Projekti / Programi
POJAVLJANJE NOVIH TOKSIČNIH SUBSTANC V SLOVENSKI KRMI
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.03.01 |
Biotehnika |
Rastlinska produkcija in predelava |
Kmetijske rastline |
| Koda |
Veda |
Področje |
| B420 |
Biomedicinske vede |
Prehrana |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 4.01 |
Kmetijske vede in veterina |
Kmetijstvo, gozdarstvo in ribištvo |
ergot alkaloidi, alternarijski toksini, izvor, kemija, analize, izpostavljenost
Raziskovalci (14)
Organizacije (3)
Povzetek
V zadnjih treh letih v intenzivnih rejah govejih pitancev opažamo klinična znamenja, ki jih do sedaj nismo poznali: gangrene repov, gangrene skrotuma, razpokane in odlomljene rogove, šepanje in v končni fazi, kljub zdravljenju, pogin živali. V takšnih rejah smo izločili možnost kužnih povzročiteljev bolezni ter dejavnikov okolja in se na koncu osredotočili na prehrano. Opisane spremembe bi lahko povzročali mikotoksini oziroma alkaloidi saprofitskih in endofitskih gliv, ki jih do sedaj v Sloveniji še nismo določali. Na osnovi rezultatov, ki smo jih v tem času pridobili, sklepamo, da v Sloveniji obstaja možnost pojavljanja gliv in njihovih mikotoksinov, ki jih do sedaj še nismo opisali: ergot alkaloidi (izloča jih gliva Claviceps purpurea ali rženi rožiček, lahko pa tudi druge glive) in toksini gliv iz rodu Alternaria.
Evropska Komisija je v svojem Priporočilu z dne 15.3.2012 o spremljanju prisotnosti alkaloidov rožička v krmi in hrani (2012/154/EU) pozvala članice, da naj z dejavno vključitvijo nosilcev krmne in živilske dejavnosti spremljajo prisotnost alkaloidov rožička v žitih in žitnih izdelkih, ki so namenjeni za prehrano ljudi ali živalsko krmo, na pašnih/krmnih travah za živalsko krmo ter v krmnih mešanicah in hrani. To se pri nas zaenkrat še ne izvaja.
Ergot alkaloide izločajo različne vrste gliv, ki pripadajo rodovoma Hypocreales in Eurotiales. Iz rodu Hypocreales so poznane vrste glive rodu Claviceps, med njimi pa je v Evropi najbolj razširjena gliva Claviceps purpurea. Gliva najraje okužuje rž, sicer pa tudi druge gospodarsko pomembne vrste iz družine trav (Poaceae), npr. tritikalo, pšenico, ječmen in bolj poredko oves ter številne samonikle in sejane trave. Gliva Claviceps purpurea okužuje preko 200 vrst trav. Med najpomembnejše rodove gostiteljskih samoniklih trav na njivah in robovih njiv sodijo ljulke (Lolium), pirnice (Agropyron), stoklase (Bromus), bilnice (Festuca) in ovsike (Avenochloa). Na senčnih in mokrih travnatih površinah so najpogostejši rodovi samoniklih trav, ki gostijo rožičke, trsti (Phragmites), stožke (Molinia), šašulice (Calamagrostis) in medene trave (Holcus). V obeh habitatih pa so pomembni gostiteljski rodovi tudi latovke (Poa), lisičji repi (predvsem Alopecurus myosuroides), pahovke (Arrhenotherum), pasje trave (Dactylis) in mačji repi (Phleum). Ostali gostiteljski rodovi so še Danthonia, Glyceria, Brachypodium, Elymus in Milium. Zanimivo pa je, da je rožiček pogosto prisoten tudi na morskem metličju (Spartina maritima), ki je izrazit halofit in raste predvsem na solinah. (Bové, 1970; Taber, 1985; Haarman et al., 2009). Tujeprašne vrste so bolj dovzetne za okužbo, ker cvetijo bolj odprto in daljši čas.
Direktiva 2002/32/ES Evropskega parlamenta in Sveta z dne 7. maja 2002 o nezaželenih snoveh v živalski krmi prepoveduje uporabo proizvodov, namenjenih za živalsko krmo, pri katerih vrednosti nezaželenih snovi presegajo mejne vrednosti iz Priloge I k navedeni direktivi. Za krmo, ki vsebuje nezmleta žita, je bila za sklerocij rženega rožička (Claviceps purpurea) določena mejna vrednost 1000 mg/kg.
Znanstveni odbor za onesnaževalce v prehranjevalni verigi Evropske agencije za varnost hrane (EFSA) je 19. aprila 2005 na zahtevo Komisije sprejel mnenje o rožičku kot nezaželeni snovi v živalski krmi. Izraz rožiček se nanaša na glivno strukturo vrste Claviceps, ki se razvije namesto zrn na žitnem klasu ali semen na klasu/latu trave in je videti kot velik temno obarvani sklerocij. Slednji vsebuje različne razrede alkaloidov, med katerimi so najpomembnejši ergometrin, ergotamin, ergozin, ergokristin, ergokriptin in ergokornin ter njihovi -inini. Velikost rožičkov in vsebnost alkaloidov v njih je razen od ostalih okoljskih dejavnikov odvisna tudi od gostiteljske rastline, vrste okužbe (primarna ali sekundarna), različka (seva) glive in geografske regije.
Trenutno stopnja raznolikosti vzorcev alkaloidov rožička v povezavi z vrsto glivic, geografsko porazdeljenostjo ter glede na rastlino gostite
Pomen za razvoj znanosti
Mikotoksini, kamor spadajo tudi ergot alkaloidi in alternarijski toksini, so sekundarni presnovki različnih gliv, ki pri ljudeh in živalih po zaužitju povzročijo zastrupitev (mikotoksikoze). Glive, ki rastejo na žitih, lahko začnejo izločati mikotoksine pred ali po žetvi ali pa kasneje med neprimernim skladiščenjem. Najbolj razširjene plesni, ki tvorijo mikotoksine so Fusarium spp., Aspergillus spp. in Penicillium spp. Pogosto jih ugotovimo v koruzi in strnih žitih, ki se uporabljajo v človeški ali živalski prehrani. Ker so toksigene glive zelo razširjene, najdemo mikotoksine pravzaprav v vseh delih sveta. Do sedaj je opisanih več kot 350 vrst gliv, ki izločajo mikotoksine in več kot 300 različnih mikotoksinov, ki povzročajo na živih organizmih različna obolenja.
Vse navedeno je znano že dolgo časa, vendar pa v Evropi v zadnjem času opažamo spremembe, ki jih ne znamo razložiti. Na primer, ugotovljeno je bilo, da so nekatere vrste gliv Fusarium zadnjih 10 let uspešno migrirale in postale ena od najpogostejših vrst plesni v centralni in severni Evropi. Posledica so tako imenovana »Fusarium leta«, ki so se prej pojavljala le občasno pri slabem vremenu ob spravilu pridelkov, danes pa se pojavljajo v Evropi skoraj vsako drugo leto. Med vprašanji, ki so trenutno deležna posebnega zanimanja, je tudi odkrivanje vzrokov in analiza stanja pojavljanja novih mikotoksinov (npr. toksini, ki jih izločajo Alternaria spp.) in mikotoksinov, za katere smo mislili, da jih imamo pod nadzorom (npr. aflatoksini in ergot alkaloidi). Najbolj enostaven odgovor, vendar nikakor edini, je sprememba klimatskih razmer, ki omogoča rast različnim »novim« vrstam gliv.
Rezultati našega projekta bodo pripomogli k natančnejšim ocenam tveganja in obvladovanju strategij zaščite potrošnikov brez zmanjšanja razpoložljivosti kritičnih virov hrane, kot so pšenica in ječmen. Vsekakor pa bi bilo v prihodnosti te rezultate potrebno nadgraditi s poskusi na živalih ali celičnih linijah, kajti poznano je, da še vedno ne razumemo osnov mehanizmov, s katerimi nekateri mikotoksini, med njimi tudi ergot alkaloidi in alternarijski mikotoksini, delujejo toksično. Posebno malo je znano, kako na organizem delujejo nizke koncentracije več mikotoksinov hkrati ali pa kombinacije mikotoksini/konzervansi ali mikotoksini/drugi sintetični dodatki v hrani ali krmi.
Na osnovi vsega navedenega so vse raziskave na področju mikotoksinov nujno potrebne in upravičene. Potrebno je poudariti, da bi moralo biti na tem področju opravljenih več raziskav; še posebno na področju poznavanja delovanja nizkih koncentracij kot tudi na medsebojnem delovanju različnih mikotoksinov.
Pomen za razvoj Slovenije
C. purpurea se nahaja samo na žitih in travah, zato so ta posamična krmila in proizvodi iz njih možen vir okužbe z ergot alkaloidi. Med žiti je najpogosteje okužena rž, sledijo tritikala, pšenica in ječmen. Količina žit iz proizvodov iz njih, ki se dnevno vključuje v obrok za živali, je med državami članicami EU zelo različna. Za prašiče in perutnino lahko žitna komponenta predstavlja več kot 70 % obroka. Dejanska količina je odvisna od velikosti, tipa in starosti živali. Na izbiro krmil vpliva mnogo dejavnikov, npr. njihova razpoložljivost in cena in hranilna vrednost (McDonald in sod., 2011).
Ne smemo pozabiti, da se žita vključujejo tudi v krmo za konce, ribe in domače ljubljenčke.
Raziskave, opravljene v zadnjih letih, v katerih večinoma ugotavljajo nizke koncentracije mikotoksinov, kažejo, da smo danes ljudje in živali skoraj zagotovo kronično izpostavljeni mikotoksinom. Takšna izpostavljenost po mnenju nekaterih prispeva k povečanju rakavih obolenj, obolenj ledvic in slabši odzivnosti imunskega sistema. Vse bolj postaja jasno, da se mikotoksinom pravzaprav ne da izogniti, ker so nekakšni »naravni« kontaminanti hrane. Zaradi načina pridelovanja in klimatskih sprememb vedno bolj pridobivajo na pomembnosti. Posebej težko je realno oceniti dejansko škodo, ki jo povzročajo mikotoksini v živalski proizvodnji, vendar pa prevladuje mnenje, da je zelo velika (Bannett in Klich, 2003).
Gospodarska škoda je zaradi stroškov zdravljenja živali in manjše klavne mase velika. Kmetje v Sloveniji so ocenili, da so zaradi gangren repov morali dati v zakol predčasno 3% živali.
Analize razširjenosti in pogostosti pojavljanja glivnih predstavnikov iz rodov Claviceps in Alternaria nam bo omogočila razumevanje dejavnikov, ki vplivajo na njihovo pojavljanje v trenutnih razmerah. Slednje je pomembno za oblikovanje predvidevanj prihodnjega pojavljanja obeh skupin gliv pod vplivom klimatskih sprememb. Še posebej pomembno je razumevanje pojavljanje rodu Alternaria, saj je v primerjavi z glivami iz rodu Claviceps, precej slabo raziskano.
Ustrezno poznavanje razširjenosti in pogostosti pojavljanj predstavnikov gliv iz rodov Claviceps in Alternaria je pomembno za preprečevanje zastrupitev govedi z njihovimi toksini, kar je pomembno za celoten del živinorejske panoge, ki se ukvarja z rejo govedi. Z razumevanjem okoljskih dejavnikov, ki vplivajo na razširjanje gliv in razvoj njihovih rastlinskih gostiteljev, bomo lahko oblikovali potencialne smernice za nadzor krme oz. oblikovanje rastlinskih mešanic, ki se uporabljajo za pridelavo krme (seno).
Bennett JW, Klich M. 2003. Mycotoxins. Clin Microbiol Rev 16 (3): 497-516.
McDonald P, Greenhalgh JFD, Morgan CA, Edwards R, Sinclair L and Wilkinson R, 2011. Animal Nutrition. 7th edition. Benjamin Cummings, 712 pp
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2015,
2016,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2015,
2016,
zaključno poročilo
