زیرالنون؛ دشمن برنامه های تولید مثلی گله های گاو شیری

زیرالنون می تواند تولید مثل را مختل کرده و باعث سقط خود به خودی شده و نهایتاً زیان های اقتصادی بزرگی به پرورش دهندگان گاو شیری وارد کند. در این مقاله به تشخیص و درمان اثرات زیرالنون خواهیم پرداخت. زمانی که مایکوتوکسین ها و اثرات آنها در مزارع پرورش گاو شیری مورد بررسی قرار می گیرند، معمولاً اثر مستقیم این ترکیبات روی تولید و سلامت حیوان در نظر گرفته می شود. اما در خصوص زیرالنون (ZEA) قضیه متفاوت است. از آنجاییکه زیرالنون ساختار مشابه با استروژن دارد، می تواند به گیرنده های واقع در نواحی مشخصی از بدن مانند رحم، غدد پستانی، هیپوتالاموس و غده هیپوفیز متصل شود و منجر به اختلالات تولید مثلی، سقط خود به خودی و دیگر چالش های باروری شود.

عملکرد استروژن در تولید مثل

پیش از بحث در خصوص تأثیر زیرالنون، درک نحوه عملکرد استروژن در گاو مهم است. در طول چرخه فحلی گاو، غلظت استروژن تا زمان فحلی ثابت و اندک است اما، در زمان فحلی غلظت آن به یکباره افزایش می یابد. استروژن اندام های جنسی گاو ماده را برای تولید مثل آماده می کند. این هورمون بر رفتارهایی که جفت گیری را تشویق می کنند تأثیر ژرفی دارد. فحلی طبیعی معمولاً یک روز طول می کشد و پس از آن مجدداً غلظت استروژن کاهش می یابد (شکل 1).

شکل 1 – نوسانات هورمونی در طول چرخه فحلی

تجزیه زیرالنون در شکمبه

زمانی که زیرالنون خورده شده و به شکمبه می رسد، نوعی تغییر در مولکون آن رخ می دهد. در مقایسه با طیور و سایر حیوانات تک معده ای، نشخوارکنندگان نسبت به مایکوتوکسین ها مقاوم تر هستند زیرا جمعیت میکروبی مستقر در شکمبه به عنوان اولین خط دفاعی در برابر سموم وارد عمل می شوند. با این حال، در خصوص زیرالنون این متابولیسم منجر به سم زدایی واقعی نمی شود. با متابولیسم شکمبه ای زیراالنون دو مولکول با اشکال آلفا زیرالنول (α-ZEL) و بتازیرالنول (β-ZEL) تولید می شوند که آلفا زیرالنول 60 برابر و بتازیرالنول 6/0 برابر دارای خاصیت استوژنیک می باشند. اگرچه بیشتر زیرالنون بدون تغییر باقی می ماند، اما بیشترین سهم آن به آلفا زیرالنول تبدیل شده و در نتیجه خاصیت استروژنی آن افزایش می یابد (شکل 2).

شکل 2 – تجزیه درون تنی زیرالنون در شکمبه گاوهای شیری کانولاگذاری شده

بنابراین می توان گفت اگر خوراک به مایکوتوکسین زیرالنون آلوده باشد، عبور آن از شکمبه باعث می شود که زیرالنون به صورت استروژنیک باقی بماند و یا حتی اثرات استروژنیک آن به مراتب بیشتر (و نه کمتر) شود.

در یک گزارش میدانی از گاوداری شیری در آمریکا، بروز علائمی نظیر نیمفومانیا (تمایل به بروز رفتار های جنسی) حتی در گاوهای آبستن، عدم پاسخ به درمان هورمونی، التهاب فرج در طول فصل زمستان مشاهده شد. محققان آبستنی را 30 روز بعد از تلقیح از طریق آزمایش های جنینی و سونوگرافی انجام دادند و دریافتند که تعداد قابل توجهی از گاوها دچار سقط جنین شده و دچار کیست های تخمدانی (بیش از 20 میلی متر قطر) هستند. آنها گزارش کردند که یافتن کیست تخمدانی در زمستان بسیار نادر است زیرا عمدتاً تنش های گرمایی منجر به بروز کیست های تخمدانی می گردد. آنها به آلودگی های زیرالنوالنون مشکوک شدند و سازکارهای زیر را دنبال کردند:

مشاوره با یک متخصص تغذیه، آنها علائم را با متخصص تغذیه متذکر شدند و مشخص کردند که شروع علائم نزدیک به زمانی است که یک بارِ جدید کاه جو را شروع به تغذیه کردند. متخصصین تغذیه نیز به آلودگی زیرالنون مشکوک شدند و بنابراین نمونه برداری از خوراکها و ارسال آنها به آزمایشگاه به منظور آنالیز انجام گردید.
آنالیز خوراک ها، نمونه ها به آزمایشگاه ارسال شد. آنها دریافتند که کاه جو حاوی 1380 ppb زیرالنون می باشد که این کاه حدود 5 کیلوگرم به ازای هر رأس در روز تغذیه شده بود.

در چنین مواردی مشکلات مشاهده شده به دلیل غلظت بالای زیرالنون در خوراک شدیدتر بود اما در اکثر مواقع مشکلات چندان چشمگیر نیستند اما هنوز هم می توانند بر تولید مثل گاوها تأثیر بگذارند.

شکل 3 – اثرات استروژنیک زیرالنون بر تورم و التهاب فرج

اثرات استروژنیک زیرالنون در گاوها

زمانی که زیرالنون به گیرنده های استروژن در بافت های مختلف متصل می شود اختلالات غدد درون ریز رخ می دهد. به همین دلیل رفتار معمول فحلی غیر واقعی می باشد و حتی این رفتار در دوران آبستنی نیز رخ می دهد. برخی از مهم ترین اثرات منفی زیرالنون به شرح زیر است:

مشکل در تشخیص فحلی

بیشتر روش های معمول برای تشخیص فحلی به رفتار گاو مربوط می شود.قرار گیری در معرض زیرالنون، می تواند رفتار گاو را تغییر داده و چنین نشان دهد که گاو فحل است در صورتی که چنین نیست. چنین رفتارهایی به عنوان فحلی های کاذب شناخته می شوند. تشخیص ناصحیح فحلی منجر به ناکارآمدی تلقیح و طولانی شدن روزهای باز در گله می شود.

عدم توازن هورمونی

سوالی که در اینجا مطرح است اینکه آیا هورمون های تولید مثلی به خودی خود تولید می شوند یا خیر در پاسخ به فیدبک دیگر هورمون ها تولید می شوند. زمانی که زیرالنون وارد جریان خون می شود به نواحی مشخصی به گیرنده های استروژن متصل شده و تولید و غلظت دیگر هورمون ها را در خون تغییر می دهد. به این اثر اختلال غدد درون ریز نیز می گویند.

کیست های تخمدانی

اختلال غدد درون ریز می تواند به کیست تخمدان منجر شود. در معرض قرار گرفتن با زیرالنون، سبب می شود که نسبت به حالت معمول فولیکول های بیشتری شروع به رشد کرده، اما فقط یک فولیکول می تواند برای تخمک گذاری توسعه یابد. این تجمع فولیکول های توسعه نیافته می تواند منجر به تولید کیست تخمدان از آلودگی های نسبتاً کم مثل 200 ppb در جیره شود. مشکل اصلی تأخیر در باروری است که می تواند بر درمان های دامپزشکی برای برگرداندن تعادل هورمونی دامن بزند.

سقط جنین

با در معرض قرار گیری با زیرالنون، تغییرات در غلظت پروژسترون می تواند روی دهد. پروژسترون به عنوان هورمون آبستنی شناخته می شود. زیرا زمانی که یک تخمک با موفقیت بارور شد، تضمین می دهد که شرایط فیزیولوژیکی در گاو برای حفظ جنین ایجاد شده است. یک تغییر احتمالی می تواند منجر به سقط جنین خود به خودی شود (به ویژه در سه ماهه اول آبستنی).

بزرگ شدن پستان در تلیسه ها

از آنجایی که استروژن باعث افزایش توسعه پستان می شود. در معرض قرار گرفتن تلیسه ها در برابر زیرالنون باعث توسعه زودرس غده پستان می شود. این مسئله با مشکلات مربوط به دوشش در آینده و عفونت های پستانی همراه است و می تواند دلیلی برای حذف از گله باشد.

اثرات اقتصادی

هر گونه تأخیر در تولید مثل گاوهای شیری یک نگرانی بزرگ اقتصادی محسوب می شود. به گفته محققین هزینه سقط خود به خودی یک گاو می تواند 550 تا 1200 دلار باشد و هر روز باز (Open days) می تواند هزینه ای معادل 2/5 تا 6 دلار را به گاودار تحمیل کند. علاوه بر این، با ایجاد مشکلات تولید مثلی جایگزینی گاوها نیز یک خطر جدی در گله های گاو شیری روبرو خواهد شد. گاوی که مدت زمان بیشتری طول می کشد تا آبستن شود بیش از 75 درصد احتمال حذف از گله را خواهد داشت.
با توجه به اثرات اقتصادی تولید مثل در گله ها، چنانچه زیرالنون به درستی مورد بررسی قرار نگیر می تواند خسارات هنگفتی به گاودار تحمیل کند. استراتژی غیر فعال سازی این مایکوتوکسین خاص به منظور اطمینان از توازن هورمونی کافی و تولید مثل موفق ضروری است.

منابع

Bloomquist, C., Davidson, J. N., and Pearson, E. G. 1982. Zearalenone toxicosis in prepubertal dairy heifers. Journal of the American Veterinary Medical Association.

Cabrera, V.E. 2014. Economics of fertility in high-yielding dairy cows on confined TMR systems. Animal. 8(s1): 211–221.

Coppock, R. W., Mostrom, M. S., Sparling, C. G., Jacobsen, B., and Ross, S. C. 1990. Apparent zearalenone intoxication in a dairy herd from feeding spoiled acid-treated corn. Veterinary and Human Toxicology. 32(3): 246–248.

De Vries, A. 2006. Economic value of pregnancy in dairy cattle. Journal of Dairy Science. 89(10): 3876–3885.

Eicker, S., & Fetrow, J. 2003. New tools for deciding when to replace used dairy cows. Proc. Kentucky Dairy Conf., Cave City, KY. Univ. Kentucky, Lexington, 33–46.

Fushimi, Y., Takagi, M., Hasunuma, H., Uno, S., Kokushi, E., Watanabe, U., Liu, J., Marey, M. A., Miyamoto, A., and Otoi, T. 2014. Application of mycotoxin adsorbent to cattle feed contaminated with zearalenone: Urinary zearalenone excretion and association with anti-Müllerian hormone. World Mycotoxin Journal. 7(3): 367–378.

Fushimi, Y., Takagi, M., Monniaux, D., Uno, S., Kokushi, E., Shinya, U., Kawashima, C., Otoi, T., Deguchi, E., and Fink‐Gremmels, J. 2015. Effects of Dietary Contamination by Zearalenone and Its Metabolites on Serum Anti‐Müllerian Hormone: Impact on the Reproductive Performance of Breeding Cows. Reproduction in Domestic Animals. 50(5): 834–839.

Hovingh, E. 2009. Abortions in dairy cattle I: Common causes of abortions.

Kallela, K., and Ettala, E. 1984. The oestrogenic Fusarium toxin (zearalenone) in hay as a cause of early abortions in the cow. Nordisk Veterinaermedicin, 36: 305–309.

Mahmoud, M. A., Ta, G., Leil, A. Z., and Mz, A. E. 2013. Effect of mycotoxin on reproductive performance in dairy cattle. Assiut Vet Med J. 59: 203–213.

Senger, P. L. 2003. Pathways to pregnancy and parturition. Current Conceptions. Inc. Pullman, WA, 144.

Weaver, G. A., Kurtz, H. J., Behrens, J. C., Robison, T. S., Seguin, B. E., Bates, F. Y., and Mirocha, C. J. 1986. Effect of zearalenone on the fertility of virgin dairy heifers. American Journal of Veterinary Research, 47(6): 1395.