Биомаркеры в области безопасности пищевых продуктов определяются как измеряемая и оцениваемая характеристика, свидетельствующая о нормальном метаболическом процессе, патогенном процессе или биологическом ответе на терапевтическое лечение (ACSA, 2023). Среди различных типов биомаркеров выделяются экспозиционные или прямые биомаркеры, которые позволяют оценить воздействие на человека токсинов или других веществ путем определения их метаболитов в биологических матрицах, таких как плазма крови, ткань печени и экскременты/кал (Vidal et al., 2018; Lowry, 1995). Было доказано, что описанные биомаркеры воздействия могут предсказывать соответствующие клинические исходы в различных видах лечения и населении (Atkinson et al., 2001). В настоящее время использование биомаркеров стало обычным явлением, а научные исследования на основе биомаркеров получают все большее признание (Vidal et al., 2018).
Биомаркеры воздействия: микотоксины и их метаболиты.
Негативные последствия микотоксинов сильно различаются у разных животных, поэтому изучение достоверных биомаркеров является прямым инструментом для диагностики в полевых условиях. В 2018 году Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) разработало рекомендации по оценке воздействия микотоксинового загрязнения путем определения наиболее значимых метаболитов для основных микотоксинов и биологических матриц. Поэтому воздействие микотоксинов в животноводстве должно контролироваться путем измерения соответствующих биомаркеров, относящихся к каждому микотоксину и целевому виду (Lauwers et al., 2019). В таблице ниже приведены основные биомаркеры для оценки воздействия загрязнения микотоксинами согласно EFSA (2018).
Доказательство эффективности
Антимикотоксины — это продукты, направленные на снижение уровня микотоксинов, присутствующих в рационе, для защиты здоровья животного, однако они начинают действовать только после того, как корм будет потреблен. Несмотря на проведение исследований эффективности in vitro против различных микотоксинов, имитирующих состояния желудочно-кишечного тракта, которые очень полезны для исследования новых материалов и продуктов, окончательная демонстрация эффективности должна основываться на исследованиях in vivo (EFSA, 2018). В связи с этим европейские администрации по безопасности пищевых продуктов устанавливают, что для подтверждения эффективности антимикотоксиновых добавок необходимо оценить in vivo снижение адсорбции микотоксинов в жидкостях и тканях (плазма, печень…), увеличение выделения микотоксинов (фекалии и экскременты) и снижение загрязнения продуктов животного происхождения (молоко и яйца) (EFSA, 2010; EFSA, 2018). Следовательно, биомаркеры воздействия играют ключевую роль в оценке эффективности антимикотоксиновых агентов путем мониторинга микотоксинов и их метаболитов в различных биологических матрицах (Lauwers et al., 2019).
Преимущества и недостатки анализа микотоксинов и их биомаркеров в биологических матрицах
Анализ биомаркеров микотоксинов в биологических матрицах является прямым инструментом диагностики воздействия микотоксинов в полевых условиях. Однако биомаркеры должны быть специфичными для каждого микотоксина и целевого вида, кроме того, метод анализа для их обнаружения должен быть валидирован для каждой исследуемой биологической матрицы (EFSA, 2010).
Микотоксины представляют собой семейство химических веществ с очень разными свойствами и, как следствие, имеют разные кинетические профили адсорбции и метаболизма в организме каждого интересующего вида (EFSA, 2010). Эти различия необходимо учитывать при выборе биологической матрицы для исследования и, следовательно, при определении схем отбора проб (Vidal et al., 2018; Lauwers et al., 2019).
В плазме крови время отбора проб имеет решающее значение и должно быть строго запланировано в соответствии с последним приемом корма, с учетом максимальной степени адсорбции интересующего микотоксина в крови. Это непрактично в условиях фермерского хозяйства, а недостаточно четко спланированные действия могут привести к неправильной интерпретации результатов и недооценке риска заражения микотоксинами. По этой причине важно установить строго контролируемый протокол кормления и отбора крови (Lauwers et al., 2019).
С другой стороны, в печени или почках микотоксины биоаккумулируются, прежде чем выводятся из организма (Escrivà et al.,2017). Следовательно, они представляют собой биологические матрицы, менее подверженные колебаниям между приемом пищи и отбором проб. Однако отбор проб — инвазивная процедура, которая может быть невозможна без убоя животного.
Наконец, анализ микотоксинов и их метаболитов в экскрементах/ кале является ключевым для подтверждения эффективности антимикотоксиновых препаратов. Микотоксины, захваченные антимикотическими препаратами в желудочно-кишечном тракте, выводятся из организма через экскременты/кал, что свидетельствует о повышенной концентрации токсинов в этой матрице по сравнению с необработанными животными (EFSA, 2010; EFSA 2018). Кроме того, отбор проб экскрементов/ кала не требует обращения с животными, что облегчает реализацию и управление программой на ферме. По этим причинам анализ экскрементов/кала является одним из инструментов для прямой и конкретной оценки эффективности стратегий смягчения воздействия загрязнения микотоксинами в животноводстве.
Проблема сопоставления анализов в кормах и биологических матрицах
Учитывая неоднородность содержания микотоксинов в кормах и различия в токсикокинетике каждого целевого вида, крайне сложно спрогнозировать, как загрязнение, присутствующее в кормах, повлияет на животное и наоборот. Для проведения анализов требуются экспертные лаборатории, оснащенные жидкостной хроматографией с масс-спектрометрией (ВЭЖХ-МС/МС) для определения микотоксинов и их биомаркеров на следовых уровнях. Кроме того, в связи с высокой сложностью исследуемых образцов необходимо разработать и утвердить новые методики экстракции для каждого микотоксина, метаболита и матрицы (EFSA, 2010). В настоящее время биомаркеры воздействия микотоксинов являются ценным диагностическим инструментом, однако для установления прямой взаимосвязи с загрязнением кормов требуется больше знаний о биодоступности и токсикокинетике микотоксинов (Vidal et al., 2018; Lauwers et al., 2019).
Услуги по анализу микотоксинов и их биомаркеров в экскрементах/кале
Компания BIŌNTE предлагает услуги по анализу микотоксинов и их метаболитов в экскрементах/кале для обнаружения и количественной оценки воздействия микотоксинов в полевых условиях методом ВЭЖХ-МС/МС. Аккредитованная валидированная лаборатория позволяет проводить анализ биомаркеров основных микотоксинов: AFB1, DON, ZEN, OTA, T-2 и FB1+FB2. Услуга анализа экскрементов/кала является частью портфеля технических услуг BIŌNTE (BIŌNTEX) и включает в себя экспертные консультации по диагностике риска микотоксинов и осуществлению корректирующих действий для смягчения негативного воздействия микотоксинов на животноводство.
Заключение
Таким образом, анализ биомаркеров воздействия микотоксинов в экскрементах/фекалиях является одним из прямых и конкретных инструментов для диагностики и мониторинга реального воздействия микотоксинов в полевых условиях, , а также для доказательства убедительной эффективности различных стратегий по снижению воздействия микотоксинов.
