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Aspergillus mold

Mykotoxine

Auswirkungen und Symptome von Mykotoxinen bei Rindern

Wiederkäuer haben eine gewisse Fähigkeit, sich aufgrund der entgiftenden Wirkung bestimmter Pansenmikroorganismen gegen die schädlichen Wirkungen von Mykotoxinen zu schützen. Moderne Milchkühe haben jedoch eine viel schnellere Futterdurchgangsrate durch den Pansen, sodass Mikroorganismen weniger Zeit zur Entgiftung haben. In Verbindung mit einer höheren Futteraufnahme bedeutet dies, dass die natürlichen Abwehrkräfte unserer Kühe sie nicht so gut schützen können, wie oft angenommen wird. Darüber hinaus kann die vorteilhafte Pansenmikrobiota einer Kuh durch einige Mykotoxine sowie unter schwierigen Stoffwechselbedingungen, z. B. subakuter Pansenazidose (SARA), beeinträchtigt werden.

Mykotoxine im Rinderfutter

Mykotoxine kommen weltweit in fast allen Agrarrohstoffen vor. Unabhängig davon, ob diese Toxine von Pilzen produziert wurden, die Feldfrüchte infizieren, oder von Pilzen, die gelagertes Futter kontaminieren, stellen sie eine Herausforderung für das Vieh dar.

Eine Vielzahl von Körnern und Futtermitteln kann mit Mykotoxinen kontaminiert sein. Bisher wurden mehr als 700 Mykotoxine identifiziert. Der BIOMIN-Mykotoxin-Survey bietet ein regelmäßig aktualisiertes Bild zum Vorkommen von Mykotoxinen in Rohstoffen und Fertigfutter, basierend auf Tausenden weltweiter Proben.

Mykotoxine in Silage

Wiederkäuer können auch von Silagepilzen gebildeten Mykotoxinen ausgesetzt sein. Diese führen nachweislich zu einer reduzierten Pansenfunktion, Durchfall und verminderter Milchproduktion sowie je nach Mykotoxintyp auch zu anderen spezifischen Symptomen. 

Symptome von Mykotoxinen bei Rindern

Die schädlichen Auswirkungen von Mykotoxinen beginnen bereits bei der Mikrobiota des Pansen. Dadurch wird die Effizienz und Produktivität der Pansenfermentationen beeinträchtigt. Tatsächlich treten in den meisten praktischen Situationen möglicherweise gar keine klinischen Symptome auf, aber die Leistung der Tiere wird beeinträchtigt. Dies führt zu verminderter Ausbeute, einer weniger erfolgreichen Reproduktion und erhöhtem Auftreten von Lahmheit oder Mastitis.  

Tabelle 1. Wichtige Mykotoxine und die Gefahren für Kühe. Quelle: BIOMIN

MykotoxinEmpfohlene Risikoschwelle (ppb)Auswirkungen
Aflatoxin

 

 

 

 

 

 

 

2

  • In Milch übertragen (Aflatoxin M 1)
  • Karzinogenität der Leber
  • Erhöhtes Leber- und Nierengewicht und Läsionen
  • Gewichtsverlust und reduzierte Gewichtszunahme (Rinder)
  • Beeinträchtigte Pansenfunktion
  • Beeinträchtigte Eutergesundheit, erhöhte Anzahl somatischer Zellen, geringere Milchproduktion
  • Rückgang der Reproduktionseffizienz
  • Verminderte Beständigkeit gegen Umwelt- und mikrobielle Stressfaktoren; erhöhte Anfälligkeit für Krankheiten
  • Hämatologische Veränderungen
  • Immunsuppression
Zearalenon

 

 

 

 

 

 

 

100

  • Unfruchtbarkeit, verringerte Empfängnisraten
  • Eierstockzysten
  • Abtreibungen
  • Nicht synchronisierter Ovarialzyklus
  • Zitzenvergrößerung
  • Vergrößerung der Brustdrüsen bei Jungfärsen
  • Infektionen des Fortpflanzungstrakts
  • Geringe Hodenentwicklung, geringe Spermienproduktion
  • Vaginitis
Deoxynivalenol

 

 

 

 

 

300

  • Beeinträchtigte Pansenfunktion
  • Beeinträchtigte Futteraufnahme
  • Durchfall
  • Stoffwechselstörungen, Mastitis, Metritis
  • Lahmheit
  • Verringertes Körpergewicht
  • Verminderte Milchproduktion
T-2-Toxin

 

 

 

 


100

  • Appetitverlust
  • Gastroenteritis
  • Geringere Milchproduktion
  • Immunmodulation
  • Geringe Samenqualität
  • Blutungen
Fumonisine


 

2000

  • Verminderte Milchproduktion
  • Erhöhte Spiegel an Leberenzymen, Leber- und Nierenläsionen
Ochratoxin A.

 

 

80

  • Ochratoxin A (OTA) ist ein nephrotoxisches Mykotoxin und Wiederkäuer reagieren im Vergleich zu Nichtwiederkäuern viel weniger empfindlich auf Ochratoxin A.
  • Verminderte Leistung
Auswirkungen von Mykotoxinen bei Rindern

Hauptfolgen von Mykotoxinen bei Milchkühen in Bezug auf die Eutergesundheit und die Milchproduktion

Geringere Milchproduktion ist auf mehrere Faktoren zurückzuführen, einschließlich reduzierter Futteraufnahme oder Futterverweigerung, die bei bestimmten Mykotoxinen wie Deoxynivalenol (DON) auftreten kann. Mykotoxine können die Pansenfunktion verändern, indem sie die Mikrobenpopulationen oder den Abbau von Nährstoffen beeinflussen, wodurch die Nährstoffaufnahme verringert und der Stoffwechsel beeinträchtigt wird. Dies führt letztlich zu einer geringeren Verfügbarkeit der für die Milchsynthese benötigten Vorstufen.

Mögliche negative Auswirkungen von Mykotoxinen auf Euter bei Milchkühen:

1. Reduzierte Milchproduktion
2. Giftige Verunreinigungen in der Milch, insbesondere Aflatoxin M1
3. Erhöhtes Risiko für Mastitis
4. Veränderte Milchzusammensetzung

Einige der wichtigsten Mykotoxingruppen für Wiederkäuer sind:

  • Aflatoxine
  • Tricothecene, einschließlich bekannter Mykotoxine wie DON (oder Vomotoxin)
  • Zearalenon
  • Mutterkornalkaloide
  • Ochratoxine

Auch andere Mykotoxine können einen zwar weniger offensichtlichen, aber dennoch wirtschaftlich signifikanten Einfluss auf die Leistung von Milchkühen haben.

Übertragung von Aflatoxin auf Milch und Milchprodukte

Da Aflatoxin M1 in Milch enthalten sein kann, erhalten Aflatoxine vielleicht die größte Aufmerksamkeit von allen Mykotoxinen in der Milchproduktion, um die Sicherheit von Milch für den Verbraucher zu garantieren. Aflatoxine werden teilweise im Pansen umgewandelt und aus einem Umwandlungsprodukt  entsteht in der Leber Aflatoxin M1. Dieses ist immer noch toxisch und im Organismus verfügbar und kann in die produzierte Milch übertragen werden.  

Die meisten Länder haben strenge Grenzwerte für Aflatoxine in Milch festgelegt. Aber auch andere Mykotoxine können die Rentabilität sowie die Gesundheit und das Wohlergehen der Tiere negativ beeinflussen.

Deoxynivalenol

Eines der am häufigsten vorkommenden Mykotoxine in Rinderfutter ist Deoxynivalenol (DON), besser bekannt als 'Vomitoxin'. Der Name 'Vomitoxin' stammt von dem Toxin, das bei Schweinen starkes Erbrechen verursacht. Deoxynivalenol ist ein Mitglied der Trichothecen-Familie der Mykotoxine, und hierin Teil der Typ B-Trichothecene. Mehrere Arten von Fusarium-Schimmelpilzen sind in der Lage, Trichothecene zu produzieren. Zusätzlich können einige Arten von Fusarium-Schimmelpilzen die Mykotoxine Zearalenon und Fumonisine produzieren. Es ist nicht ungewöhnlich, mehr als ein Toxin in einer Futtermittelprobe nachzuweisen, da Schimmelpilze mehr als eine Art von Mykotoxin produzieren können und da mehrere Schimmelpilze eine Pflanze infizierenen können.

Das Vorhandensein von DON im Futter wurde mit einer signifikant verringerten Milchproduktion korreliert (siehe Abbildung 1). Es wurde auch gezeigt, dass DON die mikrobiellen Prozesse im Pansen beeinflusst, beispielsweise die Verringerung der Verfügbarkeit von Stickstoff (mikrobielles N). Effekte können auch dann beobachtet werden, wenn DON im Laufe der Zeit im Pansen abgebaut wird.

Bei Milchkühen ist der Schaden eher subklinisch oder indirekt, wie z. B. erhöhte Durchlässigkeit der Darmwand (verringerte Abwehr von Krankheitserregern und reduzierte Nährstoffaufnahme), verringerte Produktivität, Probleme mit der Anzahl somatischer Zellen und erhöhtes Auftreten von Mastitis und Metritis. Kälber können aufgrund der Auswirkungen von Trichothecenen auf das Immunsystem mit Hautproblemen und Atemwegserkrankungen zu kämpfen haben.

DON hemmt die Protein- und Nukleinsäuresynthese (DNA und RNA). Die negativen Auswirkungen von DON treten hauptsächlich im Magen-Darm-Trakt und im Immunsystem auf, aber das Toxin kann auch Läsionen und Nekrosen der Haut sowie der Schleimhaut verursachen. Die Zellen, die den Darm auskleiden, werden kontinuierlich erneuert und reagieren besonders empfindlich auf die Auswirkungen von DON.

Das Darmepithel dient zwei Hauptzwecken: 1) der Aufnahme von Nährstoffen und 2) als Barriere, um zu verhindern, dass schädliche Substanzen in den Blutkreislauf gelangen. Beide Funktionen können durch DON gestört werden, was zu einer verringerten Nährstoffaufnahme und einem erhöhten Eindringen von Toxinen und Krankheitserregern in den Blutkreislauf führt. Dies kann das Wachstum oder die Produktionskapazität der Tiere einschränken, da die erforderlichen Nährstoffe nicht absorbiert und genutzt werden.

Zusätzlich können andere Organe Krankheitserregern oder Toxinen, die in den Kreislauf gelangt sind, ausgesetzt sein. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Krankheit. Eine beeinträchtigte Darmschleimhaut kann auch zu Durchfall führen. Darüber hinaus befindet sich ein großer Teil des Immunsystems im Magen-Darm-Trakt. Die Immunfunktion kann durch eine geschädigte Darmschleimhaut beeinträchtigt werden.

DON kann die Produktion weißer Blutkörperchen, die zur Bekämpfung von Infektionen beitragen, negativ beeinflussen. DON beeinträchtigt zusätzlich das Immunsystem, indem es die Zytokin- und Antikörperproduktion negativ beeinflusst. Die natürliche Immunantwort des Tieres auf Impfungen kann ebenfalls verringert sein, so dass der Impfschutz reduziert ist. All diese Faktoren können bei Rindern zu einer Immunschwäche führen und die Anfälligkeit für Infektionen erhöhen.

Abbildung 1. Voraussichtliche Verringerung des Milchverlusts aus einer US-amerikanischen Umfrage unter Milchviehbetrieben (Whitlow et al. 1994).
Abbildung 1: Voraussichtlicher Milchverlust aus einer US-amerikanischen Umfrage unter Milchviehbetrieben (Whitlow et al. 1994).
Abbildung 2. Wirkung des Epoxidaseenzyms in Mycofix®
Abbildung 2. Wirkung des Epoxidaseenzyms in Mycofix® auf Trichothecene wie DON (das in ungiftiges DOM-1 umgewandelt wird). Diese Umwandlung erfolgt schnell und trägt zum Schutz des Pansens und der Mikroorganismen bei.

Ochratoxin A.

Ochratoxin A (OTA, ein von Pilzen vor allem während der Lagerung gebildetes, gelegentlich vorkommendes Mykotoxin) kann im Pansen fast vollständig entgiftet werden. Es ist aber auch bekannt, dass ein Teil des aufgenommen OTA in der Lage ist, der Entgiftung durch einen „Pansen-Bypass“ zu entgehen. Für den Ziegenpansen wurde von einer Bypass-Rate von 10 % des aufgenommenen OTAs berichtet (und bei Schafen ist es wahrscheinlich ähnlich).  

Bei Kühen geschieht dies in geringerem Maße, da sie einen größeren Pansen mit einer längeren Transitzeit haben. Bei hoher Futteraufnahme und Stressfaktoren kann jedoch vermehrt Pansen-Bypass auftreten und der Mykotoxinabbau wird reduziert. 

Zearalenon und Reproduktionsprobleme

Wiederkäuer sind anfällig für die östrogenen Effekte, die durch Zearalenon (ZEN) und verwandte Verbindungen hervorgerufen werden. Das Molekül passt zu den Östrogenrezeptoren und löst dadurch falsche hormonelle Reaktionen aus. Das Fortpflanzungssystem wird durcheinander gebracht und die Fortpflanzungsleistung gestört. Im Pansen wird ZEN weitgehend biologisch in Alpha-Zearalenol (α-ZOL) umgewandelt, eine Form, die eine noch stärkere östrogene Wirkung als ZEN hat. Darüberhinaus ist bekannt, dass ZEN die Wirkung von DON auf die Darmepithelzellen verstärkt (verschlechtert). 

Mutterkornalkaloide

Wiederkäuer sind bekanntermaßen anfällig für die Auswirkungen von Mutterkornalkaloiden (Ergotalkaloiden). Mutterkornalkaloide können von auf Getreide wachsenden Pilzen, oder auch von Endophytenpilzen im hohen Schwingelgras gebildet werden. Eine ihrer Hauptwirkungen ist die Vasokonstriktion (Gefäßverengung die eine Einschränkung des Blutflusses bewirkt), die sich auf die Klauengesundheit, Hitzestress und Fruchtbarkeit auswirkt und zu Nekrose führen kann.

Azidose beeinflusst den Mykotoxinabbau

Ein bekanntes Problem bei Wiederkäuern ist die subklinische oder akute Azidose (SARA /ARA). Dieses Syndrom eines niedrigen Pansen-pH-Werts tritt häufig in Milchviehbetrieben mit hoher Produktion auf, insbesondere wenn die Fütterung kornreich ist oder Stresssituationen die Pansenflora beeinträchtigen und zu Dysbiose führen.

Es wird angenommen, dass während der Azidose die Zahl der Protozoen im Pansen abnimmt. Protozen sind besonders am Abbau von Mykotoxinen beteiligt und ihre Reduktion führt zu einem verringerten Abbau. Dadurch können höhere Mykotoxinkonzentrationen in den Darm gelangen und toxische Wirkungen ausüben.

Mykotoxin-Risiko-Management bei Rindern

Die Reduzierung der Exposition von Tieren gegenüber Mykotoxinen in Futtermitteln ist der Schlüssel. Das Erkennen von Kontaminationen kann dazu beitragen, die Exposition zu verringern.

Ein robustes Mykotoxin-Risiko-Management umfasst drei Schritte:

  • Erkennung
  • Prävention
  • Milderung

Eine regelmäßige Analyse der Futterbestandteile und der Silage kann dazu beitragen, potenzielle Bedrohungen für Tiere zu entdecken. Eine stark kontaminierte Probe bedeutet jedoch nicht, dass die gesamte Ernte schlecht ist, und eine „saubere“ Probe garantiert nicht, dass das gesamte Futter mykotoxinfrei ist.

Ein gutes Silagemanagement ist wichtig, um weiteres Schimmelwachstum zu vermeiden und die Produktion von Mykotoxinen zu verhindern. Die regelmäßige Anwendung eines Mykotoxinbindemittels sowie Deaktivatoren ist ratsam. Ein angemessenes Mykotoxin-Risiko-Management ist wichtig, um unvorhersehbare Verluste zu vermeiden und eine hochproduzierende Milchviehherde zu erhalten.

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