Ochratoxin A - Ruminaler in vitro-Abbau bei variierender Zusammensetzung der Ration und der Pansenmikrobenpopulation sowie Transfer vom Futter in die Milch
Final Report Abstract
Ochratoxine als Metaboliten des Sekundärstoffwechsels verschiedener Pilzarten der Gattungen Aspergillus und Penicillium sind in Jahren mit ungünstigen Lagerbedingungen verbreitete Mykotoxine gemäßigter Klimazonen, insbesondere in Getreide und Getreideprodukten. Bedeutendster Vertreter der Ochratoxine ist das Ochratoxin A, das nephrotoxische, teratogene, carcinogene und immmunsuppressive Eigenschaften aufweist. Studien mit kristallinem Ochratoxin A deuteten darauf hin, dass Wiederkäuer eine sehr hohe Toleranz gegenüber Ochratoxin A aufweisen, bedingt durch eine weitgehende, in den Vormägen stattfindende Umwandlung von Ochratoxin A in das weniger toxische Ochratoxin α. Bei Verwendung von nativem Ochratoxin A (kontaminiertes Getreide) konnte zuvor bereits gezeigt werden, dass die ruminale Metabolisierung weniger intensiv als zuvor angenommen ist und zudem erheblich von der Rationszusammensetzung und dem Ernährungsniveau beeinflusst wird. Ziel des beantragten Vorhabens war es, in vitro den Einfluss der Rationszusammensetzung und der ruminalen Mikrobenpopulationszusammensetzung auf den Abbau von Ochratoxin A zu quantifizieren sowie in vivo an laktierenden Ziegen den Transfer von Ochratoxin A in die Milch zu ermitteln, wofür bisher keine quantitativen Erkenntnisse vorlagen. Das primäre Ziel der in vitro-Studie war, den relativen Beitrag verschiedener Populationen an Pansenmikroben und die Auswirkungen des Rationstyps auf den Abbau von Ochratoxin A zu untersuchen. Im Gegensatz zu bisherigen Studien zeigten unsere Versuche sehr deutlich, dass die Beteiligung der Pansenprotozoen am ruminalen Ochratoxin A-Abbau nur sehr gering ausfällt. Demgegenüber wurde bisher der im vorliegenden Versuch dominierende Beitrag der Pansenbakterienpopulation massiv unterschätzt. Weitere Studien sollten deshalb zum Einen überprüfen, inwieweit diese Beobachtungen reproduziert werden können und, falls dies zutrifft, welche Bakteriengruppen für die umfangreiche Ochratoxin A-Hydrolyse verantwortlich sind. Hierfür kommen sowohl klassische als auch molekularbiologische Ansätze in Frage. Insgesamt dokumentieren die Befunde es in vitro-Experiments, dass die im vorliegenden Projekt erstmals in dieser Form etablierten und angewandten Vorgehensweisen geeignet erscheinen, die Bedeutung unterschiedlich zusammengesetzter Populationen von Pansenmikroorganismen und stark variierender Rationszusammensetzung für ruminale Abbauprozesse unter definierten und strikt standardisierten Bedingungen zu erfassen. Ziel des in vivo-Versuchs war es, den Einfluss einer chronischen Fütterung von zwei verschiedenen Dosierungen von Ochratoxin A auf die Milchleistung, systemische Verfügbarkeit von OTA und den Transfer von Ochratoxin A in die Milch bei Fütterung von konzentratfutterbetonten Rationen bei laktierenden Ziegen zu untersuchen. Zusätzlich wurde der Einfluss einer Bikarbonatzulage untersucht, die einen stabilisierenden Einfluss auf den Pansen-pH besitzt. Die Tiere zeigten während des Versuches keine gesundheitlichen Veränderungen aufgrund der Ochratoxin A-Fütterung. Futteraufnahme und Milchleistung der Ziegen waren nur marginal durch die Fütterung von Ochratoxin A beeinflusst. Die systemische Verfügbarkeit von Ochratoxin A, gemessen anhand der Blutkonzentrationen war deutlich von der Dosierungshöhe von Ochratoxin A beeinflusst. Die systemische Verfügbarkeit der höheren Dosierung war durch den Bikarbonatzusatz vermindert. Ochratoxin A und Ochratoxin α konnten in allen Milchproben nachgewiesen werden. Die Gehalte an Ochratoxin α in der Milch waren in allen Fällen höher als die von Ochratoxin A. Der Anteil an Ochratoxin A, der über die Milch ausgeschieden wurde, wurde durch die Bikarbonat-Zulage signifikant reduziert. Zusätzlich wurde das nach Fällung der Milch erhaltene Caseinpräzipitat auf Ochratoxin A und Ochratoxin α untersucht. In allen Fällen konnte lediglich Ochratoxin α und kein Ochratoxin A nachgewiesen werden. Die Fütterung von Ochratoxin A an Wiederkäuer in den Mengen von 2 - 4 mg/Tag hatte keine bzw. nur sehr geringe gesundheitliche Einschränkungen für das Tier. Für milchproduzierende Wiederkäuer sollte jedoch beachtet werden, dass signifikante Mengen an Ochratoxin A in die Milch übergeben und somit auch in Lebensmittel gelangen können. Deshalb sollte prinzipiell eine Fütterung von mit Ochratoxin A kontaminierten Futtermitteln an lebensmittelliefernde Wiederkäuer unterbleiben.
Publications
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2010. Ochratoxin A in ruminants – a review on its degradation by gut microbes and effects on animals. Toxins 2, 809-839
Mobashar, M., Hummel, J., Blank, R., Südekum, K.-H.
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2011. Investigations on the toxicokinetic and carry over of ochratoxin A in lactating goats. Proc. Soc. Nutr. Physiol. 20, 74
Blank, R., Looff, M., Mobashar, M., Westphal, A., Südekum, K.-H.
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2011. Ruminal degradation of ochratoxin A – in vitro investigations at varying rations and rumen microbial populations. Dissertation, Landwirtschaftliche Fakultät, Universität Bonn
Mobashar, M.
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2011. Ruminal ochratoxin A degradation – contribution of different microbial groups and influence of diet. Proc. Soc. Nutr. Physiol. 20, 74
Mobashar, M., Blank, R., Hummel, J., Südekum K.-H.
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2011. Ruminal ochratoxin A degradation – Contribution of the different microbial populations and influence of diet. Anim. Feed Sci. Technol.
Mobashar, M., Blank, R., Hummel, J., Westphal, A., Tholen, E., Südekum K.-H.
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2011. Toxicokinetic and carry over of ochratoxin A in lactating goats. J. Anim. Sci. 89 (E-Suppl. 1)/J. Dairy sci. 94 (E-Suppl. 1), 693
Blank, R., Looff, M., Mobashar, M., Westphal, A., Südekum, K.-H.
