farm A very low contamination levels (traces) were found, while in farm B the concentrations that were assessed were much higher but did not exceed the E.U. guidance limits at any time during the study period. Fusarium toxins and mainly DON, 3- and 15-acetyl-DON and ZEN were detected more frequently and in higher concentrations in both farms. Aflatoxins and nivalenol contamination was found in very few cases in farm B. DON and ZEN were found in blood serum samples of farm B sows and their concentrations altered according to the consumed proportion of mycotoxins. Differences were found among blood concentration of mycotoxins in samples from the farm and from the abbatoir. The effect of the time between the last consumption of mycotoxins and sampling was probably the main reason for those differences. Regarding the clinical reproductive parameters, it was shown that the long-term consumption of traces of mycotoxins via feed under natural field conditions does not impair reproductive performance of sows and boars in vivo (farm A). On the contrary under similar field conditions, the consumption of higher concentrations of the same mycotoxins results in significant reproductive deficits on sows, but not obvious clinical signs on boars (farm B). Several reproductive parameters of sows in farm B altered during the study period revealing the harmful effect of mycotoxins (returns to estrus, farrowing rate, "empty" sows, culling rate, mean gestation length, lactation period and weaning-to-service interval), while other such as abortions' rate remained unchanged. The majority of litter characteristics in the same farm were altered due to the effect of mycotoxins (total born piglets, alive, low-weight and weak piglets, as well as animals with splay-leg or oedema and reddening of the vulva etc.) while other (dead or mummified piglets at birth) remained unaffected. The changes observed on the reproductive parameters and litter characteristics were obvious after the 2nd trimester of the study as a result of the increasing consumption of mycotoxins by sows. Moreover the results of the blood biochemical analysis (sows of farm B) showed significant alterations of specific blood serum biochemical parameters and especially total proteins (reduction in the last trimester), AST and ALT (both increased after the 2nd trimester of the study). These changes were positively correlated to the alterations of the concentrations of mycotoxins in blood serum. These liver enzymes are considered as main indicators of liver function, so their alterations have been discussed as significant signs of the induced -by -mycotoxins liver dysfunction. Furthermore histopathological lesions of liver fibrosis were revealed (sows of farm B). They constituted of gradual accumulation of Ito cells and a similar increase of connective tissue deposition in the liver that resulted in alterations of the liver structure. The occurrence of these lesions increased according to the gradual increase of the total mycotoxin intake via feed and the total time of exposure, thus proving the toxic effects of mycotoxins on sows' liver in vivo. Histopathological lesions in the uterus and ovaries (sows of farm B) were of smaller extent. The long-term consumption of mycotoxins resulted in higher incidence of uterus samples showing variable degrees of endometrial adenomatous hyperplasia and similarly (in the ovaries) the occurrence of luteinized follicles and cysts of different origin in relatively mounting numbers and sizes. The incidence of the alterations in uterus and ovaries histology rose as the total mycotoxin consumption and the time of exposure increased. Such alterations prove the toxic effect of mycotoxins and especially ZEN in the genital tract that results in clinically impaired reproductive parameters of sows