α -ZOL Exkretion
5.3 Schlußfolgerungen
Angesichts der beobachteten Gewichtszunahmen des Uterus bei Gehalten von 180 µg Zearalenon pro kg Futter (355 bzw. 370 µg ZON/∆ kg KM) scheinen die bisher für die Schweineproduktion empfohlenen Orientierungswerte von maximal 250 µg Zearalenon/kg Futter nicht gerechtfertigt. In welchem Ausmaß die von BAUER et al. (1987 b) bereits bei 50 µg Zearalenon/kg Futter festgestellten Veränderungen der Ovarien zutreffen, kann aufgrund der Ergebnisse dieser Studie nicht ermittelt werden, da eine Beurteilung der Eierstöcke durch die Verwendung von ovarektomierten Schweinen nicht möglich ist. Dadurch wird auch die Einschätzung eventuell auftretender Fertilitätsstörungen erschwert.
Bezüglich der Maßnahmen zur Reduktion der Zearalenonbelastung werden große Erwartungen in sogenannte Mykotoxinbinder gesetzt.
Die vorliegenden Untersuchungen zeigen, daß der Zusatz von 2 % Zeolith die östogenartigen Effekte von Zearalenon reduziert, demnach eine gewisse Mykotoxinbindung vorliegt.
Verantwortlich ist wahrscheinlich eine durch Bindung an Zeolith verstärkte faecale Ausscheidung des Mykotoxins. Darauf läßt die nach Zulage von 5 % Zeolith signifikant verringerte renale Exkretion von Zearlenon und α-Zearalenol schließen.
DISKUSSION
Dieser Effekt ist aber nicht vollständig. Rund 20 bis 50 % des Zearalenons werden trotz Zeolith immer noch renal ausgeschieden, d. h. ein entsprechender Anteil ist im Organismus präsent.
Die zur Eliminierung von Zearalenon nötige Zeolithkonzentration sowie das bei höheren Zeolithgehalten und langfristiger Aufnahme steigende Risiko von nachteiligen Auswirkungen in Form von Leistungsdepressionen durch unerwünschte Bindung von Nährstoffen usw.
stellen die Wirtschaftlichkeit eines Zeolith-Einsatzes zusätzlich in Frage, so daß die Verwendung von Zeolith als Maßnahme zur Eliminierung von Zearalenon nicht befriedigt.
6. Zusammenfassung
Die Belastung von Futtermitteln mit Zearalenon stellt bei der Getreide- und Tierproduktion ein bekanntes Problem dar. Insbesondere Weizen und Mais können kontaminiert sein und durch die östrogenartige Wirkung des Mykotoxins zur Beeinträchtigung der Gesundheit führen.
Da die vollständige Bekämpfung von Fusarien auf dem Feld und die damit verbundene Minimierung der Zearalenonbelastung bisher durch keine Maßnahme ausreichend gewährleistet werden kann, sollte anhand der vorliegenden Untersuchungen in zwei Versuchsphasen (A und B) die Effizienz von Zeolith als Mykotoxinbinder überprüft werden.
In Versuchsabschnitt A erhielten jeweils fünf Schweine eine unterschiedliche Zearalenon-(0, 50, 250 bzw. 500 µg/kg Futter) bzw. Zeolithdosis Zearalenon-(0, 10 bzw. 50 g/kg Futter). In gepoolten Tagesharnproben wurde die ausgeschiedene Zearalenon und α−Zearalenolkonzentration bestimmt und der Einfluß von Zeolith auf die renale Exkretion untersucht.
Im Versuchsabschnitt B wurden ovarektomierte Schweine mit 180 bzw. 360 µg Zearalenon/kg Futter versorgt (Gruppe 3z bis 6). Eine Hälfte der Tiere erhielt zusätzlich 20 g Zeolith/kg Futter (Gruppe 3z und 5z). Als Kontrolle dienten acht unkastrierte (Gruppe 1) und eine identische Zahl kastrierter Schweine (Gruppe 2). Die Trockensubstanz sowie das Gewicht des Uterus wurden ermittelt und die Ergebnisse im Hinblick auf zearalenon- bzw.
zeolithbedingte Effekte überprüft.
Die folgenden Resultate wurden erzielt:
Die Futterakzeptanz und –aufnahme wurde durch den Gehalt von Zearalenon bzw. Zeolith im Futter nicht beeinflußt.
Ein Einfluß von Zearalenon bzw. Zeolith auf die Futterverwertung konnte nicht nachgewiesen werden.
Anzeichen von Hyperöstrogenismus traten bei Schweinen, die 360 µg Zearalenon pro kg Futter erhielten, nach 21 bis 24 Tagen auf. Während Tiere, die 500 µg Zearalenon pro kg Futter aufgenommenen haben, erste Symptome nach 12 bis 14 Tagen zeigten.
ZUSAMMENFASSUNG
Bei Versuchstieren, die weniger als 360 µg Zearalenon pro kg Futter aufgenommen haben, konnten weder Veränderungen der Milchleiste oder der Vulva noch ein Prolaps des Rektums beobachtet werden.
Unterschiede zwischen Schweinen, die Zeolith erhielten und Tieren, denen kein Zeolith gefüttert wurde, waren nicht vorhanden.
Versuchsabschnitt A (Untersuchung der renalen Exkretion):
Bei Schweinen, die kein Zearalenon erhielten, konnte weder das Mykotoxin, noch seine Metabolite im Harn nachgewiesen werden.
Durch die Fütterung von 50, 250 bzw. 500 µg Zearalenon/kg Futter gelang in 40, 95 bzw.
100 % der gepoolten Tagesharnproben die Bestimmung von Zearalenon und in 100 % der Nachweis von α-Zearalenol.
Dabei ergab sich im Mittel eine tägliche renale Exkretion von 0,41; 0,59 bzw. 1,72 µg Zearalenon und 0,66; 1,01 bzw. 2,14 µg α-Zearalenol pro kg Körpermasse.
Der Zusatz von 1 % Zeolith und die Aufnahme von 50, 250 bzw. 500 µg Zearalenon/kg Futter führte bei 60, 90 bzw. 100 % des Probenmaterials zu einer nachgewiesenen Belastung mit Zearalenon, während α-Zearalenol in allen Proben vorhanden war.
Die durchschnittlich pro kg Körpermasse und Tag renal ausgeschiedenen Mengen betrugen 0,41; 0,64 bzw. 1,88 µg Zearalenon sowie 0,34; 0,53 bzw. 2,34 µg α−Zearalenol.
Nach der Aufnahme von 50 g Zeolith/kg Futter und 50, 250 bzw. 500 µg Zearalenon/kg Futter konnte in 40, 100 bzw. 100 % der Tagesharnproben Zearalenon und in 70, 100 bzw. 90 % α-Zearalenol bestimmt werden.
Es erfolgte im Mittel eine tägliche Abgabe von 0,42; 0,99 bzw. 0,72 µg Zearalenon und 0,97; 1,97 bzw. 0,90 µg α-Zearalenol im Harn.
Versuchsabschnitt B (Untersuchung der Uterusentwicklung):
Das relative Uterusgewicht der unkastrierter Kontrolltiere (Gruppe 1) lag mit durchschnittlich 0,56 g (uS) pro kg Körpermasse knapp vierfach höher als das relative Organgewicht der ovarektomierten Tiere, die kein Zearalenon erhielten (Gruppe 2).
Die kastrierten Schweine der Versuchsgruppen (Gruppe 3 bis 6) hatten im Mittel 69,5 % größere relative Gebärmuttergewichte als ovarektominierte Tiere der Kontrollgruppe (Gruppe 2), deren relatives Organgewicht 0,15 g uS/kg KM betrug.
Nach Verdopplung der Zearalenondosis von 180 auf 360 µg Zearalenon/kg Futter nahm das relative Uterusgewicht wachsender Schweine von durchschnittlich 0,27 (Gruppe 4) auf 0,28 g uS pro kg Körpermasse (Gruppe 6) geringfügig, aber nicht signifikant zu.
Durch Fütterung von Zeolith (2 % der Gesamtration) wurde das relative Gebärmuttergewicht im Mittel um das 1,4 (180 µg Zearalenon/kg Futter) bzw. 1,1 fache (360 µg Zearalenon/kg Futter) auf 0,20 bzw. 0,26 g uS/ kg KM reduziert.
Ein Einfluß auf den Wassergehalt des Uterusgewebes als Folge einer Zearalenon bedingten Ödematisierung konnte nicht festgestellt werden.
Schlußfolgerungen:
Die tägliche renale Ausscheidung von Zearalenon und α-Zearalenol nimmt mit steigenden Zearalenongehalt des Futters zu.
Durch den Zusatz von 1 % Zeolith erfolgt keine statistisch abgesicherte Beeinflußung der pro Tag über den Harn abgegebenen Zearalenon- und α-Zearalenolmenge. Die Fütterung von 5 % Zeolith bewirkt nur bei einer Konzentration von 500 µg Zearalenon/kg Futter eine signifikante Senkung der täglichen renalen Exkretion des Mykotoxins und seines Metabolits.
Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, daß Zeolith den östrogenartigen Effekt von Zearalenon vermindert und die durch das Mykotoxin induzierten Gewichtszunahmen des Uterus geringfügig reduziert, jedoch ist Zeolith nicht in der Lage die östrogenartige Wirkung von Zearalenon vollständig aufzuheben.
Aufgrund dieser Untersuchungen ist der Einsatz von Zeolith als Maßnahme zur Eliminierung oder Minimierung einer Belastung mit Zearalenon nicht geeignet.
Da die Versuchstiere ovarektomiert sind, können Veränderungen der Ovarien nicht beurteilt werden. Somit kann anhand dieser Studie nicht geklärt werden, in welchem Umfang der Effekt von Zeolith auf das Uterusgewicht Auswirkungen auf die Fertilität hat.
SUMMARY
7. Summary
Birte Boyens: Effects of zearalenone on porcine uterus weight and renal excretion and protective capacity of zeolithe.
The contamination of feedstuffs with the mycotoxin zearalenone is a common problem in grain and livestock production. Especially wheat and corn may be contaminated thus impairing the health status due to the estrogen-like effects of this mycotoxin.
Up to now it is impossible to guarantee fusaria-free grain-fields and the absence of zearalenone with commonly practised measures. Therefore in the present study the efficiency of zeolithe as a binding-agent of mycotoxins was investigated in two trials.
In trial A in each case five pigs were fed different amounts of zearalenone (0, 50, 250 and 500 µg/kg) and zeolithe (0, 10 and 50 g/kg diet), resp.. The concentrations of zearalenone and α−zearalenol were determined in pooled samples of daily urine and the influence of zeolithe on renal excretion was invetigated.
In trial B neutered female piglets were offered diets containing 180 or 360 µg zearalenone/kg (group 3z to 6). Half of the pigs additionally received 20 g zeolithe/kg diet (group3z and 5z).
Eight intact (group 1) and eight castrated female pigs (group 2) served as control. In these pigs weight and dry matter content of the uterus were determined with regard to the effects of zearalenone and zeolithe.
The following results were obtained:
Zearalenone and zeolithe were without influence on appetite and feed intake.
The feed conversion ratio was not influenced, either, by zearalenone or zeolithe.
Pigs receiving 360 µg zearalenone/kg diet showed signs of hyperestrogenism after 21 to 24 days. These symptoms were also recognized after 12 to 14 days in pigs the were fed 500 µg zearalenone/kg diet. Animals receiving less than 360 µg zearalenone/kg diet did
not show any changes on the mammary glands, vulva or rectum (prolaps). The concentration of zeolithe in the diet was without influence.
Trial A (renal excretion of zearalenone):
In pigs which did not receive zearalenone neither the mycotoxin nor its metabolites were detected in urine.
After feeding 50, 250 and 500 µg zearalenone/kg diet, resp., zearalenone was determined in 40, 95 and 100 % of the urine samples. α-zearalenol was detected in all samples. The mean daily zearalenone excretion was 0.41, 0.59 and 1.72 µg zearalenone/kg bodyweight, resp.; the mean daily excretion of α-zearalenol was 0.66, 1.01 and 2.14 µg α -zearalenol/kg bodyweight, resp..
After the addition of 1 % zeolithe zearalenone was determined in 60, 90 and 100 % of the samples of pigs that were offered diets containing 50, 250 and 500 µg zearalenone/kg diet.
α-zearalenol was found in all samples. The mean daily excretion (µg/kg bodyweight) was 0.41, 0.64 and 1.88 for zearalenone and 0.34, 0.53 and 2.34 for α-zearalenol.
The intake of 50 g zeolithe/kg diet and 50, 250 and 500 µg zearalenon/kg diet resulted in the detection of zearalenone in 40, 100 and 100 % of urine samples as well as in the detection of α-zearalenol in 70, 100 and 90 % of the samples. The average daily excretion of zearalenone was 0.42, 0.99 and 0.72 µg zearalenone and 0.97, 1.97 and 0.90 µg α−zearalenol in urine.
Trial B (uterus development):
The relative uterus weight was fourtimes higher in intact control pigs (group 1, 0.56 g fresh weight/kg bodyweight) in comparison with castrated pigs without receiving zearalenone (group 2).
The uterus of neutered pigs receiving different amounts of zearalenone was higher (+69.5 %) than castrated control animals (group 2; 0.15 g fresh weight/kg bodyweight).
The increase of zearalenone from 180 to 360 µg/kg diet resulted in a slight increase of the average uterus weight from 0.27 (group 4) to 0.28 g/kg bodyweight (group 6), but without significance.
SUMMARY
The addition of zeolithe (2 % of the total ration) decreased the average weight of the uterus to 0.20 g fresh matter/kg bodyweight (180 µg zearalenone/kg diet) as well as to 0.26 g fresh matter/kg bodyweight (360 µg zearalenone/kg diet).
The water content of the uterus (oedema) remained unchanged in pigs that were fed zearalenone.
Conclusions:
Increasing intake of zearalenone with the diet results in increasing renal excretion of zearalenone and α-zearalenol.
The addition of 1 % zeolithe to the diet did not influence the daily amount of zearalenone and α-zearalenol that is excreted via urine. 5 % zeolithe significantly decreased zearalenone and α−zearalenol excretion only in pigs that were fed 500 µg zearalenone/kg diet.
These results show, that zeolithe can reduce the estrogen-like effects of zearalenone and estrogen–induced increase in uterus weight but not completely neutralize these effects.
Therefore the addition of zeolithe is unsuitable for the elimination or reduction of zearalenone load of diets for pigs.
As all pigs were neutered any changes on the ovaries could not be observed. This investigation cannot determine any influence of zeolithe on reproductive performance of pigs.
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