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Mykotoxin-Management: Warum Toxinbinder nicht mehr wegzudenken sind

02.01.2020

Mykotoxine

Mykotoxine und die wachsende Bedeutung entsprechender Bekämpfungsstrategien

Mykotoxine sind sekundäre Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen. Das heißt, sie sind nicht Produkte des normalen Stoffwechselgeschehens, sondern vielmehr eine Art Verteidigungstrategie. So werden sie vermehrt in Situationen produziert, in denen der Pilz sogenannten Stressfaktoren ausgesetzt ist, wie beispielsweise im Zuge großer Temperaturschwankungen, hartnäckiger Trockenperioden oder länger anhaltenden Regenfällen während der Getreideblüte. Je nachdem, ob sie eher vor der Ernte auf dem Feld oder später beim Lagervorgang produziert werden, unterscheidet man zwischen Feld- und Lagertoxinen.

In den vergangenen Jahren sind die Mykotoxin Belastungen sukzessive angestiegen. Das liegt zum einen daran, dass Analyseverfahren häufiger genutzt werden und qualitativ verbessert wurden. Aber auch die vermehrt schwankenden klimatischen Bedingungen sowie eine größere Empfindlichkeit bestimmter ertragreicher Getreidesorten führen zu steigenden Werten. Nicht nur die Empfindlichkeit der Getreidesorten nimmt zu, sondern ebenso die von hochleistenden Genetiken. Der in den letzten 20 Jahren erzielte enorme Zuchtfortschritt führte parallel zu einer deutlich höheren Sensibilität sowohl Krankheitserregern als auch giftigen Substanzen wie Mykotoxinen gegenüber. Gleichzeitig wurde aufgrund steigender Resistenzen gegenüber antibiotischen Wirkstoffen eine Reduktion des allgemeinen Antibiotikaeinsatzes gefordert. Daraus resultiert, dass auch bei der Verbesserung der Tiergesundheit vermehrt der Fokus weg von der Therapie Richtung Vorbeugung und somit der Optimierung äußerer Umstände rückt. Hierbei spielt die Fütterung eine zentrale Rolle.

Eine unsichtbare Bedrohung für Tiergesundheit und biologische Leistung

Die Auswirkungen zu hoher Mykotoxin Belastungen bergen mehrere, teils zunächst sehr schwer einzugrenzende Probleme. Hierbei sind kurze Belastungen durch Einzeltoxine eher selten und bei weitem nicht so schädlich wie niedrigere Mischkontaminationen. Gerade diese findet man unter Feldbedingungen häufig vor. Erschwerend kommt hinzu, dass sich manche Mykotoxine unglücklicherweise in ihrer Wirkung synergistisch verstärken.  Meist äußern sich die klinischen Erscheinungen in Form von sekundären Krankheitsbildern. Mykotoxine haben diverse unerwünschte, für die Zellen des Körpers teils zerstörende Wirkungen. So manifestieren sich die Symptome häufig durch den Funktionsausfall der betroffenen Strukturen. Zum Beispiel ist das Darmepithel eine der ersten Gewebestrukturen, die nach einer oralen Aufnahme mit den Mykotoxinen in Berührung kommen. Deren zytotoxische Wirkung führt zu Funktionsstörungen, sodass der Darm durchlässig wird für unerwünschte Substanzen. Das wiederum hat zur Folge, dass vermehrt Endotoxine in den Körper eindringen können. Diese können klinische Krankheitsbilder wie Ohrrandnekrosen oder Gesäuge Entzündungen verursachen. Man hat es also mit allgemeinen Erkrankungen zu tun, die auf den ersten Blick nichts mit einer erhöhten Mykotoxin Belastung zu tun haben.

Wie immer macht auch hier die Dosis das Gift. Bei moderaten Belastungen kommt es eher zu unspezifischen Leistungseinbrüchen wie niedrigeren Tageszunahmen, schlechteren Futterverwertungen, leicht erhöhten Umrauschquoten oder Legeschwäche. Bei einer länger anhaltenden, höheren und unter Feldbedingungen unvorhersehbaren Mischkontamination jedoch können die Folgen noch gravierendere Ausmaße annehmen. Neben kurzfristigen offensichtlichen Erkrankungen entstehen Langzeitschäden in den Organen der Tiere ebenso wie in den Strukturen der Betriebe. Durch die vermehrten direkten und indirekten Tierverluste entsteht ein deutlich erhöhter Remontierungsbedarf. Stabile Produktionsgruppen werden auseinandergerissen. Die Behebung solcher Schäden erfordert teilweise Jahre, bis das ursprüngliche Produktionsniveau erneut erreicht wird.

Bekämpfungsstrategien unvermeidlich - Mykotoxinmanagement

Angesichts dieser Lage sind adäquate Strategien gegen eine erhöhte Resorption von Mykotoxinen für Tiergesundheit und Betriebswirtschaftlichkeit unumgänglich. Grundsätzlich sind eingleisige Ansätze bei einer solch komplexen Problematik weniger vielversprechend. So scheint es sinnvoll, von einem umfassenden Mykotoxin Management zu sprechen. Dieses beinhaltet einerseits landwirtschaftliche Maßnahmen, welche vor, während und nach der Ernte berücksichtigt werden sollten. Beispiele hierfür wären strategische Programme auf dem Feld, wie beispielsweise sinnvolle Fruchtfolgen, oder aber auch beim Ernte- und Lagermanagement wie etwa das Einhalten optimaler Feuchtigkeitsgehalte. Da hier nicht alle Möglichkeiten kontrollierbar oder wirtschaftlich umsetzbar sind, wie zum Beispiel die Niederschlagsmenge, kommen weitere, später greifende Konzepte hinzu. Um die Intensität der Belastung zumindest grob einschätzen zu können, sollte ein regelmäßiges Monitoring der wichtigsten Toxine die entsprechende Zieltierart betreffend stattfinden.

Anforderungen an einen Toxinbinder

Der nächste Schritt ist schließlich, mit Hilfe von Futteradditiven, sogenannten Toxinbindern, die Bioverfügbarkeit der Mykotoxine deutlich zu senken. Hierbei ist das Ziel, die verschiedenen Mykotoxine möglichst irreversibel zu binden, sodass sie danach mit dem Toxinbinder zusammen über den Kot ausgeschieden werden. Erschwerend ist hierbei, dass die unterschiedlichen Mykotoxine recht stark in ihren physikalischen sowie chemischen Eigenschaften variieren. Demzufolge muss sich auch ein Toxinbinder auf diese unterschiedlichen molekularen Eigenschaften einstellen. Bestimmte Mykotoxine, wie die Lagertoxine der Familie Aflatoxine, lassen sich durch ihre eher polare Natur relativ gut binden. Die auf dem Feld produzierten Fusarientoxine wiederum sind durch ihre eher apolare Ladungsverteilung deutlich schwerer einzufangen. All diesen Kriterien muss die Oberfläche eines potenten Toxinbinders möglichst gut gerecht werden. Und zwar nicht nur unter dem für den Bindungsvorgang eher günstigen niedrigem pH-Wert, wie er im Magen vorzufinden ist. Diese Bindung sollte auch im neutralen Bereich, wie er zum Ende des Dünndarms vorherrscht, bestehen bleiben. Der pH-Wert hat schließlich einen entscheidenden Einfluss auf die Oberflächenstruktur des Toxinbinders. Diese besagte Oberflächenstruktur lässt sich physikalisch oder chemisch bearbeiten, sogenannt aktivieren. Ebenso kann die spezifische Oberfläche, und somit relative Bindefläche, durch entsprechende Maßnahmen bis zu einem gewissen Grad vergrößert werden. Zusammenfassend kann man also sagen:

  • Für die Entwicklung eines potenten Toxinbinders muss eine sorgfältige Auswahl an Rohstoffen erfolgen
  • Diese wiederum sollten in einem möglichst günstigen Verhältnis zu einander stehen
  • Chemische / physikalische Aktivierungsprozesse optimieren relative Größe und Qualität der Oberfläche
  • Das angestrebte Ergebnis ist eine Bindungskomponente, welche möglichst alle relevanten Mykotoxine stabil im Verdauungstrakt bindet, und zwar auch bei allen vorherrschenden pH-Werten

Es wird also deutlich, dass für die Entwicklung solch eines Additives unzählige Studien und Untersuchungen notwendig sind, um auf ein entsprechendes Ergebnis zu kommen. Die Qualität unseres neuesten Toxinbinders ist schlussendlich das Resultat hunderter Adsorptionsstudien mit verschiedenen Rohmaterialien, nach unterschiedlichen Aktivierungsprozessen, unter den entscheidenden pH-Werten und begleitet von regelmäßigen Schwermetallanalysen.

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