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Wirkung des Fusarientoxins Deoxynivalenol beim wachsenden Schwein in Abh├Ąngigkeit von der Darreichungsform

Dillenburger, Tanja


Originalveröffentlichung: (2011) Giessen : VVB Laufersweiler 2012
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (3.266 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-86427
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2012/8642/

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Universität Justus-Liebig-Universit├Ąt Gie├čen
Institut: Institut f├╝r Tier├Ąrztliche Nahrungsmittelkunde, Professur f├╝r Milchwissenschaften
Fachgebiet: Veterin├Ąrmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5864-7
Sprache: Deutsch
Tag der m├╝ndlichen Pr├╝fung: 15.12.2011
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 05.03.2012
Kurzfassung auf Deutsch: In der Literatur finden sich zahlreiche widerspr├╝chliche Angaben zur Wirkung des Mykotoxins Deoxynivalenol (DON) bei Schweinen, wobei meist f├╝r nat├╝rlich mit DON kontaminiertes Futter (DONnat) st├Ąrkere Wirkungen beobachtet wurden als f├╝r k├╝nstlich mit DON-Reinsubstanz kontaminiertes Futter (DONrein). In dieser Arbeit wurde der Einflu├č von Deoxynivalenol (DON) auf die Entwicklung wachsender Schweine untersucht. Von besonderem Interesse war hierbei die Frage, inwieweit f├╝r nat├╝rlich kontaminiertes Futter beobachtete Wirkungen (DONnat) auch durch Verf├╝tterung einer mit DON-Reintoxin k├╝nstlich kontaminierten, getreidefreien Futtermatrix (DONrein) reproduziert werden k├Ânnen. Hierzu wurden m├Ąnnliche L├Ąuferschweine einerseits mit einer nat├╝rlich kontaminierten Getreideration und andereseits mit einer getreidefreien Ration auf Kartoffelbasis unter Zusatz von Reintoxin gef├╝ttert.

Aufgrund der baulichen Gegebenheiten sowie der tierschutzrechtlichen Bestimmungen, wurde das Projekt in Teilabschnitten umgesetzt. Neben den Leistungsparametern Futteraufnahme und Gewichtsentwicklung wurden ferner Parameter wie Blut, Darmenzymatik, Gewebever├Ąnderungen und DON-Metabolisierung im Kot untersucht.

Zur Absch├Ątzung der erforderlichen Toxingehalte f├╝r ein sicheres Auftreten eines Toxineffektes wurden in einem Vorversuch (Durchgang A) jeweils 5 Tiere parallel mit 2000 mg/kg und 4000 mg/kg DONnat bzw. DONrein belastet. Das F├╝tterungsregime entsprach einer restriktiven Futtervorlage, welche so bemessen war, dass sie einer ad libitum-F├╝tterung entsprechen sollte. Zu jeder Belastungsgruppe in jeder Futtervariante wurde eine Kontrollgruppe mitgef├╝hrt.

Die Ergebnisse aus dem ersten Durchgang (A) zeigten lediglich Trends hinsichtlich einer m├Âglichen Toxinwirkung auf. Insbesondere Tiere der nat├╝rlichen Belastungsgruppe wiesen Gewichtseinbu├čen auf. Demgegen├╝ber waren in der Gruppe DONrein, trotz der hohen Toxinbelastung, keine Unterschiede der Leistungsparameter festzustellen.

In einem zweiten Durchgang (B) wurde daraufhin jeweils 5 Tieren ausschlie├člich eine kontaminierte Weizenration mit einer DON-Belastung von 4000 mg/kg und 6000 mg/kg verabreicht, und im Anschlu├č daran in einem dritten Durchgang (C) wiederum jeweils 5 Tiere ausschlie├člich mit DONrein in H├Âhe von 4000 mg/kg und 6000 mg/kg in einer getreidefreien Futtermatrix belastet. Auch das F├╝tterungsregime wurde in diesen beiden Abschnitten an eine ad libitum-F├╝tterung adaptiert.

Das variierte Versuchsverfahren in Durchgang B lie├č signifikante Unterschiede in Gewichtsentwicklung und Futteraufnahme der Tiere erkennen, im gleicherma├čen gestalteten Durchgang C konnte jedoch kein Einflu├č des zugesetzten reinen DON in der getreidefreien Di├Ąt abgeleitet werden.

Die Untersuchung der Blutparameter lieferte keinen Anhaltspunkt auf einen systemischen Toxineffekt. Ver├Ąnderungen einzelner Parameter traten sporadisch und inkonstant auf. Die Thyroxingehalte stiegen nur in der Versuchsgruppe mit reinem Toxin regelm├Ą├čig in den Durchg├Ąngen A und C gegen Versuchsende an. In den Durchg├Ąngen A und B lagen die T4-Werte der getreidehaltig gef├╝tterten Gruppen deutlich h├Âher, als die der getreidefrei gef├╝tterten Tiere, was allerdings der Di├Ąt zuzuschreiben war.

In Versuchsdurchgang B fiel der Blut-Triglyceridgehalt mit einem signifikanten Anstieg auf, allerdings nur in der mittleren Belastungsgruppe 4000 mg/kg DONrein. Dagegen konnte in diesem Abschnitt ein signifikanter SDH-Anstieg in der Gruppe DONnat gefunden werden.

Bez├╝glich der IgA-Gehalte im Serum waren zwischen den Behandlungen keine Unterschiede zu erkennen. Mit zunehmendem DON-Gehalt im Futter lie├č sich lediglich ein Trend zu h├Âheren IgA-Gehalten feststellen, der bei Verabreichung von DONnat deutlich ausgepr├Ągter erschien.

Die F├Ąhigkeit der Darmmikroflora (aus dem Rektum), DON zu dem Metaboliten Deepoxy-Deoxynivalenol (DOM-1) zu transformieren war sowohl von der Darreichungsform und der Toxinmenge als auch vom F├╝tterungsregime abh├Ąngig. Der Anteil transformierender Mikroorganismen im Kot nahm unabh├Ąngig von der Darreichungsform mit steigender Toxinkonzentration im Futter zu. Bei den Kontrolltieren dagegen war kein einheitliches Muster abzuleiten.

Ein Einflu├č des Toxins auf den Proteingehalt der Darmmukosa sowie der ALT- und -KGDH-Aktivit├Ąt der Enterozyten war nicht eindeutig zu bestimmen.

Histologisch lie├čen sich vereinzelt deutlich Ver├Ąnderungen der Mukosa von Magen und Darm finden, allerdings traten diese Ver├Ąnderungen ebenfalls unabh├Ąngig von der Behandlung auf.

Diese Arbeit zeigt den grunds├Ątzlichen Unterschied bez├╝glich der Efffekte von DON als Reinsubstanz und als nat├╝rlich gebildetes Toxin in kontaminiertem Getreide auf. Die bislang festgestellten toxischen Wirkungen von DON sind allein durch Verabreichung der Reinsubstanz ohne nat├╝rliche Matrix nicht reproduzierbar. Das hei├čt, dass im nat├╝rlich kontaminierten Futter ein oder mehrere andere toxische Agentien zu den Vergiftungssymptomen beitragen oder diese sogar ausschlie├člich verursachen. Andererseits ist bei Vergiftungsf├Ąllen in der Praxis immer auch DON in entsprechenden Mengen nachzuweisen, DON k├Ânnte somit als Leitsubstanz benannt werden. Um die Zusammenh├Ąnge und auch um eine sichere Einsch├Ątzung der Gef├Ąhrdung durch diese Substanz gew├Ąhrleisten zu k├Ânnen, sind hierzu weitere Untersuchung erforderlich. Aber sowohl hinsichtlich der Kosten und des Aufwandes als auch unter Tierschutzaspekten sind die aufzustellenden Versuchskonzepte nur sehr schwer umsetzbar.
Kurzfassung auf Englisch: Publications show a considerable amount of inconsistant information for effects of mycotoxin deoxynivalenol in pigs. Naturally contaminated feeds (DONnat) seem to cause more severe effects than pure DON in artificially contaminated feed (DONpure).

This study examined the development of growing pigs under DON-influence. Most interestingly was the question, wether effects of DON-contaminated feed (DONnat) could be replicated using a grainless diet containing pure DON (DONpure). Therefore a group of male pigs were fed a diet containing naturally contaminated wheat and compared to another group fed a grainless diet based on potato supplemented with DONpure.

Due to the building capacity and for reasons of animal welfare, the project had to be divided in several parts. Beside the performance parameters feed intake and weight development other parameters (blood, intestinal enzymes, tissue alterations and DON-metabolisation in feces) were examined.

To estimate the required DON dose to provide certain toxic effects a preceding study (Part A) was drawn consisting of 4 groups with 5 animals each. The treatment was both naturally contaminated wheat diet and pure DON in grainless potato diet. The contents in both diets were 2000 mg/kg and 4000 mg/kg DONnat respectively DONpure. The amount of food was calculated corresponding to ad libitum feeding. Every treatment group was compared to a control group.

The results of Part A only showed slight trends concerning a possible toxic effect. Especially the naturally contaminated group demonstrated weight loss. In contrast, there was no evidence of any toxic effect in the DONpure ÔÇôgroup concerning performance.

In a second study (Part B) 3 groups comprising 5 animals each received wheat diet, exclusively, containing 4000 mg/kg and 6000 mg/kg DONnat and control group, followed by Part C, altered by feeding grainless potato diet with corresponding amounts of DONpure. Also the feeding regime was changed to a real ad libitum feeding.

The trial variation in Part B showed significant differences in weight gain and feed intake. These were not reproducible in Part C, no effect of admitted DONpure in grainless diet was derived.

The examination of blood parameters gave no evidence of a systemic toxic effect. Alterations of single parameters were inconstant and intermittent. Only the thyroxin levels increased in the grainless group during Parts A and C at the end of each trial. In Part A and B the levels in the wheat diet groups increased, indicating an effect of the diet.

In Part B, the blood triglycerides showed a significant rise, but only in the group with medium exposure of pure DON (4000 mg DONpure /kg). In contrast, a significant rise of SDH contents was found in the contaminated wheat diet group (DONnat).

Regarding the serum IgA-levels no differences between the treatments could be diagnosed. With higher DON-levels in food a distinct trend to higher IgA-levels, esp. in the naturally contaminated group (DONnat), could be assessed.

The ability of Intestinal flora (rectum) for DON-degradation (DOM-1) depended on both, sort of food (ingredients) and dosage and also the feeding regime. The fraction of transforming microorganisms in faeces rose with increasing toxin contents independent of diet. In contrast, the control animals showed no consistent pattern.

The influence of protein content of intestinal mucosa and activity of ALT and -KGDH in enterocytes could not be identified clearly.

Several mucosal variations of stomach and intestine were determined in histological examination. These changes also appeared independent of treatment.

This study showed basic differences of pure DON and DON from a naturally contaminated source, referring to toxic effects. Only pure DON without natural material cannot bring out any toxic effect, which was described up to now. That means, there must be ne or more further agents in naturally contaminated material, supporting or just releasing an intoxication. On the other hand, in cases of intoxication DON is detected regularly. Therefore the conclusion for DON as leading substance may be established. For connections and a reliable estimation of the risks through this substance, further examinations are necessary. But expenses, complexity and also animal welfare reasons make the realisation of required trials very difficult.
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