Fusarium er en slægt af plantepatogene og saprofytiske skimmelsvampe. De danner en lang række forskellige toksiner, herunder zearalenon, trichotecener, moniliformin, fumonisiner med flere. Mens andre dele af verden længe har kendt til humane og veterinære tilfælde forårsaget af fusarietoksiner, har vi i Danmark hidtil været forskånet for større sygdomsudbrud. Forespørgsler fra praksis og vore rutinemæssige analyser af Fusarium-svampe og toksiner tyder dog på, at situationen i de seneste år har ændret sig til det værre.

Fusarietoksiner og deres symptomer hos svin

Zearalenon er et østrogen med anabolisk virkning 1) og virkningen ses særligt hos svin 28). Det klassiske symptom er hævelse af vulva hos unge gylte 28). Det er ikke særlig giftigt (LD50 til rotter >500 mg/kg legemsvægt), men i doser så lave som 0,02 mg/kg lgv. ses hævelse af vulva ved smågrise, og ved doser på 25-100 mg/kg lgv. ses hyperøstrogenisme, forlænget østrus, anøstrus, ændringer i libido, pseudodrægtighed, forøget yverudvikling og unormal laktationn 1). Både vulva, vagina, cervix og myometrium er fortykket på grund af ødem. I svære tilfælde ses vaginal- og rektalprolaps (op til hhv. 40% og 10% af dyrene) 28). Tiden fra tildeling af toksin til forekomst af symptomer synes at variere med toksindosis, fra 4 dage til 1 uge. Efter ophør at toksintilførsel vedvarer symptomerne i 3-4 uger. Hos orner er konstateret manglende libido i indtil 2 uger efter tildeling af zearalenonholdigt foder, mens kastrerede hangrise viser forøget yverudvikling 28).

Trichotecenerne har generelt en væksthæmmende og immunsupprimerende effekt, særligt over for bakterieinfektioner, ligesom de kan give hudirritation og blødninger 1). Toksinerne optræder ofte samtidigt, derfor kan det være svært at angive specifikke symptomer for de enkelte. Ofte angives dog følgende (tabel 1):

Tabel 1. Specifikke toksiske virkninger ved trichotecener

Trichotecenerne hæmmer blodpladers funktion, således at de efter påvirkning af blodplade-aktiveringsfaktor ikke danner stabile aggregater. Bovine blodplader er mere følsomme end porcine blodplader 21). Aktiviteten er i faldende orden: acetyl T-2 > DAS > HT-2 toxin = T-2 > DON 22). Effekterne ses ved koncentrationer omkring 50 µM.

Ungsvin tildelt foder indeholdende (mg/kg) henholdsvis 5,8 DON og 0,1 zearalenon eller 3,1 DON og 0,05 zearalenon fra naturligt kontamineretmajs havde et reduceret foderindtag lineært afhængig af DON-koncentrationen. Sammenhængen var forskellig i de 4 forsøgsuger (5-9 uger), hvor koefficienten for beregning af foderindtag i gram udfra indholdet af DON i foder (ppm) varierede fra -70 (uge 6) til -141 (uge 8) 35). Specielt kastrerede hangrise udviste vækstdepression (visse uger mere end 50%), mens hungrisene i nogen grad kunne kompensere herfor 35). Patologiske fund var rødme af mucosa i fundus og tyndtarm, samt forstørrelse og ødem af lymfeknuderne.

Forsyth og medarbejdere 36) fandt med 20 kg’s grise, 3-4 dages forsøg og indhold af vomitoksin mellem 0 og 40 mg/kg en meget god sammenhæng mellem daglig foderindtagelse (Y, kg) og indhold af vomitoksin (x, mg/kg): Y = 1,338^÷0,059 x, svarende til en foderoptagelse på 31% af kontrol ved 16 ppm. Men sammenhængen gælder kun for foder tilsat rent vomitoksin. Hvis toksinet blev tilsat som naturligt kontamineretmajs, var foderoptagelsen kun 15,5% ved 3,6 ppm og 4,4% af kontrol ved 12 ppm. Tilvæksten modsvarede foderoptagelsen.

Svin, der tildeles 2,4 mg T-2 toksin/kg legemsvægt intragastrisk, udvikler et chok-lignende syndrom og dør indenfor 20 timer 32). Der udvikles forstoppelse og blødninger i mave, tyndtarm og tyktarm 37). LD50 peroralt til svin er bestemt til 4,0 mg/kg legemsvægt. Intravenøs injektion af 0,3 mg/kg T-2 toksin eller 0,5 mg/kg DAS fører til tygning og spytsekretion indenfor 15-30 minutter fulgt af vomitus 32). Tilførsel af op til 8 ppm T-2 toksin gav dog kun små forandringer i mundhulen 37). Intravenøs tildeling af 0,20-0,41 mg/kg legemsvægt til søer udløser abort indenfor 24-48 timer 34), mens intraperitoneal tildeling af 0,5-1,5 mg/kg legemsvægt hos mus førte til fosterdød eller led- og halemisdannelser 33). Også ved tildeling til mus via foderet (1-16 mg/kg i tre uger) kunne konstateres skeletmisdannelser hos fostrene.

Hos kvæg fodret med rishalm inficeret med Fus. equiseti opstår et karakteristisk syndrom med nekroser af halespidsen, ører og tungespids, ligesom der er læsioner omkring klovene 31).

Fødsel af smågrise med kraftige hudforandringer i hovedet er set dels ved anvendelse af et sofoder med 1,8 mg /kg T-2 toksin sammen med en forekomst af meldrøjer dels i en besætning med 0,85 mg/kg T-2 toksin i hvede og 0,38 mg/kg T-2 toksin i smågrisefoderet 33). Der kunne ikke konstateres andre fusarium-toksiner. I den anden besætning fandtes også øre- og halenekroser få timer post partum.

Differentialdiagnose kan være ergotisme, hvor nekrotiserende hale- og ørespidser er typisk, og der kan ses for tidlig fødsel.

Når svin tildeles DAS i niveuer op til 8 ppm i 8 uger opstår kraftige sårdannelser i mundhulen og på tungen. Svin nægter at indtage foder med 4 ppm DAS 37).

Fumonisin blev oprindelig fundet som årsag til leucoencephalomalacia (LEM) hos heste, en neurotoksisk sygdom, der giver henfaldende nekrose af hjernen. Svin, der tildeles fumonisin B₁ i foderet udvikler forhøjet åndedrætshastighed og forhøjet lungearterietryk, sammen med reduceret hjertefrekvens og hjerteoutput. Tilstanden fører til lungeødem og følges normalt af massiv udtræden af klar gullig væske i brysthulen. Symptomerne fremkommer 24 timer efter tildeling af toksin og der ses dødsfald efter 3-4 dage. Aborter forekommer også 13) ,19), 26). Zomborszky og medarbejdere 20) tildelte en kultur af F. moniliforme [Gibberella fujikuroi] indeholdende 300 mg fumonisin B₁ toksin dagligt til tre søer i den sene drægtighed (fra 107.dag). To af søerne fik kulturen også i 7 dage post partum (14-16 dage i alt). Der blev undersøgt grise lige ved fødslen, efter 24 timer og efter 7 dage. Undersøgelsen viste, at fumonisin B1 tildelt til søer i sen drægtighed kan skade fostrene. Der blev observeret lungeødem særlig alvorligt lige efter fødslen, men stadig til stede efter 24 timer og 7 dage.

Det er vist eksperimentelt 13), at selv ved sublethale doser (20 mg hydrolyseret fumonisin B₁/kg lgv/dag) havde svin en reduceret evne til at fjerne fremmedlegemer og infektion i lungerne (Monastral Blue og P. aeruginosa) således svinene prædisponeres for infektionssygdomme.

Fusarinsyre forekommer i ret store mængder i kornprodukter - op til ti gange niveauet for vomitoksin, men da det har en lav toksicitet er det ikke hidtil tillagt nogen større betydning. Der er dog nye undersøgelser 44), der indikerer at fusarinsyre forstærker vækstdepressionen fremkaldt af lave niveauer af vomitoksin hos smågrise. Det er kendt, at det ændrer hjernens neurokemi hos en række dyrearter, herunder smågrise.

Dannelse og forekomst af Fusarie-toksiner i foder i Danmark

Tabel 2 giver en oversigt over relevante Fusarium-arters toksindannelse i Danmark.

Tabel 2. Oversigt over arternes toksindannelse og forekomst 3) 7) 8) 13)

Type B trichotecener:Vomitoksin, deoxynivalenol (DON), 3-acetyl- og 15-acetyl DON (3-ac. /15-ac. DON), nivalenol (NIV), fusarenon-X (FUS-X).

Andre:Zearalenon (ZEA), fusarin C (FUSC), fumonisiner, fusarinsyre .

Svampene overvintrer som ascosporer og macrokonidier på planterester i jorden. Infektionen sker primært i blomstringstiden. Overfladefugt i 48-60 timer og en temperatur over 15 °C er nødvendig for infektionen 1). Afgrøderne majs og hvede, men også byg er mest udsat for angreb af Fusarium 29).

Som marksvampe kræver Fusarium ret højt vandindhold for at vokse, mindst en vandaktivitet på 0, 92), 30). Det svarer til ca. 23% vand. Dannelse af T-2 toksin sker i ringere grad ved de laveste vandindhold, selvom der sker vækst. For zearalenon er produktionen fundet højere ved vandaktivitet på 0,95 end ved højere vandaktivitet (0,97) ved kort inkubering, mens forholdet var omvendt ved lang inkubering (> 4 uger) 30).

I ældre litteratur 28) angives, at zearalenonproduktionen induceres ved lav temperatur (12-14 °C), og derefter accelererer ved højere temperatur. Senere undersøgelser har dog sat spørgsmålstegn ved dette. Montani et al. 30) har vist, at toksinproduktionen var højere ved en konstant temperatur på 25 °C, end ved en konstant temperatur på 15 og 20 °C, ligesom 2 uger ved 25 °C efterfulgt af 15 °C gav lavere indhold.

Når vomitoksin produceres af Fus. graminearum fås den største produktion (1130 µg/kg) ved en vandaktivitet (aw) på 0,98. Produktionen er faldende ned til aw 0,90, hvor vomitoksin ikke blev produceret 27).

Frilandsgrise har mulighed for at optage græs, og kan derfor påvirkes af toksiner forekommende i græs. Tyske undersøgelser23) viser, at rajgræs Lollium multiflora og L. perenne kan være inficeret med Fusarium i høje niveauer (41-100%). Også i Danmark er konstateret høje infektionsrater29). Mykotoksinindholdet i den tyske undersøgelse23) fremgår at tabel 3. I samme forbindelse kan en forgiftningssag med havrehalm til kvæg have interesse31). Køerne udviklede dermatitis med velafgrænsede ophøjede læsioner på yver, bagpart, læber og muler. Der kunne ikke konstateres trichotecener af gruppe A eller B, men et ekstrakt gav hudlæsioner hos rotter.  

Tabel 3. Indhold af Fusarietoksiner i rajgræs 23)

Til trods for fund i græsmaterialet kunne toksiner ikke påvises i ensilage 23). Dette kan skyldes en biologisk afgiftning 24).

Indtil for få år siden var normalfundet i dansk korn indsendt til analyse på Bioteknologisk Institut < 20 µg/kg vomitoksin, og de positive prøver lå sjældent over 200 g/kg. I årene 1998 - 2000 er der konstateret en stigning, således at middelværdierne for vomitoksin i hvede har været 134 g/kg i 1998 og 110 g/kg i 1999, med max.værdier på henholdsvis 416 og 1632 g/kg 29). Det skal bemærkes, at disse prøver ikke repræsenterer en stikprøve på årets høst, men fortrinsvis er indsendt i forbindelse med opklaring af besætningsproblemer.

Prøver af dansk hvedemel fra 1998-99 viste et meridianindhold på ca. 140 µg/kg for konventionel hvedemel, og ca. 250 for økologisk hvedemel, med max. værdier på ca. 500 µg/kg. Disse data stammer fra stikprøver, men for et lille prøveantal 46).

Grænseværdier

Et fåtal af lande har vedtaget grænseværdier for forekomst af fusarietoksiner i foder og levnedsmidle (tabel 4) 1).  

Tabel 4. Officielle grænseværdier for fusarietoksiner i foder og korn 1)

Fysiologiske indikatorer

Ved forgiftning af svin med DON kunne ikke konstateres ændringer i almindelige blodkarakteristika, ligesom DON ikke kunne påvises i væv. Ved fodring med 5,8 mg/kg blev konstateret ca. 4 mg/l i urinen i 1. forsøgsuge, 1 mg/l i 4. forsøgsuge, mens fodring med 3,1 mg/kg førte til 0,15-0,57 mg/l i 4. forsøgsuge. Fund i plasma var ustabil35).

Ved forgiftning af smågrise med fusarinsyre (og vomitoksin) ses i pons-medulla en forøgelse af serotonin-indholdet (5,85 mod 4,42 nmol/g) samt af 5-hydroxy indol eddikesyre (2,62 mod 0,90 nmol/g) 44). Serotoninindholdet normaliseres ved tilsætning af blodprotein, der også ophævede virkningen på tilvækst.

Afgiftning og adsorption

Der findes muligheder for at reducere giftvirkningen9), enten ved at fjerne toksinet eller ved at afbøde den fysiologiske virkning i dyret, når toksinet indtages.

Vask

Trenholm og medarbejdere43) har afprøvet en række vaskemetoder overfor korn kontamineret med zearalenon og vomitoksin (tabel 5).

Tabel 5.

Rotter og medarbejdere 40) fandt 44 % reduktion af både vomitoksin og zearalenon i majs ved skylning. Støbsætning i 24 timer i 0,1 M natriumcarbonat fjernede yderligere 35%.

Densitets-sortering

Densitetssortering udføres ved at røre kernerne 2 minutter i en væske med kendt densitet. Efter 2 minutters bundfældning fjernes de flydende kerner. Der er brugt vand (densitet 1), en mættet saltopløsning (densitet ca. 1,2 kg / L) og en 30% sukrose-opløsning (densitet 1,112).

Med to forskellige majspartier kontamineret med vomitoksin kunne ved anvendelse af vand konstateres (1) en fjernelse af 47% af toksinet med 2,5% af kernevægten eller (2) en fjernelse af 12% af toksinet med 3,4 % af kernevægten. Ved efterfølgende anvendelse af sukkerfraktionering opnås i alt en fjernelse af (1) 53% af toksinet med 12,8 % af kernerne eller (2) 77% af toksinet med 11% af kernerne 39).

For zearalenon i hvede kan fjernes 35-50% af toksinet med 2,7-4,7% af kernerne. Sukkerfraktionering bringer niveauet under detektionsgrænsen og det kan derfor ikke afgøres, om der tale om en væsentlig forbedring 39).

I disse undersøgelser er en fjernelse med væsken ikke medregnet, da udgangsniveauet er beregnet efter slutmålingerne.

Fjernelse af den flydende fraktion af majs efter henholdsvis skylning og støbsætning i natriumcarbonat kunne reducere indholdet yderligere henholdsvis 8% (skylning) og 4% (natriumkarbonat) 40).

Formaling/fraktionering

Når naturligt kontamineretmajs formales i hammermølle justeret til at give fortrinsvis partikler over 2 mm og efterfølgende fraktioneret i si (mesh 9, 16, 20 og 24) fås kun en minimal oprensning 42). Fraktionernes indhold af vomitoksin ligger på 18-25 ppm, (udgangspunkt 23 ppm), mens indholdet af zearalenon ligger på 0,77-1,58 ppm (udgangspunkt 1,21 ppm). Det laveste indhold findes i de største fraktioner. For hvede kunne indholdet af vomitoksin reduceres fra 5,44 til 2,05 ppm i de 45% groveste partikler (> 2 mm).

Hvis zearalenon-holdig majs vådformales, kan 17-26 % af zearalenon genfindes i støbevandet, 15-19% i fiberfraktion, 49-56% i gluten, 0% i stivelse og 9-11% i kim 41).

Afskalning

Ved afskalning af hvede i en Scott-Strong afskaller kunne 98% af zearalenonen genfindes i skalfraktionen (18% af vægten), mens kun 52% af vomitoksinet fandtes i skaldelen 42).

Biologisk afgiftning

Trichotecener kan nedbrydes af en række mikroorganismer, herunder Streptomyces, Mucor, Penicillium, Erwinia og E coli 9). He og medarbejdere 5) viste, at en bakteriekultur fra kyllinge- tyktarm fuldstændig nedbrød ren vomitoksin, og dette var en stabil egenskab ved kulturen. Kultur fra svinetyktarm havde ingen virkning. Vomsaft og jordkulturer kunne reducere indholdet med 35-50%, men kulturernes virkning var ikke stabil. Kultur fra kyllinger blev derfor anvendt til et forsøg med afgiftning af naturligt kontamineret foder til smågrise 6). Behandlingen reducerede indholdet af vomitoksin fra 5 mg/kg til 2,1 mg/kg. Tilvæksten var 54% bedre i den afgiftede end i den oprindelige foderblanding og der var ikke forskel mellem det afgiftede foder og foder, der indeholdt tilsvarende toksinmængde.

Der er ikke i litteraturen set forsøg med at udnytte de biologiske processer, der foregår f.eks. i vådfoder og gastæt lagret korn til at udvikle en biologisk afgiftningsproces, selvom dette er en procesmulighed med stort potentiale9). Konstatering af, at der kan fremstilles ensilage uden toksiner, selvom græsset indeholder høje toksinniveauer 23) indikerer, at biologisk afgiftning er en realistisk mulighed.

Reduktion af giftvirkning ved fodertilsætninger

Tilsætning af fiberprodukter eller lermineraler er i en del forsøg vist at kunne ophæve giftvirkningen. Tabel 6 viser en oversigt over ældre undersøgelser af virkningen.

Tabel 6. Ældre undersøgelser af tilsætningsstoffer mod toksiner

Esterificerede glucomannaner (Mycosorb) har ved in vitro forsøg med aflatoksin vist gode bindingsegenskaber ved en dosering omkring 0,1% 45). Der er p.t. ikke gode kontrollerede undersøgelser med svin, men fra praksis refereres god virkning 4).

En diæt til svin bestående af 15% havreskaller kunne reducere virkningen af tilført 5 mg/kg zearalenon i foder, idet indholdet af alfa-zearalenol i blodet var stærkt reduceret11). Alfa-zearalenol er mere toksisk end zearalenon.

En diæt med 6% protein fra røde blodlegemer kunne eliminere virkningen af et naturligt indhold af 4 mg/kg vomitoksin og 20 mg/kg fusarinsyre hos smågrise44). Virkningen på tilvækst blev mere end ophævet, mens indikatoren for fusarinsyreforgiftning 5-hydroxy indol eddikesyre ikke blev ændret.

Foderanalysemuligheder

En diagnose kan kun stilles, såfremt besætningssymptomerne svarer til de beskrevne for fusarietoksiner, og en foderanalyse samtidig viser et forhøjet indhold af Fusarium-toksiner eller eventuelt Fusarium-svampene. Sidstnævnte er kun muligt for ikke-varmebehandlet produkt.

Svampetoksiner er stabile og vil kunne findes i produktet, efter at svampene eventuelt er dræbt.

I Danmark findes normalt aldrig toksiner i et niveau, der overstiger internationalt anvendte grænseværdier, selvom symptomerne indikerer, at årsagen skal søges inden for fusarietoksinerne. Et indhold over normalt må derfor tages som en indikator for forøget risiko for problemer forårsaget af fusarietoksiner.

Ved opklaring af en mulig mykotoxikose er der mulighed for at analysere for svampene, for toksinerne, og for indikatorer for svampevækst. Der er fordele og ulemper ved alle metoder:

Fusariesvampe i korn analyseres ved at udlægge kerner på et substrat, og vurdere om de fremvoksende svampe er Fusarier. Resultatet bliver dermed mellem 0 og 100% kontaminerede kerner. Metoden kan også anvendes til produkter, der ikke er i partikelform, men er så afhængig af, om svampene har dannet sporer. Resultatet bliver da antal kim/gram.

Den biologiske metode er afhængig af, at svampene er levende, og fungerer derfor ikke, hvis produktet har været udsat for en varmebehandling eller lignende. Også gastæt lagring og angreb af lagersvampe vil føre til svampenes uddøen, og selv på planlager vil der ske en reduktion af antallet gennem lagerperioden. Fordelen ved analysen er, at den er ret simpel og billig, og giver et generelt billede af Fusarium-kontaminationen. Desuden kan svampene videre identificeres til artsniveau, hvilket kan være en fordel for at styrke mistanken om toksinproduktion. Ulempen er afhængigheden af, at svampene er levende. Desuden vil en forekomst af toksindannende Fusarium-arter ikke være et bevis, men kun en indikation af forøget risiko for toksinforekomst. Toksinernes identitet og mængde bliver ikke kendt.

Indikatorer for svampevækst er stoffer, der findes i svampe og ikke elimineres af varmebehandling. Den bedst dokumenterede indikator er ergosterol, svampenes specifikke sterol, der kan genfindes også efter varmebehandling. Fordelen er, at man kan få et reproducerbart udtryk for produktets svampebelastning, og at der findes internationale grænseværdier for indholdet. Ulempen er, at analysen er ret dyr, at man ikke får specifik viden om toksinindhold, og af der ikke kan opstilles grænseværdier for foderblandinger. Dette skyldes, at normalniveauet er meget forskelligt i forskellige råvarer 38).

Af Fusarietoksinerne kan p.t. analyseres for zearalenon og trichotecener af type B, inklusiv vomitoksin. Fordelen er, at man får specifik viden om indholdet af de undersøgte toksiner, men ulempen er, at der ikke fås information om de øvrige toksiner. I et vist omfang har vomitoksin været anvendt som indikator for de øvrige toksiner, men da forskellige arter danner forskellige toksin-spektra, er der ikke nogen simpel sammenhæng.

Konklusion