0 引言
镰刀菌毒素又称田间毒素，是镰刀菌属在代谢饲料和饲料原料等营养物质中产生的有毒次生代谢产物。据联合国粮农组织(FAO)称，世界上每年大约有25%的谷物不同程度受到霉菌毒素的污染，给畜牧业造成了巨大的损失。因此，了解镰刀菌毒素对机体产生影响的作用途径及机制将对指导畜牧生产有重要的意义。
1 镰刀菌毒素概述
目前已知的镰刀菌毒素有100多种，主要包括单端孢霉烯族化合(T-2、DON、雪腐镰刀菌烯醇等)、烟曲霉毒素、玉米赤霉烯酮和镰刀菌酸等。脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)是强烈抑制蛋白质合成的小分子物质，其毒性效应是首先引起DNA和RNA二级结构合成受阻，再与肽基转移酶结合使蛋白质合成受到抑制，其中后者是毒素产生作用的主要阶段。而T-2毒素是最有效的程序性细胞死亡促进剂，通过直接影响关键的酶或通过改变细胞中抗氧化剂之间的平衡，尤其是降低还原态谷胱甘肽的浓度，以激发细胞程序性死亡。玉米赤霉烯酮又称雌性发情毒素，它作用的靶器官主要是雌性动物的生殖系统。
2 自然霉变镰刀菌素对畜禽生产性能的影响
研究表明，日粮中高浓度的镰刀菌毒素会严重影响动物的采食量从而降低畜禽的生产性能。Rotter等(1993)[1]报道饲喂高水平的镰刀菌毒素使猪产生了拒食甚至呕吐；T.K.Smith(1997)[2]用不同浓度自然霉变的镰刀菌毒素饲喂断奶仔猪3周后发现，仔猪整个试验期间的平均增重、采食量和饲料利用率随DON浓度的增加显著降低；苏军(2006)[3]研究也发现饲喂被镰刀菌毒素污染的饲粮显著降低了断奶仔猪采食量和日增重。T.K.Smith(2002)[4]用高水平自然霉变的镰刀菌毒素饲喂肉鸡8周后发现，肉鸡生长末期的采食量和日增重显著下降；T.K.Smith(2003)[5]给36周龄生长肉鸡饲喂霉变日粮也发现其日增重和采食量显著降低。然而有研究发现鸭对镰刀菌毒素具有较高的耐受性，Boston等(1996)[6]报道连续2周给鸭饲喂含DON 5.8 mg/kg的自然霉变日粮对采食量、体增重没有显著影响；T.K.Smith(2005)[7]连续3周饲喂高自然霉变日粮，对鸭的采食量、体增重和饲料转化率也没有显著的影响。这说明猪和鸡是对镰刀菌毒素较敏感的动物，而鸭具有较高的耐受性，这可能与鸭饮水量较多和代谢较快有关。
3 镰刀菌毒素影响畜禽生长性能的机制
3.1 对脑的影响
五羟色胺与动物采食密切相关，Leathwood(1987)[8]报道，镰刀菌毒素能使机体血液中游离色氨酸增多，穿过血脑屏障使大脑中色氨酸、5HT和5HIAA浓度增加，从而抑制机体采食中枢，减少采食量。Smith和MacDo
nald(1991)[9]发现日粮中镰刀菌毒素提高了猪大脑中5HT浓度，使猪食欲减退，并且出现了呕吐以及肌肉运动失调；T.K.Smith(2003)[5]研究发现，连续饲喂3周自然霉变日粮显著提高了断奶仔猪大脑皮层5HT浓度；Yegani等(2006)[10]饲喂自然霉变日粮显著提高了产蛋鸡和肉种鸡脑干5-HT浓度，减少了5-HIAA:5-HT比率；C.K.Girish和T.K.Smith(2008)[11]也报道，用霉变日粮饲喂6周后火鸡脑干中5-HIAA:5-HT显著下降。因此，畜禽大脑皮层和脑干色氨酸、5-HIAA和5-HT浓度的提高，以及5-HIAA:5-HT比例减少，与霉变日粮中镰刀菌毒素减少机体的采食量密切相关。
3.2 对肝脏和脾脏的影响
肝脏是蛋白合成的主要器官，单端孢霉烯毒素能限制蛋白质的合成、延长和终止，使机体产生氨基酸血症。S.R.Chowdhury和T.K.Smith(2005)[12]用自然霉变日粮饲喂产蛋鸡3周，显著降低了其肝脏蛋白合成率(FSR)。脾脏是机体重要的免疫器官，K.P.Brussow等(2006)[13]报道，饲喂7周不同比例自然霉变日粮，导致母猪脾脏出现严重的病理学变化，用柏林蓝染色的脾脏细胞区域也有显著的差异，且脾脏中染色铁的数量随霉菌毒素浓度的增加而显著提高，表明镰刀菌毒素可能阻碍了机体血铁质转运载体正常的转运功能，从而导致了脾脏中染色铁的数量的增加。
3.3 对胃肠的影响
胃肠结构的改变会严重影响机体的消化功能，Awad等[14]饲喂自然霉变日粮后显著降低了肉鸡十二指肠和空肠绒毛长度和宽度；Awad等[14]还发研究现，连续3周饲喂自然霉变日粮，肉鸡小肠相对重和绝对重都有提高的趋势；C.K.Girish和T.K.Smith(2008)[11]给火鸡饲喂自然霉变日粮，第3周末显著降低了十二指肠和空肠绒毛高度VH和空肠表面积，第6周末回肠黏膜厚度也显著降低。因此，日粮中镰刀菌毒素能通过减少家禽十二指肠、空肠绒毛高度和宽度、绒毛表面积，以及小肠对葡糖糖的吸收率，影响畜禽对营养物质的利用。
4 结语
自然霉变日粮中镰刀菌毒素能够对畜禽的生长、免疫、消化道形态及功能、脑部神经递质和肝脏蛋白的合成等产生广泛的毒性作用。其影响畜禽生长的主要途径是通过影响遗传信息的转录和翻译，从而减少肝脏蛋白的合成，使血液中游离氨基酸浓度增加，一部分氨基酸用于氧化供能并伴随着尿素氮的产生，减少了氨基酸利用率，另一部分氨基酸特别是游离色氨酸增多，穿过血脑屏障提高脑部色氨酸、五羟色胺的浓度，抑制采食中枢，从而影响动物的生长。
[1] Rotter, B. A, B. K. Thompson, M. Lessard. Influence of low-level exposure to Fusarium mycotoxins on selected immunological and hematological parameters in young swine[J]. Fundam. Appl.Toxicol,1993(23):117-123.
[2] T. K. Smith, E. G. McMillan, J.B. Castillo. Effect of Feeding Blends of Fusarium Mycotoxin- Co
ntaminated Grains Co
ntaining Deoxynivalenol and Fusaric Acid on Feed Co
nsumption of Immature Swine [J]. J. Anim. Sci,1997(75):2183-2191.
[3] 苏军,王翔,敖志刚,等.镰刀菌毒素对断奶仔猪的抗营养效应及葡甘露聚糖吸附剂的保护作用[J].中国畜牧杂志,2006(19): 26-30.
[4] T.K.Smith. Effects of Feeding Blends of Grains Naturally Co
ntaminated with Fusarium Mycotoxins on Production and me
tabolism in Broilers[J] Poultry Science,2002(81):966-975.
[5] T. K. Smith. MacDonald. Effects of feeding blends of grains naturally co
ntaminated with Fusarium mycotoxins on brain regio
nal neurochemistry of starter pigs and broiler chickens [J]. J. Anim. Sci,2003(82): 2131-2139.
[6] S Boston, G Wobeser, M Gillespie. Co
nsumption of deoxynivalenol co
ntaminated wheat by mallard ducks under experimental co
nditions [J].Journal of Wildlife Diseases,1996(32):17-22.
[7] T. K. Smith. Swamy. Effects of feeding a blend of grains naturally co
ntaminated with Fusarium mycotoxins on feed intake, me
tabolism, and indices of athletic performance of exercised horses [J]. J .Anim .Sci,2005(83):1267-1273.
[8] Leathwood, P. D. Tryptophan availability and seroto
nin synthesis[J].Proc. Nutr. Soc,1987(36):133-156.
[9] Smith, T. K. E. J. MacDonald. Effect of fusaric acid on brain regio
nal neurochemistry and vomiting behavior in swine[J]. J. Anim. Sci,1991(69):2033-2039.
[10] Yegani,T .K. Smith, H. J. Boermans. Effects of feeding grains naturally co
ntaminated with Fusarium mycotoxins on performance and me
tabolism of broiler breeders [J]. Poult. Sci,2006(85):1531-1539.
[11] C.K.Girish, T. K. Smith, H. J. Boermans. Effects of Feeding Blends of Grains Naturally Co
ntaminated WithFusarium Mycotoxins on Performance, Hematology, me
tabolism, Immunocompetence of Turkeys[J]. Poultry Science,2008(87):321-332.
[12] S. R. Chowdhury, T. K. Smith. Effects of Feeding Grains Naturally Co
ntaminated with Fusarium Mycotoxins on Hepatic Fractio
nal Protein Synthesis Rates of Laying Hens and the Efficacy of a Polymeric Glucomannan Mycotoxin Adsorbent[J]. Poultry Science,2005(83):1671-1673.
[13] K.P. Brussow, L. Jonas. Effects of diets with cereal grains co
ntaminated by graded levels of two Fusarium toxins on selected immunological and histological measurements in the spleen of gilts [J]. J. Anim. Sci,2006(83):235-236.
[14] Awad, W.A, J. Bohm, E. Effect of addition of a probiotic microorganism to broiler diets co
ntaminated with deoxynivalenol on performance and histological alterations of intestinal villi of broiler chickens [J]. Poult. Sci,2006(85):973-979.
罗培林(1986-)，男，四川乐山人，硕士研究生，高级畜牧师，研究方向：畜牧生产和畜产品质量安全。
0 引言镰刀菌毒素又称田间毒素，是镰刀菌属在代谢饲料和饲料原料等营养物质中产生的有毒次生代谢产物。据联合国粮农组织(FAO)称，世界上每年大约有25%的谷物不同程度受到霉菌毒素的污染，给畜牧业造成了巨大的损失。因此，了解镰刀菌毒素对机体产生影响的作用途径及机制将对指导畜牧生产有重要的意义。1 镰刀菌毒素概述目前已知的镰刀菌毒素有100多种，主要包括单端孢霉烯族化合(T-2、DON、雪腐镰刀菌烯醇等)、烟曲霉毒素、玉米赤霉烯酮和镰刀菌酸等。脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)是强烈抑制蛋白质合成的小分子物质，其毒性效应是首先引起DNA和RNA二级结构合成受阻，再与肽基转移酶结合使蛋白质合成受到抑制，其中后者是毒素产生作用的主要阶段。而T-2毒素是最有效的程序性细胞死亡促进剂，通过直接影响关键的酶或通过改变细胞中抗氧化剂之间的平衡，尤其是降低还原态谷胱甘肽的浓度，以激发细胞程序性死亡。玉米赤霉烯酮又称雌性发情毒素，它作用的靶器官主要是雌性动物的生殖系统。2 自然霉变镰刀菌素对畜禽生产性能的影响研究表明，日粮中高浓度的镰刀菌毒素会严重影响动物的采食量从而降低畜禽的生产性能。Rotter等(1993)[1]报道饲喂高水平的镰刀菌毒素使猪产生了拒食甚至呕吐；T.K.Smith(1997)[2]用不同浓度自然霉变的镰刀菌毒素饲喂断奶仔猪3周后发现，仔猪整个试验期间的平均增重、采食量和饲料利用率随DON浓度的增加显著降低；苏军(2006)[3]研究也发现饲喂被镰刀菌毒素污染的饲粮显著降低了断奶仔猪采食量和日增重。T.K.Smith(2002)[4]用高水平自然霉变的镰刀菌毒素饲喂肉鸡8周后发现，肉鸡生长末期的采食量和日增重显著下降；T.K.Smith(2003)[5]给36周龄生长肉鸡饲喂霉变日粮也发现其日增重和采食量显著降低。然而有研究发现鸭对镰刀菌毒素具有较高的耐受性，Boston等(1996)[6]报道连续2周给鸭饲喂含DON 5.8 mg/kg的自然霉变日粮对采食量、体增重没有显著影响；T.K.Smith(2005)[7]连续3周饲喂高自然霉变日粮，对鸭的采食量、体增重和饲料转化率也没有显著的影响。这说明猪和鸡是对镰刀菌毒素较敏感的动物，而鸭具有较高的耐受性，这可能与鸭饮水量较多和代谢较快有关。3 镰刀菌毒素影响畜禽生长性能的机制3.1 对脑的影响五羟色胺与动物采食密切相关，Leathwood(1987)[8]报道，镰刀菌毒素能使机体血液中游离色氨酸增多，穿过血脑屏障使大脑中色氨酸、5HT和5HIAA浓度增加，从而抑制机体采食中枢，减少采食量。Smith和MacDo
nald(1991)[9]发现日粮中镰刀菌毒素提高了猪大脑中5HT浓度，使猪食欲减退，并且出现了呕吐以及肌肉运动失调；T.K.Smith(2003)[5]研究发现，连续饲喂3周自然霉变日粮显著提高了断奶仔猪大脑皮层5HT浓度；Yegani等(2006)[10]饲喂自然霉变日粮显著提高了产蛋鸡和肉种鸡脑干5-HT浓度，减少了5-HIAA:5-HT比率；C.K.Girish和T.K.Smith(2008)[11]也报道，用霉变日粮饲喂6周后火鸡脑干中5-HIAA:5-HT显著下降。因此，畜禽大脑皮层和脑干色氨酸、5-HIAA和5-HT浓度的提高，以及5-HIAA:5-HT比例减少，与霉变日粮中镰刀菌毒素减少机体的采食量密切相关。3.2 对肝脏和脾脏的影响肝脏是蛋白合成的主要器官，单端孢霉烯毒素能限制蛋白质的合成、延长和终止，使机体产生氨基酸血症。S.R.Chowdhury和T.K.Smith(2005)[12]用自然霉变日粮饲喂产蛋鸡3周，显著降低了其肝脏蛋白合成率(FSR)。脾脏是机体重要的免疫器官，K.P.Brussow等(2006)[13]报道，饲喂7周不同比例自然霉变日粮，导致母猪脾脏出现严重的病理学变化，用柏林蓝染色的脾脏细胞区域也有显著的差异，且脾脏中染色铁的数量随霉菌毒素浓度的增加而显著提高，表明镰刀菌毒素可能阻碍了机体血铁质转运载体正常的转运功能，从而导致了脾脏中染色铁的数量的增加。3.3 对胃肠的影响胃肠结构的改变会严重影响机体的消化功能，Awad等[14]饲喂自然霉变日粮后显著降低了肉鸡十二指肠和空肠绒毛长度和宽度；Awad等[14]还发研究现，连续3周饲喂自然霉变日粮，肉鸡小肠相对重和绝对重都有提高的趋势；C.K.Girish和T.K.Smith(2008)[11]给火鸡饲喂自然霉变日粮，第3周末显著降低了十二指肠和空肠绒毛高度VH和空肠表面积，第6周末回肠黏膜厚度也显著降低。因此，日粮中镰刀菌毒素能通过减少家禽十二指肠、空肠绒毛高度和宽度、绒毛表面积，以及小肠对葡糖糖的吸收率，影响畜禽对营养物质的利用。4 结语自然霉变日粮中镰刀菌毒素能够对畜禽的生长、免疫、消化道形态及功能、脑部神经递质和肝脏蛋白的合成等产生广泛的毒性作用。其影响畜禽生长的主要途径是通过影响遗传信息的转录和翻译，从而减少肝脏蛋白的合成，使血液中游离氨基酸浓度增加，一部分氨基酸用于氧化供能并伴随着尿素氮的产生，减少了氨基酸利用率，另一部分氨基酸特别是游离色氨酸增多，穿过血脑屏障提高脑部色氨酸、五羟色胺的浓度，抑制采食中枢，从而影响动物的生长。参考文献：[1] Rotter, B. A, B. K. Thompson, M. Lessard. Influence of low-level exposure to Fusarium mycotoxins on selected immunological and hematological parameters in young swine[J]. Fundam. Appl.Toxicol,1993(23):117-123.[2] T. K. Smith, E. G. McMillan, J.B. Castillo. Effect of Feeding Blends of Fusarium Mycotoxin- Co
ntaminated Grains Co
ntaining Deoxynivalenol and Fusaric Acid on Feed Co
nsumption of Immature Swine [J]. J. Anim. Sci,1997(75):2183-2191.[3] 苏军,王翔,敖志刚,等.镰刀菌毒素对断奶仔猪的抗营养效应及葡甘露聚糖吸附剂的保护作用[J].中国畜牧杂志,2006(19): 26-30.[4] T.K.Smith. Effects of Feeding Blends of Grains Naturally Co
ntaminated with Fusarium Mycotoxins on Production and me
tabolism in Broilers[J] Poultry Science,2002(81):966-975.[5] T. K. Smith. MacDonald. Effects of feeding blends of grains naturally co
ntaminated with Fusarium mycotoxins on brain regio
nal neurochemistry of starter pigs and broiler chickens [J]. J. Anim. Sci,2003(82): 2131-2139.[6] S Boston, G Wobeser, M Gillespie. Co
nsumption of deoxynivalenol co
ntaminated wheat by mallard ducks under experimental co
nditions [J].Journal of Wildlife Diseases,1996(32):17-22.[7] T. K. Smith. Swamy. Effects of feeding a blend of grains naturally co
ntaminated with Fusarium mycotoxins on feed intake, me
tabolism, and indices of athletic performance of exercised horses [J]. J .Anim .Sci,2005(83):1267-1273.[8] Leathwood, P. D. Tryptophan availability and seroto
nin synthesis[J].Proc. Nutr. Soc,1987(36):133-156.[9] Smith, T. K. E. J. MacDonald. Effect of fusaric acid on brain regio
nal neurochemistry and vomiting behavior in swine[J]. J. Anim. Sci,1991(69):2033-2039.[10] Yegani,T .K. Smith, H. J. Boermans. Effects of feeding grains naturally co
ntaminated with Fusarium mycotoxins on performance and me
tabolism of broiler breeders [J]. Poult. Sci,2006(85):1531-1539.[11] C.K.Girish, T. K. Smith, H. J. Boermans. Effects of Feeding Blends of Grains Naturally Co
ntaminated WithFusarium Mycotoxins on Performance, Hematology, me
tabolism, Immunocompetence of Turkeys[J]. Poultry Science,2008(87):321-332.[12] S. R. Chowdhury, T. K. Smith. Effects of Feeding Grains Naturally Co
ntaminated with Fusarium Mycotoxins on Hepatic Fractio
nal Protein Synthesis Rates of Laying Hens and the Efficacy of a Polymeric Glucomannan Mycotoxin Adsorbent[J]. Poultry Science,2005(83):1671-1673.[13] K.P. Brussow, L. Jonas. Effects of diets with cereal grains co
ntaminated by graded levels of two Fusarium toxins on selected immunological and histological measurements in the spleen of gilts [J]. J. Anim. Sci,2006(83):235-236.[14] Awad, W.A, J. Bohm, E. Effect of addition of a probiotic microorganism to broiler diets co
ntaminated with deoxynivalenol on performance and histological alterations of intestinal villi of broiler chickens [J]. Poult. Sci,2006(85):973-979.
罗培林(1986-)，男，四川乐山人，硕士研究生，高级畜牧师，研究方向：畜牧生产和畜产品质量安全。
文章来源：器官移植 网址: http://qgyz.400nongye.com/lunwen/itemid-8323.shtml
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