Bağırsak sağlığı ve mikotoksinler: Şu ana kadar ne biliyoruz?

Mikotoksinler kaçınılmaz bir sorun olmasına ve bağırsak sağlığı ve mikrobiyom üzerinde zararlı bir etkiye sahip olabilmesine rağmen, bazı anahtar yönetim uygulamaları böylesi oluşumların riskini azaltmaya yardımcı olabilir. Alltech, etkili mikotoksin yönetiminin, çiftlikten yem fabrikasına ve risk değerlendirmesinden yem yönetimine kadar tüm zorlukları görmekle ilgili olduğuna inanmaktadır.

Gastrointestinal sistem, yutulan kimyasallara, yem bulaşanlarına ve doğal toksinlere karşı ilk bariyeri temsil eder. Mikotoksinle kontamine olmuş yemlerin alımını takiben, bağırsak epitel hücreleri yüksek miktarda toksine maruz kalabilir. Bu durum, fumonisin B₁ (FB₁; Bouhet ve ark., 2004) gibi bağırsaktan emilimi zayıf olan toksinler düşünüldüğünde özellikle önemlidir. Mikotoksinlerin biyolojik etkileri doğrudan bağırsak hasarına neden olabilir. Trikotesenler, gastrointestinal sistemi kaplayan hücreler gibi aktif olarak bölünen hücreleri etkiler. Bunlar, ribozomal birimlerle olan etkileşimleri nedeniyle ökaryotik hücrelerde protein sentezini doğrudan etkileyerek protein sentezinin başlamasını ya da polipeptidik zincirlerin uzamasını önlerler (Ueno, 1984). Gastrointestinal sistemin (GIT) de trikotesen kaynaklı apoptoza duyarlı olduğu ve esas olarak mide mukozasını, mide granüler epitelini ve bağırsak kript hücre epitelini etkilediği unutulmamalıdır (Bondy ve Pestka, 2000). Trikotesenlerin toksik etkisi, ağız mukozasının ve taşlık lezyonlarının geniş nekrozuyla sonuçlanır (Leeson ve ark., 1995). T-2 toksini ökaryotik hücrelerdeki DNA, RNA ve protein sentezini engelleyerek hücre döngüsünü etkiler ve hem in vivo hem de in vitro apoptozu tetikler (Rocha ve ark., 2005). T-2 toksininin birincil etkisinin ağız epiteli (gaga boşluğu ve dil) ile teması yoluyla gerçekleştiği de unutulmamalıdır.

MİKOTOKSİNLERİN GASTROİNTESTİNAL BARİYER ÜZERİNDEKİ DOĞRUDAN ETKİSİ
FB₁ ve okratoksin A (OTA) gibi bazı mikotoksinlerin bir diğer önemli etkisi de transepitelyal elektrik direncinde azalma olarak ölçülen bağırsak epitelinin bariyer işlevini değiştirmeleridir. Sıkı bağlantıları çevreleyen ortam, FB₁‘e sürekli maruz kalınmasıyla bir şekilde değişmiş olabilir (Bouhet ve ark., 2004; McLaughlin ve ark., 2004). Fusarium mikotoksinleri ile doğal olarak kontamine olmuş tahıllarla beslenen civcivlerin başlangıç döneminde duodenumdaki villus yüksekliğinde azalma ve jejunumdaki villus yüksekliğinde ve villus yüzeyinde azalma görülmüştür. Fusarium mikotoksinleri ile kontamine olmuş aynı rasyonla beslenen hindilerde, büyüme evresinde duodenumun genişliği ve villus yüzeyi, jejunumun villus yüksekliği ve yüzeyi ile ileumun submukozal kalınlığı azalmıştır (Girish ve Smith, 2008). Kontrol rasyonlarıyla beslenen etlik piliçlere kıyasla 0,5 mg deoksinivalenol (DON)/kg ile kontamine olmuş rasyonlarla beslenen etlik piliçlerin villusları daha kısa ve ince olmuş, bu da ince bağırsakların daha hafif olmasına neden olmuştur (Awad ve ark., 2006).

Weaver ve ark. (2020), doğal olarak çoklu mikotoksinle kontamine olmuş yemlerin (aflatoksin B₁, DON, 3-DON, 15-DON, HT-2 toksini, fusarik asit ve fumonisinler), maya hücre duvarı ekstraktı (YCWE; Mycosorb A^+®) titreleri ile birlikte veya bunlar olmadan kronik olarak alınmasının, günlük erkek Cobb civcivleri üzerindeki etkisini araştırmıştır. Bu çalışma, etlik piliç performansının ve bağırsak sağlığının, doğal olarak oluşan çoklu mikotoksinlerle kontamine olmuş yemin uzun süreli tüketiminden etkilendiğini göstermektedir. Mikotoksin mücadelesi sırasında YCWE ile beslenen etlik piliçlerin performansı, bağırsak sağlığı ve verimliliği 42 gün boyunca artmıştır. Bu sonuçlar, özellikle %0,2 oranındaki YCWE’nin mikotoksinlere karşı koruyucu bir etki sağladığını ve üretim verimliliği ölçümlerini iyileştirdiğini göstermektedir (Şekil 1-4).

MİKOTOKSİNLERİN BAĞIRSAK BİYOKİYOKİMYASI ÜZERİNDEKİ ETKİSİ
Etlik piliçlere verilen aflatoksinler pankreas salgılarını azaltırken, yumurtacı tavuklara verilen aflatoksinler pankreas enzimlerinin üretimini artırmıştır (Osborne ve Hamilton, 1981). Bağırsak morfolojisi (bağırsak kript derinliği) ile bağırsak disakkaridazının ve maltazın spesifik aktivitesi de, AfB¹ ile beslenme sonucu değişmiştir (Applegate ve ark., 2009). Bu, lüminal ortamın kimyasında bir değişiklik yaratır. Yeni luminal ortama en uygun olan bakterilerin başarılı bir şekilde çoğalma şansı daha fazla olacaktır.

DON’un bağırsak villuslarında neden olduğu morfolojik değişikliklere ek olarak, bu mikotoksinin yumurta tavuklarının jejenumunda Na⁺ taşınımını ve Na⁺-D-glukozun birlikte taşınımını engellediği öne sürülmektedir. Bu durum, bağırsak 10 mg/L DON konsantrasyonuna maruz kaldığında glukoz alımının azalmasıyla sonuçlanır (Awad ve ark., 2005a). Benzer şekilde, yumurta tavuklarında DON, L-prolin gibi sodyum ile birlikte taşınan amino asitlerin bağırsaktan emilimini etkiler (Awad ve ark., 2005b). Dolayısıyla, emilim kapasitesi değiştiği için bağırsak lümeninde bulunan besin maddelerinin kalitesi ve miktarı değişir. Muhtemelen yeni “luminal rasyonu” başarılı bir şekilde fermente edebilen bakteri türleri, lümende baskın olacaktır.

DON’un kontamine gıda ve yemlerde meydana gelen konsantrasyonlarla karşılaştırılabilir düzeyde sub-kronik alımının, besinlerin bağırsaktan transferini ve alımını bozduğu rapor edilmiştir. Hindistan’da 6.700 yumurtacı tavuktan oluşan bir sürüde, FB¹ (6,5 mg/kg yem) ve AfB¹ (0,1 mg/kg) ile kontamine olmuş bir yem partisiyle yapılan denemede, bu yemi tükettikten sonra tavuklarda siyah, yapışkan ishal rapor edilmiştir. Ölüm sonrası incelemelerde proventrikulus kanamaları ve bağırsakta sıvı birikimleri yaygın olarak görülmüştür. Hastalık, daha sonra günlük civcivlerin ve yumurtacı tavukların kontamine rasyonla beslenmesi yoluyla deneysel olarak yeniden ortaya çıkarılmıştır (Prathapkumar ve ark., 1997).

MİKOTOKSİNLER VE BULAŞICI AJANLAR
Deneysel bir nekrotik enterit (Clostridium perfringens‘in neden olduğu) enfeksiyon modelinde, 5 mg DON/kg yem ile kontamine edilmiş bir rasyonla beslenen etlik piliçler, kontrol rasyonundaki tavuklara kıyasla nekrotik enterit lezyonları geliştirmeye daha yatkın olmuştur (Antonissen ve ark., 2014). Bu durumda, DON, bağırsak mukozasına zarar vererek, besin maddelerinin bağırsak lümenine sızmasına yol açarak ve dolayısıyla C. perfringens‘in yaygın çoğalması için gerekli büyüme ortamını sağlayarak zemin hazırlayıcı bir faktör olarak hareket etmiştir. Nekrotik enterite zemin hazırlayan bir diğer faktör de koksidiyal patojenlerin neden olduğu mukozal hasardır. Fusarium toksinlerinin kanatlılarda koksidiyozdan sorumlu Eimeria suşları ile etkileşimi araştırılmıştır. Fusarium mikotoksinlerinin gerçekçi (Girgis ve ark., 2010a) ve seyrek dozları da (Girgis ve ark., 2010b), tavuklarda Eimeria mücadelesinden sonra bağırsak iyileşmesinde, IFN-γ’nın yukarı regülasyonunda ve CD4+ ve CD8+ hücrelerinin toplanmasında gecikme olduğunu göstermiştir. Benzer şekilde, Eimeria suşlarına maruz kalan ve DON ve fumonisinlerin (FUM) bireysel dozları veya kombinasyonlarıyla (1,5 mg DON/kg ve 20 mg FUM/kg rasyon) beslenen tavuklarda, sadece Eimeria’ya maruz kalan kontrol rasyonundaki tavuklara kıyasla, GIT’de daha yüksek lezyon oluşumu ile jejunum ve dışkıda daha fazla ookist oluşumu izlenmiştir (Grenier ve ark., yayınlanmamış veriler). Ayrıca, etlik piliçlerde (Koynarski ve ark., 2007a) ve hindilerde (Koynarsky ve ark., 2007b) yüksek (ve gerçekçi olmayan) OTA dozları, Eimeria mücadelesinden sonra daha şiddetli lezyon skorları ve daha fazla kanlı ishal insidansı ile sonuçlanmıştır. Ayrıca, koksidiyal enfeksiyonu takiben pro-enflamatuar sitokinlerin tipik yukarı regülasyonu, DON ve fumonisin kombinasyonuyla beslenen kanatlıların jejunumunda daha güçlüydü ve bu da doku hasarına yol açabilecek enflamatuar yanıtın şiddetlenmesine işaret ediyordu.

MİKOTOKSİN TEHDİDİNİN AZALTILMASI
Mikotoksinler kaçınılmaz bir sorun olmasına ve bağırsak sağlığı ve mikrobiyom üzerinde zararlı bir etkiye sahip olabilmesine rağmen, bazı anahtar yönetim uygulamaları böylesi oluşumların riskini azaltmaya yardımcı olabilir. Alltech, etkili mikotoksin yönetiminin, çiftlikten yem fabrikasına ve risk değerlendirmesinden yem yönetimine kadar tüm zorlukları görmekle ilgili olduğuna inanmaktadır. Yem mikotoksin kontaminasyonunun kaçınılmazlığını etkili bir şekilde yönetmek için mikotoksin zorluklarının seviyesini anlamak çok önemlidir. Böylece hayvan performansı, üretim verimliliği ve gıda güvenliği üzerindeki olumsuz etkileri azaltmak için doğru adımlar atılabilir.

Referansların tam listesi, talep halinde temin edilebilmektedir.

Dr. Radka Borutova Hakkında
Slovakya doğumlu olan Dr. Radka Borutova, Kosice Veterinerlik Üniversitesi’nden veterinerlik alanında doktora derecesi almıştır. Doktora tezi “Fusarium mikotoksinlerinin kanatlı hayvanlarda antioksidan ve bağışıklık durumu üzerindeki etkileri” başlığını taşımaktadır ve o zamandan beri mikotoksinler hakkında 14 hakemli çalışmaya imza atmıştır.
Dr. Borutova, küresel hayvan besleme endüstrisinde 12 yıldan fazla deneyime sahiptir ve bu süre zarfında birçok önde gelen kurumda önemli görevlerde bulunmuştur. Dr. Borutova, kariyeri boyunca tüm birincil türlerde mikotoksinlerin etkisini daha iyi anlamak ve mikotoksin risklerini azaltmaya yönelik en etkili stratejilerin oluşturulmasına yardımcı olmak için yem tedarik zincirindeki paydaşlarla birlikte çalışmıştır.
Dr. Borutova şu anda Alltech’te Mikotoksin Yönetimi programı için Avrupa teknik destek yöneticisi olarak görev yapmaktadır. Daha önce Slovak Cumhuriyeti Tarım Bakanlığı’nda devlet baş müşaviri ve Slovak Bilimler Akademisi Hayvan Fizyolojisi Enstitüsü’nde yüksek lisans öğrencisi, öğretmen ve Selenyum Metabolizması Laboratuvarı üyesi olarak görev yapmıştır.

Dr. Alexandra Weaver hakkında
Dr. Alexandra Weaver, Dr. Sung Woo Kim yönetimindeki North Carolina State Üniversitesi’nden zootekni ve hayvan beslenmesi alanında yüksek lisans ve doktora derecelerini almıştır. Doktora tezi, mikotoksinlerin domuzların performansı, bağışıklığı, oksidatif stresi, bağırsak sağlığı ve üreme kapasitesi üzerindeki etkilerini araştıran “Mikotoksinlerin domuzların büyümesi ve sağlığı üzerindeki etkisi” başlığını taşımaktadır. Journal of Animal Science da dahil olmak üzere çeşitli dergilerde çok sayıda araştırma makalesi yayınlamıştır. Weaver, 2013 yılında Alltech^® Mikotoksin Yönetimi ekibine katılmıştır. Bu görevinde, tüm türlerden üreticilerin ve beslenme uzmanlarının mikotoksinleri anlamalarına ve yönetmelerine yardımcı olmaktadır.