Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ochratoxin A and Aflatoxin B1 as Factors of Bone Damage and Neurodegeneration Through the Influence on the Immunomodulation Processes of TNF-α and IL-6 Concentrations

Radzka-Pogoda Agnieszka, Radzki Radosław Piotr, Bieńko Marek, Szponar Jarosław, Sokołowska Barbara, Kulik Anna, Lewicka Małgorzata, Borzęcki Andrzej

Polish Hyperbaric Research

|

2022

|

nr 3(80)

61--72

EN

The wide distribution of mycotoxins, including aflatoxin B1 and ochratoxin A, in the environment and their influence on living organisms make them an interesting research problem. Numerous complications of intoxication with these substances are known, however, particular attention is paid to the effects on the skeletal and nervous systems. The inflammatory effect, presented by the increase in the concentration of cytokines - IL-6 and TNF-α may influence the immune dysregulation present in bone metabolism disorders, as well as in neurodegeneration. Mycotoxins also contribute to osteodegeneration by modifying vitamin D metabolism. Interestingly, and still unexplored, is the mechanism of intrauterine influence on bone metabolism and neurodegeneration processes. Understanding the above mechanisms may help in monitoring the toxic effects of intoxication with these toxins. It can also help develop methods of therapy for poisoning with this compound, in animals and humans.

2

The Influence of Aflatoxin B1 on the Concentration of Nuclear Factor κB in Rats’ Livers

Woźniakowski Mateusz, Woźniakowska Nikola, Zuzak Tomasz, Świerszcz Łukasz, Wójciak-Czuła Marta, Borzęcki Andrzej, Nieradko-Iwanicka Barbara

Polish Hyperbaric Research

|

2021

|

nr 1(74)

67--75

EN

Introduction. Aflatoxins are metabolites produced by Aspergillus flavus and Aspergillus parasiticus. Due to the high prevalence of aflatoxin-containing products they are common issue of the observational studies. Observational studies have demonstrated the hepatotoxic effects of aflatoxins in humans. However, the exact pathogenetic mechanisms of the effect of aflatoxin B1 on the above-mentioned hepatotoxicity have not yet been known. Aim of the study. The aim of the study was to assess the toxic effects of different doses of aflatoxin B1. The analyze was performed using assessment of concentration of NF-κB in liver tissue homogenates after a 7-day intoxication with this mycotoxin. Material and methods. The studies were carried out on Wistar male rats which were selected randomly, according to the principle of simultaneity for the control group and the study groups. The concentration of NK-κB was determined by immunoenzymatic ELISA in the obtained supernatants of liver taken from decapitated animals. The statistical analysis was performed with Statistica 13.3 (Statsoft, USA). Results. The statistical significance of the difference between the concentrations in the control and study group receiving 1.0 mg/kg of aflatoxin B1 and between the control and study group who received aflatoxin B1 at a dose of 2.0 mg/kg body weight (p <0,05) were demonstrated. A significant relationship was also found between the level of dose of aflatoxin B1 administered to the rats and the concentration of NF-κB. Negative correlations were obtained. The higher dose administered to rats - the lower level of measured concentration of NF-κB. Conclusions. The study of the influence of aflatoxin B1 on the level of NF-κB transcription factor may significantly contribute to understand the mechanism of its action, influence on inflammatory, apoptotic and carcinogenic processes in the liver and determine its safe level in food intended for humans and animals.

PL

Wstęp. Aflatoksyny to metabolity wytwarzane przez Aspergillus flavus i Aspergillus parasiticus. Ze względu na duże rozpowszechnienie produktów zawierających aflatoksyny są one częstym przedmiotem badań obserwacyjnych. W dotychczasowych badaniach potwierdzono hepatotoksyczne działanie aflatoksyn u ludzi. Jednak dokładne mechanizmy patogenetyczne wpływu aflatoksyny B1 na wspomnianą hepatotoksyczność nie są jeszcze znane. Cel pracy. Celem pracy była ocena toksycznego efektu różnych dawek aflatoksyny B1. Analizę przeprowadzono przez ocenę stężenia NF-κB w homogenatach tkanki wątroby po 7-dniowym zatruciu tą mykotoksyną. Materiał i metody. Badania przeprowadzono na samcach szczurów rasy Wistar, które zostały wybrane losowo, zgodnie z zasadą jednoczesności dla grupy kontrolnej i grupy badawczej. Stężenie NK-κB oznaczono immunoenzymatycznym testem ELISA w otrzymanych supernatantach wątroby pobranych od zwierząt uśmierconych metodą dekapitacji. Analizę statystyczną przeprowadzono w programie Statistica 13.3 (Statsoft, USA). Wyniki. Stwierdzono różnice istotne statystycznie między stężeniami NK-κB w grupie kontrolnej i badanej otrzymującej 1,0 mg/kg aflatoksyny B1 oraz między grupą kontrolną i badaną, która otrzymywała aflatoksynę B1 w dawce 2,0 mg/kg masy ciała (p <0,05 ). Stwierdzono również istotną zależność pomiędzy poziomem dawki podawanej szczurom aflatoksyny B1 a stężeniem NF-κB. Uzyskano korelacje ujemne. Wyższa dawka podawana szczurom powodowała niższy poziom mierzonego stężenia NF-κB. Wnioski. Badanie wpływu aflatoksyny B1 na poziom czynnika transkrypcyjnego NF-κB może istotnie przyczynić się do zrozumienia mechanizmu jej działania, wpływu na procesy zapalne, apoptotyczne i kancerogenne w wątrobie oraz określenia jego bezpiecznego poziomu w żywności przeznaczonej dla ludzi i zwierząt.

3

Preparat probiotyczny: właściwości detoksyfikacji aflatoksyny B1 i ochratoksyny A (badania in vitro oraz in vivo)

Śliżewska K.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2015

|

Z. 482

1--151

PL

Probiotykami nazywamy żywe mikroorganizmy, które podawane w odpowiednich ilościach zapewniają równowagę mikrobioty jelitowej i wywierają korzystny efekt na zdrowie człowieka lub zwierząt (co może też obejmować stymulację wzrostu zwierząt). Preparaty probiotyczne dla zwierząt mogą zawierać jeden lub kilka wyselekcjonowanych szczepów mikroorganizmów i być podawane okresowo lub w sposób ciągły, bezpośrednio drogą per os lub jako dodatek do pasz i premiksów. Podstawą nowego preparatu probiotycznego są bakterie z rodzaju Lactobacillus: Lactobacillus paracasei ŁOCK 0920, Lactobacillus brevis ŁOCK 0944, Lactobacillus brevis ŁOCK 0945. Bakterie te zostały przebadane, według procedur zalecanych przez FAO/WHO oraz EFSA, zdeponowane w krajowych ośrodkach depozytowych oraz objęte ochroną patentową lub zgłoszeniem patentowym. W skład preparatu weszły także drożdże Saccharomyces cerevisiae ŁOCK 0140. Z danych literaturowych wynika, iż bakterie fermentacji mlekowej oraz drożdże mogą być wykorzystywane do biologicznej detoksykacji mykotoksyn. Nie wszystkie jednak drobnoustroje wykazują właściwości detoksykacyjne mykotoksyn, jest to bowiem zależność szczepowa, a nie gatunkowa. W pracy zbadano zdolność nowego preparatu probiotycznego do detoksykacji aflatoksyny B1 (AFB1) i ochratoksyny A (OTA) w typowej mieszance dla drobiu (badania in vitro) oraz w przewodzie pokarmowym kurcząt (badania in vivo). W literaturze odnaleźć można wiele prac dotyczących niekorzystnego wpływu mykotoksyn, jednak niewiele jest prac dotyczących ich biologicznej detoksykacji w badaniach na zwierzętach. W badaniach in vitro przeprowadzono fermentację spontaniczną typowej mieszanki paszowej (Brojler Starter) skażonej AFB1 lub OTA (w stężeniu 1 lub 5 mg/kg) oraz fermentację z zastosowaniem szczepionki probiotycznej. Wykazano, że już po sześciu godzinach fermentacji z kulturami probiotycznymi stężenie AFB1 uległo zmniejszeniu, w zależności od początkowego stężenia toksyny (1 lub 5 mg/kg), o odpowiednio 55% oraz 39%. Natomiast w przypadku fermentacji mieszanki paszowej zawierającej OTA ubytek stężenia toksyny wynosił odpowiednio 55% oraz 73%. Fermentacja preparatem probiotycznym paszy skażonej mykotoksynami, ogranicza również wzrost bakterii tlenowych przetrwalnikujących oraz działa nie tylko hamująco, lecz również bójczo, na bakterie z rodzaju Pseudomonas i bakterie z grupy coli w paszy. Wykazano, że detoksykacja aflatoksyny B1 i ochratoksyny A przez drobnoustroje wchodzące w skład preparatu probiotycznego (bakterie z rodzaju Lactobacillus i drożdże Saccharomyces cerevisiae) zachodzi na drodze adsorpcji. Badania in vivo przeprowadzono na 192 kurczętach brojlerach, kurkach linii Ross, podzielonych na 12 grup, które żywiono paszą suplementowaną preparatem probiotycznym oraz skażoną mykotoksynami (AFB1 lub OTA, w stężeniu 1 i 5 mg/kg paszy). Preparat probiotyczny zawierający w kg: 1010 komórek bakterii z rodzaju Lactobacillus oraz 106 komórek drożdży Saccharomyces cerevisiae dodano do paszy w i lości 2 g/kg (mieszanka typu Starter) oraz 1 g/kg (Grower i Finiszer). Badania zmierzały do wyjaśnienia, czy preparat probiotyczny dodany do paszy skażonej AFB1 lub OTA pozwoli na poprawę wskaźników produkcyjnych i zdrowotnych kurcząt brojlerów oraz czy może być stosowany w profilaktyce mikotoksykoz u kurcząt. Wykazano, że żywienie kurcząt paszą skażoną AFB1 lub OTA, ale z dodatkiem preparatu probiotycznego, pozwala na polepszenie parametrów odchowu, tj.: przyrost masy ciała kurcząt, spożycie i wykorzystanie paszy, Europejski Wskaźnik Wydajności oraz masę wątroby i nerek. Efekt ten jest szczególnie widoczny u kurcząt żywionych paszą skażoną wyższą dawką mykotoksyn. Dodatek preparatu probiotycznego do paszy skażonej zarówno AFB1, jak i OTA zwiększa ilość toksyn wydalanych z kałomoczem oraz obniża ich akumulację w wątrobie i nerkach. W przypadku paszy skażonej AFB1 ilość toksyny w wątrobie i nerkach, niezależnie od stężenia toksyny w paszy, jest niższa od 50 do 70%, a OTA od 30 do 50%, w porównaniu z grupą kurcząt żywionych paszą skażoną toksyną, ale bez dodatku probiotyku. Aflatoksyna B1 obecna w paszy, zarówno w stężeniu 1 jak i 5 mg/kg, wykazuje toksyczne działanie na wątrobę. Ochratoksyna A w niższym stężeniu działa toksycznie na wątrobę, natomiast w stężeniu 5 mg/kg na wątrobę i nerki. W wątrobie kurcząt żywionych paszą skażoną AFB1 lub OTA oraz w nerkach kurcząt żywionych paszą z OTA, ale z dodatkiem preparatu probiotycznego występują zmiany histologiczne o niższym nasileniu niż u kurcząt żywionych paszą bez probiotyku. Mykotoksyny wykazują również właściwości toksyczne w obrębie przewodu pokarmowego. Działają genotoksycznie na limfocyty i cytotoksycznie na komórki nabłonka jelitowego Caco-2. Dodatek preparatu probiotycznego do paszy skażonej tymi toksynami obniża jednak, statystycznie istotnie genotoksyczność i cytotoksyczność kałomoczu kurcząt. Dodatek preparatu probiotycznego do paszy skażonej AFB1 lub OTA wpływa na liczebność dominujących mikroorganizmów jelitowych kurcząt oraz na metabolizm prowadzony przez te mikroorganizmy. Zwiększa liczbę bakterii z rodzaju Lactobacillus i drożdży, obniżając przy tym liczbę bakterii z rodzaju Clostridium i z grupy coli w kałomoczu oraz w treści żołądka, jelita czczego, biodrowego i ślepego kurcząt. Powoduje wzrost stężenia kwasu mlekowego i krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (kwasu octowego, propionowego, masłowego) oraz obniża aktywność β-glukozydazy o 17-25% oraz β-glukuronidazy o 9-19% w kałomoczu kurcząt. Żywienie kurcząt paszą skażoną AFB1 lub OTA, ale z dodatkiem preparatu probiotycznego obniża ponadto aktywność enzymów wątrobowych (aminotransferazy alaninowej, aminotransferazy asparaginianowej i γ-glutamylotransferazy) oraz powoduje wzrost poziomu białka całkowitego i albuminy w surowicy krwi kurcząt. Przedstawione w pracy badania w sposób kompleksowy wykazały wpływ preparatu probiotycznego na możliwość detoksykacji AFB1 i OTA w paszy i w przewodzie pokarmowym kurcząt. Ostatecznie może to pozwolić na zabieganie mikotoksykozom u kurcząt, co przyczyni się do zwiększenia zdrowotności stad oraz poprawy jakości produktów drobiowych. Obniżenie gromadzenia się AFB1 i OTA w wątrobie oraz nerkach kurcząt żywionych paszą z dodatkiem preparatu probiotycznego zmniejsza również ryzyko mikotoksykoz u konsumenta. Preparat probiotyczny może być zatem produkowany w celach handlowych i stosowany w żywieniu zwierząt, eliminując stosowane do tej pory nieorganiczne adsorbenty. W dotychczasowej praktyce żywienia zwierząt stosowano dwa odrębne dodatki paszowe; dodatek probiotyczny i adsorbujący mykotoksyny, oparty przede wszystkim na związkach chemicznych. Zastosowanie jednego produktu ze wskazaniem jako probiotycznego stymulatora wzrostu i zdolnego do detoksykacji mykotoksyn jest rozwiązaniem nowatorskim.

EN

Probiotics are defined as live microorganisms which, if ingested in quantities, help to maintain a balance in the gut microbiota and have a positive effect on human or animal health (they may also stimulate animal growth). Probiotic preparations for animals may contain one or more strains of microorganisms and be fed periodically or continuously, directly per os or as a supplement to feeds and premixes. The new probiotic preparation is based on Lactobacillus bacteria: Lactobacillus paracasei ŁOCK 0920, Lactobacillus brevis ŁOCK 0944, and Lactobacillus brevis ŁOCK 0945. These bacteria have been examined pursuant to the recommendations stipulated by the FAO/WHO and the EFSA, deposited with the national depositories and protected by awarded or pending patents. The preparation also contains the yeast Saccharomyces cerevisiae ŁOCK 0140. According to the literature, lactic acid bacteria (LAB) and yeasts may be used for biological detoxification of mycotoxins. However, not all microorganisms can detoxify mycotoxins – this is a strain-dependent rather than species dependent property. The study examined the ability of the new probiotic preparation to detoxify aflatoxin B1 (AFB1) and ochratoxin A (OTA) in a typical poultry feed (in vitro tests) and in the gastrointestinal tract of chickens (in vivo tests). While there are many works concerning the adverse effect of mycotoxins, there is scarce research on their biological detoxification in animal studies. The in vitro study involved spontaneous fermentation of a typical feed mix (Broiler Starter) contaminated with AFB1 or OTA (at a concentration of 1 or 5 mg/kg) as well as fermentation conducted with a probiotic inoculum. It has been found that after only six hours of fermentation with probiotic cultures, the concentration of AFB1 decreases by 55% and 39% for initial mycotoxin concentrations of 1 and 5 mg/kg respectively, while the concentration of OTA declines by 55% and 73%, respectively. The fermentation of mycotoxin-contaminated feeds with the probiotic preparation also reduces the growth of spore-forming aerobic bacteria and has a biocidal effect on Pseudomonas and coli grup in the feed. It has been found that the detoxification of aflatoxin B1 and ochratoxin A by probiotic microorganisms (Lactobacillus bacteria and the yeast Saccharomyces cerevisiae) occurs through adsorption. An in vivo study was conducted on 192 Ross broiler chickens divided into 12 groups, which were given feed that was supplemented with the probiotic preparation and contaminated with mycotoxins (AFB1 or OTA at a concentration of 1 and 5 mg/kg of feed). The probiotic preparation, containing 1010 cells Lactobacillus bacteria and 106 cells Saccharomyces cerevisiae per kg, was added to the feeds in the following amounts: 2 g/kg of starter feed and 1 g/kg of grower and finisher feeds. The objective of the study was to determine whether the probiotic preparation added to feeds contaminated with AFB1 or OTA would improve the production and health indicators of broiler chickens and whether it can be used for mycotoxicosis prevention in chickens. It has been shown that giving chickens feeds contaminated with AFB1 or OTA and supplemented with the probiotic preparation improves chicken raising parameters such as chicken weight gain, feed consumption and conversion, the European Broiler Index, as well as liver and kidney weight. This effect is particularly pronounced in chickens fed with feeds contaminated with higher mycotoxin concentrations. The addition of the probiotic preparation to feeds contaminated with AFB1 or OTA increases the amount of toxins excreted with feces and lowers their accumulation in the liver and kidneys. The amount of toxins in the liver and kidneys, irrespective of the initial toxin concentration in the feed, is lower by 50–70% in the case of feed contaminated with AFB1 and by 30–50% the case of feed contaminated with OTA as compared to the group of chickens given contaminated feeds without the addition of the probiotic. The presence of AFB1 in the feed (both at a concentration of 1 and 5 mg/kg) is toxic to the liver. At the lower concentration, OTA is toxic to the liver, while at the higher concentration, it is toxic to both the liver and the kidneys. The histological changes identified in the livers of chickens given feeds contaminated with AFB1 or OTA and in the kidneys of chickens given feeds contaminated with OTA and supplemented with the probiotic are smaller than the changes identified in chickens given the corresponding contaminated feeds without the addition of the probiotic. Mycotoxins are also toxic to the gastrointestinal system. They exhibit genotoxic effects on lymphocytes and cytotoxic effects on Caco-2 colon epithelial cells. The addition of the probiotic preparation to feeds contaminated with these mycotoxins decreases the genotoxicity and cytotoxicity of the chicken feces in a statistically significant manner. The addition of the probiotic preparation to feeds contaminated with AFB1 or OTA influences the quantity of the predominant colon microorganisms in chickens and the metabolism of those microorganisms. The counts of Lactobacillus bacteria and yeasts are increased, while the counts of Clostridium and coli grup are decreased in the feces as well as in the contents of the stomach, jejunum, ileum, and cecum. Furthermore, the probiotic preparation increases the concentration of lactic acid and short-chain fatty acids (acetic, propionic, and butyric acids) and reduces the activity of β-glucosidase (by 17–25%) and β-glucuronidase (by 9–19%) in chicken feces. Feeds contaminated with AFB1 or OTA and containing the probiotic preparation reduce the activity of liver enzymes (alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase, and γ-glutamyl transferase) and increase albumin and total protein levels in the chicken blood serum. The results presented in the work provide comprehensive evidence proving that the probiotic preparation may detoxify AFB1 and OTA in feeds and in the gastrointestinal tract of chickens. Ultimately, this leads to mycotoxicosis prevention in chickens, improving their health and increasing the quality of the poultry products. The lower AFB1 and OTA accumulation in the liver and kidneys of chickens given feed containing the probiotic preparation also lowers the risk of mycotoxicosis in the consumers. Thus, the probiotic preparation may be produced for commercial purposes and used in animal feeding, replacing the inorganic adsorbents used previously. To date, two different feed additives have been used for poultry feeding: a probiotic additive and a chemical additive adsorbing mycotoxins. The use of one product, which is both a probiotic growth stimulator and a mycotoxin detoxifier, is a novel solution.

4

Contamination of breakfast cereal products by fungi and mycotoxins – a potential risk for consumer’s health

Piotrowska M.

Biotechnology and Food Science

|

2013

|

Vol. 77, nr 1

3--10

EN

The aim of research was assessment of breakfast cereal snacks available in trade for their contamination with fungi and selected mycotoxins in related to potential risk of consumers’ health. The contamination with fungi ranged from 1.3 x 101 cfu g-1 to 9.0 x 102 cfu g-1. The most contaminated was muesli, that apart from cereal components comprised also dried fruit, nuts and coconut flakes. Species belonging to Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Rhizopus, Mucor, Chaetomium, Trichoderma, Eurotium and Fusarium genera were isolated as dominant. The isolated species included Aspergillus ochraceus, A. flavus, A. versicolor, A. sydowii, Penicillium verrucosum and Fusarium graminearum, which are well known as mycotoxin producers. None of the products was contaminated with aflatoxin B1. The presence of ochratoxin A exceeding of 3 ng g-1 was discovered in 30% of samples. The contamination with deoxynivalenol equalled 587 ng g-1 on average. This result indicates that the cereals products may form a serious source of exposure to mycotoxins, particularly for most vulnerable group, i.e. children.