家禽对蓝藻毒素的毒理学响应研究——蓝藻饲料化利用基础理论研究

Cyanobacteria are the primary algae of water blooms in eutrophic water. They have high protein content, and are huge protein resources. The protein content in cyanobacterial sludge reaches 40%, and is equal to the protein in soybean. Meanwhile, there are high contents of vitamin and amino acid in cyanobacteria. Thus, cyanobacteria are the good dietary protein sources and feed additives. But previous studies pointed out that some cyanobacteria can produce toxins (called cyanotoxins, and the most common of cyanotoxins in water is microcystins), and these toxins are the major barrier of utilizations as feed of cyanobacteria. However, toxicological studies of cyanotoxins in poultry are scare. The main purposes of the present study are to 1) examine the accumulation and elimination of three common microcystins (MC-RR, MC-YR, and MC-LR) in chicken, 2) study the changes of histopathology of liver and kidney and serum biochemical parameters as well as biochemical responses of antioxidant systems in chicken, and to discuss the toxicological responses of poultry to microcystins underlying these patterns (cytology, histology, physiology and biochemistry). The results of the present study can provide fundamental basis and scientific support for utilizations as feed of cyanobacteria.

蓝藻是富营养化水体中最主要的水华藻类，其蛋白质含量丰富，是巨大的蛋白质资源库，其藻泥的蛋白质含量达40%，与大豆蛋白质含量相当，同时具有丰富的氨基酸和维生素，营养成分极高，是优质的饲料蛋白源和饲料添加剂。但是蓝藻中的部分种类（主要是水华蓝藻种类）能产生一系列毒性很强的天然毒素（称为蓝藻毒素,自然水体中最常见的蓝藻毒素是微囊藻毒素），其是蓝藻饲料化利用的主要障碍。然而，目前还缺少蓝藻毒素对饲喂家禽的毒性研究。本项目拟以养殖量和消费量较大的鸡为研究对象，通过急性毒性和蓝藻投喂饲养实验，研究鸡各主要器官中三种最常见的微囊藻毒素（MC-LR、MC-RR和MC-YR）的累积与清除规律，结合血液生化、组织病理、抗氧化防御体系响应研究，从细胞学、组织学及生理生化三方面探索家禽对微囊藻毒素的毒理学响应，为蓝藻的饲料化利用提供理论基础和科学依据。

本研究以崇仁麻鸡为研究对象，通过急性腹腔注射和蓝藻饲喂养殖实验，研究鸡组织病理变化、抗氧化系统的响应、微囊藻毒素在鸡体内的组织分布及残留消除规律，为蓝藻饲料化利用提供理论依据。主要结果结论如下：. MC-LR对崇仁麻鸡的一次腹腔注射的半致死剂量（LD50）值为34.67 µg.kg-1 体重（bw）。鸡腹腔注射剂量为5、10、20 µg.kg-1 bw 的MC-LR后，血清中AST和ALT呈现先上升后降至正常水平的趋势，这说明鸡肝脏和肾脏均受到了损伤。组织病理结果显示，肝脏和肾脏都受到了明显的病理损伤，肾脏的损伤较为严重; 肝脏和肾脏病理变化主要是细胞胞质空泡化、炎症细胞聚集、淋巴细胞浸润、出血等现象。鸡肝中GSH含量和CAT酶活力呈现先下降而后上升至正常水平的趋势，GST酶活力为先上升而后下降至正常值的趋势； GPX酶活性在前3 h先保持不变（除了1 h 的高剂量组），随即显著上升的趋势；SOD酶在整个实验期间几乎保持稳定；肾脏除中剂量和高剂量组CAT在3 h时酶活性受到明显的抑制外，GSH含量和GST、SOD和GPX酶活性在整个实验期间没有明显的变化。肝脏中MC-LR的含量最高，其次是肾脏，血液中含量较低，而肌肉中仅在高剂量组有少量检出的趋势。MC-LR在鸡体内的降解较为迅速，血液1h达到最大值，肝脏和肾脏均在3 h时达到最大值，然后在24 h降至非常低的水平，肌肉仅在1h和3h的高剂量组中检出微量的MC-LR残留，最大残留值为2.75 ng.g-1干重（DW）。. 用蓝藻粉替代基础日粮中不同比列的豆粕（分别替代0%，10%，20%和50%）饲喂崇仁麻鸡37天。结果显示，蓝藻粉替代基础日粮中的豆粕后会对崇仁麻鸡的生长产生抑制作用，其抑制与其添加量存在一定的剂量关系；鸡肝脏和肾脏都出现了不同程度的病理损伤，抗氧化酶系统也产生了积极的响应；肝脏、肾脏、肌肉和血液中MCs的最大值分别为9.68 ng.g-1 DW, 6.22 ng.g-1 DW, 0.85 ng.g-1 DW和0.42 ng.g-1 DW。膳食暴露评估结果显示，消费者每日摄食含MCs最大值的鸡肝和鸡肉而摄入的MCs的量分别是WHO每日允许摄入量的1/48和1/55，肌肉和肝脏中MCs含量不会影响消费者的健康。