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Mykotoxine in Schweinefutter

Mykotoxikose bei Schweinen

Schweine reagieren sehr empfindlich auf Mykotoxine im Futter, wobei Jungtiere und Zuchtsauen als die empfindlichsten Gruppen gelten. Die von Pilzen auf Pflanzen gebildeten Giftstoffe können klinische Symptome auslösen, die Anfälligkeit für Krankheiten erhöhen und sich negativ auf die Leistung der Tiere auswirken. Dies führt zu großen wirtschaftlichen Verlusten.

Je nach Pilz und dessen bevorzugten Umgebungsbedingungen entstehen Mykotoxine auf dem Feld (Feldpilze, zum Beispiel Fusarien) oder während der Lagerung (Lagerpilze). Unter mitteleuropäischen Bedingungen stehen die von Feldpilzen produzierten Gifte im Vordergrund.

Im Rahmen des BIOMIN Mykotoxin Surveys werden auf Grundlage der Untersuchung von tausenden Proben kontinuierlich Informationen zum Vorkommen von Mykotoxinen in Rohstoffen und Fertigfuttermitteln gesammelt und ausgewertet.

Auswirkungen von Mykotoxinen bei Schweinen 

Mykotoxine können zahlreiche Organe und Gewebe belasten. Insbesondere der Darm als größte Kontaktfläche zum Futter und die Ausscheidungsorgane Leber und Niere sind der Schadwirkung der Mykotoxine ausgesetzt. Auch das Fortpflanzungs- und das Immunsystem können schwer in Mitleidenschaft gezogen werden. Sichtbare (klinische) Symptome stellen hier nur die Spitze des Eisberges dar. Der wirtschaftlich bedeutsamste Schaden entsteht durch verminderte Leistungsfähigkeit, erhöhte Krankheitsanfälligkeit und Herabsetzung des Immunsystems. Auch der Erfolg von Impfprogrammen kann durch die Schwächung des Immunsystems beeinträchtigt werden.

Auswirkungen von Mykotoxinen bei Schweinen

Zearalenon und Schweine

Schweine reagieren sehr empfindlich auf Zearalenon (ZEN), was insbesondere ihre Fruchtbarkeit massiv beeinträchtigen kann. Die negativen Effekte sind auf die Wechselwirkung von ZEN und seinen Metaboliten mit Östrogenrezeptoren zurückzuführen. Effekte des Östrogens werden simuliert (Hyperöstrogenismus) und das natürliche hormonelle Gleichgewicht wird gestört.

Dies kann unter anderem zu Umrauschen, zu Aborten, zu kleinen Würfen und zu Totgeburten führen. Beim weiblichen Schwein sind die typischen äußeren Anzeichen des ZEN-bedingten Hyperöstrogenismus Schwellung und Rötung der Vulva.

ZEN wird laut entsprechenden Studien nur in begrenztem Ausmaß in Fleisch und andere essbare Gewebe abgelagert.

Zearalenone

Tabelle 1.Wirkungen von ZEN bei Schweinen | Quelle: BIOMIN

Gruppe

Bewirken

Symptome

Sauen

klinisch

  • Störung des Fortpflanzungszyklus, der Rausche und des Eisprungs
  • Auftreten von Aborten, Nymphomanie (Dauerbrunst) und Umrauscher
  • Absterben der Früchte, Hemmung der fetalen Entwicklung, Verringerung der Wurfgröße, verringertes Geburtsgewicht
  • Schwellung und Rötung der Vulva
  • rektaler und vaginaler Prolaps (Mastdarm- und Vaginalvorfall) gerötete Zitzen

pathologisch

  • Atrophie (Verkümmerung) der Eierstöcke
  • Uterushypertrophie (abnormale Vergrößerung der Gebärmutter)Atrophie der Eierstöcke

Eber

klinisch

Feminisierung (Verweiblichung):

  • Hodenatrophie (Verkümmerung der Hoden)
  • Anschwellen des Präputiums (Vorhaut)
  • Anschwellen der Milchleiste

Beeinträchtigte Samenqualität

Ferkel 

klinisch

  • Teratogen: Spreizer (Splaylegs)
  • Rötung und Anschwellung der Vulva
  • Lebensschwäche, verminderte Sauglust

Auswirkungen von Zearalenon auf Jungsauen

Schweine gelten als die Nutztierart, die am empfindlichsten auf ZEN reagiert. Jungsauen reagieren aufgrund ihres unentwickelten endokrinen Systems innerhalb der Spezies noch einmal empfindlicher auf die östrogene Wirkung von ZEN. Die Exposition mit ZEN führt zu einer Verspätung der ersten Brunst.

Auswirkungen von ZEN auf Jungsauen sind auch:

  • Übermäßige Durchblutung und Schwellung der Vulva (Hyperöstrogenismus)
  • Zunahme der Gebärmuttermasse
  • Ovarialfollikelatresie und atrophische Eierstöcke

Auswirkungen von Aflatoxinen auf Schweine

Die Auswirkungen von Aflatoxinen sind vielfältig. Die Aufnahme von hohen Konzentrationen kann sogar zum Tod führen. Die größte wirtschaftliche Bedeutung liegt jedoch in der verminderten Fortpflanzungs- und Leistungsfähigkeit, der Unterdrückung des Immunsystems und in den verschiedenen pathologischen Auswirkungen auf Organe und Gewebe.

Ferkel, die Aflatoxin-kontaminiertes Futtermittel erhielten, zeigten eine beeinträchtigte Lymphozytenaktivierung. Das Thymusgewicht und dessen histologischer Aufbau sowie lebensfähige Alveolarmakrophagen wurden negativ beeinflusst.

Von besonderer Bedeutung für die Nahrungsmittelsicherheit ist das sogenannte Carry-over. Das bedeutet, dass sich Aflatoxine in Geweben (Leber, Fleisch) anreichern können, die für den menschlichen Verzehr gedacht sind. Fälle von Aflatoxin-Verschleppung bei Schweinen mit Rückständen in Schweineleber- und Muskelgewebe wurden berichtet.

Aflatoxin B1

Auswirkungen von Fumonisinen auf Schweine

Die Auswirkungen von Aflatoxinen sind vielfältig. Die Aufnahme von hohen Konzentrationen kann sogar zum Tod führen. Die größte wirtschaftliche Bedeutung liegt jedoch in der verminderten Fortpflanzungs- und Leistungsfähigkeit, der Unterdrückung des Immunsystems und in den verschiedenen pathologischen Auswirkungen auf Organe und Gewebe.

Ferkel, die Aflatoxin-kontaminiertes Futtermittel erhielten, zeigten eine beeinträchtigte Lymphozytenaktivierung. Das Thymusgewicht und dessen histologischer Aufbau sowie lebensfähige Alveolarmakrophagen wurden negativ beeinflusst.

Von besonderer Bedeutung für die Nahrungsmittelsicherheit ist das sogenannte Carry-over. Das bedeutet, dass sich Aflatoxine in Geweben (Leber, Fleisch) anreichern können, die für den menschlichen Verzehr gedacht sind. Fälle von Aflatoxin-Verschleppung bei Schweinen mit Rückständen in Schweineleber- und Muskelgewebe wurden berichtet.

Fumonisin B1

Auswirkungen von Ochratoxin A auf Schweine

Schädigung von Leber und Nieren, Verminderung von Leistungsparametern und Auslösung von Nekrosen sind die wichtigsten Wirkungen von Ochratoxin A (OTA). Die Tageszunahmen von exponierten Tieren verschlechtern sich in Abhängigkeit der OTA-Dosis. Eine Schwächung des Immunsystems konnte anhand verminderter Makrophagenaktivität und geschwächter Stimulation der Lymphozyten festgemacht werden.

OTA lagert sich in Nieren, Leber und Muskelgewebe ein und kann sich auch im Blutserum anreichern. Lebensmittel, die aus diesen kontaminierten Geweben produziert werden, sind daher potentiell belastet und stellen ein Risiko für die menschliche Ernährung dar.

Ochratoxin A

Auswirkungen von Desoxynivalenol auf Schweine

Schweine zeigen eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Deoxynivalenol (DON). Die am häufigsten beobachteten Auswirkungen einer DON-Intoxikation bei Schweinen sind:

  • Erbrechen (daher wird das Mykotoxin auch Vomitoxin genannt)
  • Wachstumsreduktion (aufgrund der Verminderung der Futteraufnahme und Futterverwertung)
  • Hemmung der Proteinsynthese
  • Störung der Darmbarriere
  • Störung des Immunsystems
  • Verminderung der Reproduktionsleistung

Deoxynivalenol hemmt die Nährstoffaufnahme im Darm und verändert die Darmzell- und Barrierefunktionen. Die höchsten Rückstände von Deoxynivalenol wurden in der Galle nachgewiesen, gefolgt von den Nieren. Außerdem wurden Rückstände auch in der Leber und im Muskelgewebe nachgewiesen. In Bezug auf den Einfluss auf die Immunität reduzieren Trichothecene im Allgemeinen die Lymphozytenproliferation, die Makrophagenaktivität und die Antikörperantwort auf bestimmte Impfungen.

Deoxynivalenol

Synergistische Wirkungen von Mykotoxinen bei Schweinen

Nur 20% der Krankheitsfälle beim Schwein sind primär auf virale, bakterielle oder parasitäre Krankheitserreger zurückzuführen. Etwa 80% der Schweinekrankheiten werden durch nicht-infektiöse Ursachen ausgelöst, wie zum Beispiel Fehlern im Management, mangelnde Qualität des Futters und Mängel in der Haltung.

Mykotoxine kommen nur selten einzeln vor. In der Regel kommt es zum Zusammenspiel mehrerer toxischer Substanzen. Diese toxikologische Wechselwirkungen verstärken die Wirkungen und können daher auch bereits bei geringen Konzentrationen zu Problemen führen.

Es ist bekannt, dass Fusarium graminearum und Fusarium culmorum verschiedene Fusariumtoxine produzieren können. Die bekanntesten Vertreter dieser Toxingruppe sind Zearalenon und Deoxynivalenol, von denen bekannt ist, dass sie synergistisch interagieren. Bei der Anwendung von Analysenmethoden, mit der verschiedene Gifte nachweisbar sind, wird regelmäßig ein gemeinsames Auftreten von DON und andereren Vertretern der Trichothecene (T-2-Toxin, Nivalenol, Diacetoxyscirpenol), Zearalenon und Fumonisinen festgestellt.

Eine Zusammenfassung der synergistischen und additiven Wirkungen von Mykotoxinen bei Schweinen ist in Abbildung 1 dargestellt.

Figure 1: Synergistic and additive effects in pigs
Figure 1: Synergistic and additive effects in pigs
AFB1 - Aflatoxin B1; FB1 - Fumonisin B1; DON - Deoxynivalenol; OTA - Ochratoxin A; ZEN - Zearalenone; FA - Fusaric acid; DAS - Diacetoxyscirpenol; CPA - Cyclopiazonic acid; MON - Moniliformin
Red line: Synergistic effect
Dashed line: Additive effect

Einfluss von Fusarientoxinen auf die Fortpflanzungsfähigkeit von Sauen

Die Universität Berlin hat im Auftrag von BIOMIN die Reproduktionsleistung von Sauen unter Langzeitexposition mit DON und ZEN bewertet. Die Sauen wurden drei Reproduktionszyklen lang exponiert (Tabelle 2).

Tabelle 2. Zusammenfassung der Versuchsgruppen und Diäten Quelle: BIOMIN

GruppeDiät
Kontrollgruppe

Futter nicht kontaminiert

ToxinFutter kontaminiert mit DON (hohe Mengen) und ZEN (mittlere Mengen)
Toxin + Mycofix®

Futter kontaminiert mit DON (hohe Mengen) und ZEN (mittlere Mengen) und ergänzt mit Mycofix®

Das Vorhandensein von Mykotoxinen beeinträchtigt verschiedene Parameter der Fortpflanzungsleistung, wie in Tabelle 1 und Abbildung 2 dargestellt ist. Der am häufigsten verwendete Index zur Beurteilung der Fortpflanzungsleistung ist die Anzahl der abgesetzten Ferkel pro Sau und Jahr. Dieser Index wird beeinflusst durch die Abferkelrate und das Intervall zwischen Absetzen und Östrus. Das Vorhandensein von Mykotoxinen, insbesondere ZEN, verringerte die Abferkelrate und den Teil der umrauschenden Sauen.

Der Rückgang der Futteraufnahme beeinflusste die Körperkondition der Sauen zum Zeitpunkt des Absetzens sowie die Milchleistung. Unterkonditionierte Sauen brauchen mehr Tage um nach dem Absetzen in den Östrus zu kommen (verlängertes Absetz-Östrus-Intervall). Dies verringert die Anzahl der Abferkelungen pro Jahr und in Folge die Anzahl der abgesetzten Ferkel pro Jahr. Darüber hinaus können niedrigere Milcherträge das Ferkelwachstum und damit das Absetzgewicht beeinträchtigen, was zu niedrigeren Schlachtgewichten oder zur Verlängerung der Mastperiode führt.

Auswirkungen von ZEN und DON auf die Reproduktionsindizes
Abbildung 2. Auswirkungen von ZEN und DON auf die Reproduktionsindizes. Der gelbe Bereich stellt die Kontrollgruppe dar, dargestellt als 100% Leistung. | Quelle: BIOMIN
Einfluss von ZEN und DON auf die Reproduktionsindizes
Abbildung 3. Einfluss von ZEN und DON auf die Reproduktionsindizes. Der gelbe Bereich stellt die Kontrollgruppe dar, dargestellt als 100% Leistung. | Quelle: BIOMIN

Das Vorhandensein von Mykotoxinen beeinträchtigte auch die Ferkelqualität (Abbildung 3). Der Anteil untergewichtig geborener Ferkel (<1,2 kg) stieg an, was bedeutet, dass Mykotoxine die Embryonalentwicklung und die Sauenmilch negativ beeinflussen.

Der negative Effekt auf die Geburtsgewichte bei gleichzeitigem Rückgang der Milchleistung kann zu einer höheren Mortalität vor dem Absetzen und zu niedrigeren  Absetzgewichten führen.

Die Anwendung von Mycofix® führte zu einer deutlichen Reduktion der negativen Auswirkungen der Mykotoxine

Diagnose von Mykotoxikose bei Schweinen

Mykotoxikosen werden durch Einnahme von Mykotoxinen oder auch durch Kontakt mit der Haut verursacht.

Die Wirkungen von Mykotoxinen bei Schweinen sind vielfältig und variieren in Abhängigkeit von zahlreichen Faktoren von Immunsuppression bis zum Tod. Unter anderem haben die Art des aufgenommenen Mykotoxine sowie die Menge des aufgenommenen Toxins und die Expositionsdauer starken Einfluss auf die Effekte. Unterschiede bestehen außerdem zwischen den Tierarten, den Geschlechtern und den Altersgruppen sowie unterschiedlichen Züchtungen.

Der Gesundheits-, Immun- und Ernährungszustand der Tiere sowie die auf die Schweine einwirkenden Umweltfaktoren (Betriebsführung, Biosicherheit, Hygiene, Temperatur) beeinflussen die Auswirkungen einer Mykotoxinbelastung ebenfalls. Diese Tatsache behindert häufig die korrekte Zuordnung von Problemen, die durch Mykotoxine verursacht werden.

Besonderes Augenmerk sollte darauf gelegt werden, dass Mykotoxine eine Vorbelastung sein können, die das Auftreten von Krankheiten wie Rotlauf, ColibazilloseSalmonellose, Influenza, Pasteurellose sowie Streptokokken-bedingte Erkrankungen begünstigt.

Mykotoxin-Risiko-Management für Schweine

Bindung (Adsorption)

Wenn es darum geht, Mykotoxinen entgegenzuwirken, wird in der Schweinebranche in der Regel zuerst an sogenannte Toxinbinder, auch Mykotoxinbinder genannt, gedacht. (Erfahren Sie alles über Mykotoxin-Bindemittel).

Das Prinzip der Bindung (Adsorbtion) dieser in der Regel auf Tonmineralien basierenden Produkte ist jedoch nicht bei allen wichtigen Mykotoxinen anwendbar. Insbesondere können Trichothecene aus physikalischen Gründen nicht gebunden werden.

Zu einem hohen Prozentsatz können bei Einsatz eines Produktes von hoher Qualität Aflatoxine  andauernd gebunden und damit unschädlich gemacht werden.

Biotransformation

Für die Mykotoxine, die nicht gebunden werden können, ist die Biotransformation durch Mikroben und Enzyme eine effektive Strategie. Das Gift wird im Zuge dessen in eine unschädliche Substanz umgewandelt (transformiert). Diese  Transformation soll schnell, spezifisch und irreversibel ablaufen. Das bedeutet, nur das Toxin wird verändert und diese Umwandlung wird im Körper nicht mehr umgekehrt (irreversibel).

Bioprotektion

Ergänzend zu den Strategien der Bindung und der Biotransformation, trägt die Bioprotektion dazu bei, die Tiere vor den schädlichen Auswirkungen aller Mykotoxine zu bewahren. Diverse Futtermittelzusatzstoffe auf Basis von Pflanzen- und Algenextrakten können vor allem die Leber und das Immunsystem stärken sowie die Darmbarriere vor den negativen Effekten der Mykotoxine  schützen.

Die Kombination der  Strategien Adsorption- Biotransformation und Bioprotektion ist die effizienteste Maßnahme um Schweine gegen die Wirkung verschiedenster Mykotoxine zu schützen.

Lösungen

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