Изучение токсического действия трихотеценового микотоксина продуцента Fusarium sporotrichioides в опыте на свиньях
https://doi.org/10.18470/1992-1098-2022-1-62-79
Аннотация
Цель. Оценить последствия длительного потребления свиньями корма, экспериментально контаминированного Т‐2 токсином в количестве, близком к наиболее часто обнаруживаемому в кормах.
Материал и методы. Опыты проводили на свиньях, которым в течение 45 суток скармливали корм, контаминированный Т‐2 токсином в количестве 200 мкг/кг. В ходе эксперимента проводили оценку клинического состояния животных, потребления корма и воды, динамики живой массы, анализ показателей крови, состояния внутренних органов и тканей, статистическую обработку полученных данных общепринятыми методами.
Результаты. Длительное потребление свиньями корма, контаминированного микотоксином Т‐2 не вызывало проявления выраженной клинической картины токсикоза. Однако у затравленных животных отмечалась диарея, отставание в росте и развитии. По результатам исследования крови было сделано заключение о подавлении токсином процесса кроветворения, ингибировании синтеза белка, снижении резистентности и микрофагоцитарной функции организма, нарушении обмена веществ, функционирования большинства органов и систем. Регистрировались патологические состояния и дегенеративные изменения клеток и тканей внутренних органов, опосредованные инициированием окислительного стресса, воспалительными процессами и цитотоксическим эффектом.
Выводы. Потребление свиньями корма, контаминированного Т‐2 токсином в дозе 200 мкг/кг, сопровождалось нарушениями обменных процессов, функций органов и систем, проявляющихся снижением интенсивности роста, изменениями картины крови, активности ферментных систем, индуцированием окислительного стресса, иммуносупрессивными и воспалительными реакциями, патоморфологическими нарушениями. Таким образом, пероральное поступление Т‐2 токсина даже в малых концентрациях оказывает комплексное негативное воздействие на организм.
Об авторах
И. И. ИдиятовРоссия
Ильгиз И. Идиятов, кандидат биологических наук, заведующий отделением токсикологии
420075, г. Казань, Научный городок‐2
Тел. +79274459046
И. Р. Кадиков
Россия
Ильнур Р. Кадиков
Казань
В. Р. Саитов
Россия
Вадим Р. Саитов
Казань
Г. С. Кашеваров
Россия
Глеб С. Кашеваров
Казань
И. М. Фицев
Россия
Игорь М. Фицев
Казань
А. М. Тремасова
Россия
Анна М. Тремасова
Казань
К. В. Перфилова
Россия
Ксения В. Перфилова
Казань
М. М. Сальникова
Россия
Марина М. Сальникова
Казань
Список литературы
1. Bryden W.L. Mycotoxin contamination of the feed supply chain: implications for animal productivity and feed security // Animal Feed Sciens Technology. 2012. V. 173. P. 134‐158. DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2011.12.014
2. Idiyatov I.I., Tremasova A.M., Tremasov Y.M., Valiullin L.R., Kalinitchenko V.P., Rud V.Y., Semenov A.M. Screening of endophytic bacteria exhibiting anthagonistic activity against Fusarium sporotrichioides micromycete // IOP Conference Series Earth and Environmental Science. 2021. V. 663(1). Article number: 012047. DOI: 10.1088/1755‐1315/663/1/012047.
3. Gruber‐Dorninger C., Jenkins T., Schatzmayr G. Global mycotoxin occurrence in feed: a ten‐year survey // Toxins. 2019. V. 11(7). 375 p. DOI: 10.3390/toxins11070375
4. Kalantari H., Moosavi M. Review on T‐2 toxin // Jundishapur Journal of Natural Pharmaceutical Products. 2010. V. 5(1). P. 26‐38. https://scholar.google.com/scholar_lookup?journal=Jundishapur+J+Nat+Pharm+Prod.&title=Review+on+T‐2+Toxin.&author=H+Kalantari&author=M+Moosavi&volume=5&issue=1&publication_year=2010&pages=26‐38& (дата обращения: 17.10.2021)
5. Khabirova S.R., Idiyatov I.I., Shuralev E.A., Tremasova A.M. Metabolite‐associated enzymatic properties of microorganisms with an antagonistic effect on Aspergillus and Fusarium fungi, pathogenic for crops and farm animals // IOP Conference Series Earth and Environmental Science. 2021. V. 723. Article number: 022022. DOI: 10.1088/1755‐1315/723/2/022022
6. Alassane‐Kpembi I., Puel O., Oswald I.P. Toxicological interactions between the mycotoxins deoxynivalenol, nivalenol and their acetylated derivatives in intestinal epithelial cells // Archives of Toxicology. 2015. V. 89(8). P. 1337‐1346. DOI: 10.1007/s00204‐014‐1309‐4
7. Bryden W.L. Mycotoxins and mycotoxicoses: significance, occurrence and mitigation in the food chain. In: Ballantyne B., Marrs T., Syversen T. // General and Applied Toxicology. 2009. 3rd ed. Chichester, UK: John Wiley and Sons Ltd. P. 3529‐3553.
8. Afsah‐Hejri L., Jinap S., Hajeb P., Radu S., Shakibazadeh S.H. A review on mycotoxins in food and feed: Malaysia case study // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2013. V. 12(6). P. 629‐651. DOI: 10.1111/1541‐4337.12029
9. Идиятов И.И. Сочетанное воздействие малых доз диоксина и т‐2 токсина на организм поросят и пути коррекции: диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук: специальность: 06.02.03, 06.02.02. Казань, 2013. 172 с.
10. Kanora A., Maes D. The role of mycotoxins in pig reproduction: A review // Veterinarni Medicina. 2009. V. 54(12). P. 565‐576. DOI: 10.17221/156/2009‐VETMED
11. Obremski K., Podlasz P., Żmigrodzka M., Winnicka A., Woźny M., Brzuzan P., Jakimiuk E., Wojtacha P., Gajęcka M., Zielonka Ł., Gajęcki M. The effect of T‐2 toxin on percentages of CD4+, CD8+, CD4+CD8+ and CD21+ lymphocytes, and mRNA expression levels of selected cytokines in porcine ileal Peyer’s patches // Polish Journal of Veterinary Sciences. 2013. V. 16(2). P. 341‐349. DOI: 10.2478/pjvs‐2013‐0046
12. Omar H.M. Mycotoxins‐induced oxidative stress and disease // Mycotoxin and Food Safety in Developing Countries. 2013. Chapter 3. P. 63‐92. INTECH Europe Publishers, Croatia. DOI: 10.5772/51806
13. Adhikari M., Negi B., Kaushik N., Adhikari A., Al‐Khedhairy A.A., Kaushik N.K., Choi E.H. T‐2 mycotoxin: toxicological effects and decontamination strategies // Oncotarget. 2017. V. 8 (20). Р. 33933‐33952. DOI: 10.18632/oncotarget.15422
14. Pierron A., Alassane‐Kpembi I., Oswald I.P. Impact of mycotoxin on immune response and consequences for pig health // Animal Nutrition. 2016. V. 2 (2). P. 63‐68. DOI: 10.1016/j.aninu.2016.03.001
15. Oswald I.P., Marin D.E., Bouhet S., Pinton P., Taranu I., Accensi F. Immunotoxicological risk of mycotoxins for domestic animals // Food Additives and Contaminants. 2005. V. 22(4). P. 354‐360. DOI: 10.1080/02652030500058320
16. Alassane‐Kpembi I., Schatzmayr G., Taranu I., Marin D., Puel O., Oswald I.P. Mycotoxins co‐contamination: methodological aspects and biological relevance of combined toxicity studies // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2017. V. 57(16). P. 3489‐3507. DOI: 10.1080/10408398.2016.1140632
17. European Commission. Commission Recommendation No 2013/165/EU of 27 March 2013 on the presence of T‐2 and HT‐2 toxin in cereals and cereal products // Official Journal of the European Union. 2013. OJ L 91. P. 12‐15. https://eur‐lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2013:294:0044:0044:EN:PDF (дата обращения: 17.10.2021)
18. Chauhan R.S., Agarwal D.K. Textbook of Veterinary Clinical and Laboratory Diagnosis, 2nd Edition. 2008. 364 p. https://www.academia.edu/32745221/Textbook_of_Veterinary_Clinical_and_Laboratory_Diagnosis_2nd_Edition_Vetbooks_ir. (дата обращения: 17.10.2021)
19. Саитов В.Р. Токсикологический и ультраструктурный анализ изменений в организме и клетках животных при хроническом воздействии ксенобиотиков и применении лечебно‐профилактических средств: диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук: специальность: 16.00.02. Казань, 2014. 350 с.
20. JCGM 100:2008 Evaluation of Measurement Data – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement. https://www.bipm.org/fr/search?p_p_id=search_portlet&p_p_lifecycle=2&p_p_state=normal&p_p_mode=view&p_p_resource_id=%2Fdownload%2Fpublication&p_p_cacheability=cacheLevelPage&_search_portlet_dlFileId=41373434&p_p_lifecycle=1&_search_portlet_javax.portlet.action=search&_search_portlet_formDate=1618209355352&_search_portlet_query=JCGM+100%3A2008%2C+Evaluation+of+measurement+data+%E2%80%94+Guide+to+the+expression+of+uncertainty+in+measurement&_search_portlet_source=BIPM (дата обращения: 17.10.2021)
21. Wu J., Ordinario T., Qin F. Multiclass‐multianalyte method for mycotoxin testing in foods using immunoaffinitycolumn sampleclean‐upwith QSight LC/MS/MS. 2020. https://www.perkinelmer.com/lab‐solutions/resources/docs/app‐145410‐mycotoxins‐in‐food‐by‐iac‐lcmsms.pdf (дата обращения: 17.10.2021)
22. Sagawa N., Takino T., Kurogochi S. A simple method with liquid chromatography / tandem mass spectrometry for the determination of the six trichothecene mycotoxins in rice medium // Bioscience, Biotechnology and Biochemistry. 2006. V. 70(1). P. 230‐236. DOI: 10.1271/bbb.70.230
23. Baere S.D., Goossens J., Osselaere A., Devreese M., Vandenbroucke V., Backer P.D., Croubels S. Quantitative determination of T‐2 toxin, HT‐2 toxin, deoxynivalenol and deepoxy‐deoxynivalenol in animal body fluids using LC‐MS/MS detection // Journal of Chromatography. B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences. 2011. V. 879. P. 2403‐2415. DOI: 10.1016/j.jchromb.2011.06.036
24. Yiannikouris A., Jouany J.P. Mycotoxins in feeds and their fate in animals: a review // Animal Research. 2002. V. 51(2). P. 81‐99. DOI: 10.1051/animres:2002012
25. Nayakwadi S., Ramu R., Sharma A.К., Gupta V.К., Rajukumar K., Kumar V., Shirahatti P.S., Rashmi L., Basalingappa K.M. Toxicopathological studies on the effects of T‐2 mycotoxin and their interaction in juvenile goats // PLoS One. 2020. V. 15(3). e0229463. DOI: 10.1371/journal.pone.0229463
26. Ferreras M.C., Benavides J., García‐Pariente C., Delgado L., Fuertes M., Muñoz M., García‐Marín J.F., Pérez V. Acute and chronic disease associated with naturally occurring T‐2 mycotoxicosis in sheep // Journal of Comparative Pathoogy. 2013. V. 148. P. 236‐242. DOI: 10.1016/j.jcpa.2012.05.016
27. Tarasova E.Yu., Matrosova L.E., Tanaseva S.A., Mishina N.N., Potekhina R.M., Ermolaeva O.K., Smolentsev S.Yu., Tremasova A.M., Kadikov I.R., Egorov V.I., Aslanov R.M., Semenov E.I. Protective effect of adsorbent complex on morphofunctional state of liver during chicken polymycotoxicosis // Systematic Reviews in Pharmacy. 2020. V. 11(11). P. 264‐268. DOI: 10.31838/srp.2020.11.38
28. Аdhikari M., Negi B., Kaushik N., Adhikari A., Al‐Khedhairy A.A., Kaushik N.K., Choi E.H. T‐2 mycotoxin: toxicological effects and decontamination strategies // Oncotarget. 2017. V. 8(20). Р. 33933‐33952. DOI: 10.18632/oncotarget.15422
29. Devreese M., Backer P.D., Croubels S. Different methods to counteract mycotoxin production and its impact on animal health // Vlaams Diergeneeskundig Tijdschrift. 2013. V. 82. РР. 181‐190.
30. Gentry P.A., Ross M.L., Chan P.K. Effect of T‐2 toxin on bovine haematological and serum enzyme parameters // Veterinary and Human Toxicology. 1984. V. 26(1). Р. 24‐28. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/6702098/ (дата обращения: 17.10.2021)
31. Gentry P.A., Cooper M.L. Effect of Fusarium T‐2 toxin on haematological and biochemical parameters in the rabbit // Canadian Journal of Comparative Medicine. 1981. V. 45(4). Р. 400‐405.
32. Hartl F.U. Molecular chaperones in cellular protein folding // Nature. 1996. V. 381(6583). Р. 571‐579. DOI: 10.1038/381571a0
33. Wan Q., Wu G., He Q., Tang H., Wang Y. The toxicity of acute exposure to T‐2 toxin evaluated by the metabonomics technique // Molecular BioSystems. 2015. V. 11(3). Р. 882‐891. DOI: 10.1039/C4MB00622D
34. Pande V.V., Kurkure N.V., Bhandarkar A.G. Effect of T‐2 toxin on growth, performance and haematobiochemical alterations in broilers // Indian Journal of Experimental Biology. 2006. V. 44(1). Р. 86‐88. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16430098/ (дата обращения: 17.10.2021)
35. Zhang Y., Han J., Zhu C.C., Tang F., Cui X.S., Kim N.H., Sun S.C. Exposure to HT‐2 toxin causes oxidative stress induced apoptosis/autophagy in porcine oocytes // Scientific Reports. 2016. V. 6. Article number: 33904. DOI: 10.1038/srep33904
36. Sehata S., Kiyosawa N., Atsumi F., Ito K., Yamoto T., Teranishi M., Uetsuka K., Nakayama H., Doi K. Microarray analysis of T‐2 toxininduced liver, placenta and fetal liver lesions in pregnant rats // Experimental and Toxicologic Pathology. 2005. V. 57(1). Р. 15‐28. DOI: 10.1016/j.etp.2005.02.005
37. Prabhu P.C., Dwivedi P., Sharma A.K. Toxicopathological studies on the effects of aflatoxin B(1), ochratoxin A and their interaction in New Zealand White rabbits // Experimental and Toxicologic Pathology. 2013. V. 65(3). Р. 277‐286. DOI: 10.1016/j.etp.2011.09.003
38. Zhuang Z., Yang D., Huang Y., Wang S. Study on the Apoptosis Mechanism Induced by T‐2 Toxin // PLoS ONE. 2013. V. 8(12). e83105. DOI: 10.1371/journal.pone.0083105
39. Do i K., Uetsuka K. Mechanisms of mycotoxin‐induced neurotoxicity through oxidative stress‐associated pathways // International Journal of Molecular Sciences. 2011. V. 12(8). Р. 5213‐5237. DOI: 10.3390/ijms12085213
40. Chaudhari M., Jayaraj R., Bhaskar A.S., Lakshmana Rao P.V. Oxidative stress induction by T‐2 toxin causes DNA damage and triggers apoptosis via caspase pathway in human cervical cancer cells // Toxicology. 2009. V. 262(2). Р. 153‐161. DOI: 10.1016/j.tox.2009.06.002
41. Chaudhari M., Jayaraj R., Santhosh S.R., Rao, P.V. Oxidative damage and gene expression profile of antioxidant enzymes after T‐2 toxin exposure in mice // Journal of Biochemical and Molecular Toxicology. 2009. V. 23(3). Р. 212‐221. DOI: 10.1002/jbt.20282
42. Quiroga M.A., Risso M.A., Perfumo C.J. T‐2 mycotoxin intoxication in piglets: a systematic pathological approach and apoptotic immunohistochemical studies // Brazilian Journal of Veterinary Pathology. 2009. V. 2. Р. 16‐22. https://bjvp.org.br/wp‐content/uploads/2015/07/V.2‐N.1‐06‐20881_2009_12_30_23_50.pdf. (дата обращения: 17.10.2021)
43. Guilford F.T., Hope J. Deficient Glutathione in the Pathophysiology of Mycotoxin‐Related Illness // Toxins. 2014. V. 6(2). Р. 608‐623. DOI: 10.3390/toxins6020608
44. Chen J., Chu Y., Cao J., Yang Z., Guo X., Wang Z. T‐2 toxin induces apoptosis, and selenium partly blocks, T‐2 toxin induced apoptosis in chondrocytes through modulation of the Bax/Bcl‐2 ratio // Food Chemical Toxicology. 2006. V. 44(4). Р. 567‐573. DOI: 10.1016/j.fct.2005.09.004
45. Wang G.Y., Zhang J.W., Lu Q.H., Xu R.Z., Dong, Q.H. Berbamine induces apoptosis in human hepatoma cell line SMMC7721 by loss in mitochondrial transmembrane potential and caspase activation // Journal of Zhejiang University Science. 2007. V. 8(4). Р. 248‐255. DOI: 10.1631/jzus.2007.B0248
46. Antonissen G., Martel A., Pasmans F., Ducatelle R., Verbrugghe E., Vandenbroucke V., Li S., Haesebrouck F., Immerseel, F., Croubels S. The impact of Fusarium mycotoxins on human and animal host susceptibility to infectious diseases // Toxins. 2014. V. 6(2). Р. 430‐452. DOI: 10.3390/toxins6020430
47. Jaradat Z.W. T‐2 mycotoxin in the diet and its effects on tissues // In: Reviews in Foodand Nutrition Toxicity, Watson R.R., Preedy V.R. (Eds). Boca Raton, CRC Press. 2005. V. 4. Р. 173‐212. DOI: 10.1201/9781420037524.ch7
48. Obremski K., Zielonka L., Gajecka M., Jakimiuk E., Bakuła T., Baranowski M., Gajecki M. Histological estimation of the small intestine wall after administration of feed containing deoxynivalenol, T‐2 toxin and zearalenone in the pig // Polish Journal of Veterinary Sciences. 2008. V. 11(4). Р. 339‐345. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19227132/ (дата обращения: 17.10.2021)
49. Quiroga M.A., Miguel A.R., Carlos J.P. T‐2 mycotoxin intoxication in piglets: a systematic pathological approach and apoptotic immune‐histochemical studies // Brazilian Journal of Veterinary Pathology. 2009. V. 2(1). Р. 16‐22. http://bjvp.org.br/wp‐content/uploads/2015/07/V.2‐N.1‐06‐20881_2009_12_30_23_50.pdf. (дата обращения: 17.10.2021)
50. Nagata T., Suzuki H., Ishigami N., Shinozuka J., Uetsuka K., Nakayama H., Do i K. Development of apoptosis and changes in lymphocyte subsets in thymus, mesenteric lymph nodes and Peyer’s patches of mice orally inoculated with T‐2 toxin. // Experimental and Toxicologic Pathology. 2001. V. 53(4). Р. 309‐315. DOI: 10.1078/0940‐2993‐00196
51. Wu Q., Dohnal V., Huang L., Kuca K., Yuan Z. Metabolic pathways of trichothecenes // Drug Metabolism Reviews. 2010. V. 42(2). Р. 250‐267. DOI: 10.1080/03602530903125807
52. Мухаммадиев Рин.С., Мухаммадиев Риш.С., Бирюля В.В., Идиятов И.И., Набатов А.А., Глинушкин А.П., Валиуллин Л.Р. Оценка цитотоксичности трихотецена Fusarium sp. на линию рака молочной железы in vitro // Сибирский онкологический журнал. 2019. N 18(6). C. 90‐95. DOI: 10.21294/1814‐4861‐2019‐18‐6‐90‐95
53. Идиятов И.И., Валиуллин Л.Р., Бирюля В.В., Шангараев Н.Г., Рагинов И.С., Тремасов М.Я., Лекишвили М.В., Никитин А.И. Цитотоксическая активность Т‐2 токсина к перевиваемым культурам клеток эпителия легкого эмбриона крупного рогатого скота // Гены и клетки. 2017. Т. 12. N 1. С. 41‐46. DOI: 10.23868/201703006
Рецензия
Для цитирования:
Идиятов И.И., Кадиков И.Р., Саитов В.Р., Кашеваров Г.С., Фицев И.М., Тремасова А.М., Перфилова К.В., Сальникова М.М. Изучение токсического действия трихотеценового микотоксина продуцента Fusarium sporotrichioides в опыте на свиньях. Юг России: экология, развитие. 2022;17(1):62-79. https://doi.org/10.18470/1992-1098-2022-1-62-79
For citation:
Idiyatov I.I., Kadikov I.R., Saitov V.R., Kashevarov G.S., Fitsev I.M., Tremasova A.M., Perfilova K.V., Salnikova M.M. Study of the toxic effect of trichothecene mycotoxin produced by Fusarium sporotrichioides in an experiment on pigs. South of Russia: ecology, development. 2022;17(1):62-79. (In Russ.) https://doi.org/10.18470/1992-1098-2022-1-62-79