Mikotoksinlerin Biyoyararlılığının Tespiti: TIM Modeli
KONU İLGİ Mikotoksinlerin Emiliminin Azaltılması/In-vitro TIM Modeli TERCÜME VE DERLEME Mikotoksinlerin Biyoyararlılığının Tespiti: TIM Modeli Özel Ürünler Teknik & Satış Müdürü Özgür Korkmaz KAYNAKÇA YAYININ KAPSAMI Trial Report TOXO #02 Reduction of mycotoxin absorption SELKO BV TNO knowledge for business This trial is a cooperation between Selko feed additives and Nutreco R&D Derlemedir Tercümedir Kişisel veya kurumsal değerlendirmedir Ürün tanıtımıdır
ÖZET Bağımsız bir araştırma kuruluşu olan TNO, monogastrik hayvanların mide simülasyonu yapılarak mikotoksinlerin, mikotoksin bağlayıcı ile ne kadar bağlandığını araştırmış ve böylece mikotoksinlerin biyolojik emilimlerinin in vivo koşullar altındaki seyri üzerine bazı tahminler yapılabilmiştir. SONUÇ Birden fazla mikotoksin türü, smektetik klay mineraller içeren Toxo XL tarafından bağlanabilmekte ve özellikle Aflatoksin ve T2 toksinine karşı daha başarılı sonuçlar alınabilmektedir.
Mikotoksinlerin Emiliminin Azaltılması Giriş «İyi bir toksin bağlayıcının mikotoksinleri sadece invitro olarak bağlaması değil; mikotoksinlerin biyolojik emilimlerini invivo koşullar altında azaltabilmesi de gerekmektedir» Yemlerin mikotoksinlerle kontaminasyonu yetiştiriciler için önemli bir sorundur; çünkü mikotoksinler hayvanların performansına ve sağlığına olumsuz etki yaparlar. Bu da daha uzun besi dönemleri, yemden daha düşük yararlanma ve tedavi için ilave maliyetlerden ötürü yetiştiriciler için fazla masraf yaratır. Mikotoksin bağlayıcılarının kullanımı mikotoksinle kontamine olmuş yemlerde yaygın bir çözümdür. Bilimsel literatürde tüm mikotoksin bağlayıcılarının mikotoksinleri bağlamada aynı düzeyde etkili olmadığı ve tüm mikotoksinlerin en iyi toksin bağlayıcılarıyla dahi aynı etkinlik derecesinde bağlanamayacağı iyi bilinmektedir. Piyasada birçok ürün geniş spektrumlu mikotoksin bağlayıcıları olarak sunulmakta ve kanıtı da in-vitro bağlama denemeleriyle ortaya konulmaktadır. Bu tür in-vitro testlerin sonuçlarıyla in-vivo etkinlik arasında ilişki kurulamamaktadır. İyi bir toksin bağlayıcısı için, mikotoksinlerin sadece in-vitro olarak bağlanması değil; biyolojik emilimlerinin in-vivo koşullar altında azaltılması da gerekmektedir. Bu da mikotoksinlerin hayvanlar tarafından absorpsiyonunun mümkün olmayacağı anlamına gelir.
Yemlerde Birden Fazla Mikotoksinin Varlığı «Yemlerde birden fazla mikotoksinin görülme olasılığı oldukça yüksektir ve belirtilen düzeylerin altında olduğunda bile hayvan sağlığı ve performansını etkileyebilmektedir.» TOXO XL in-vitro dışında in-vivo olarak da mikotoksinleri bağlamada kanıtlanmış etkinliğe sahip smektit killer içerir. Bununla birlikte, bu çalışmaların büyük bölümü bir veya iki mikotoksinin oldukça yüksek düzeyde katıldığı kontrollü bir çevrede yapılmıştır. Ancak pratikte mikotoksinler tek başlarına nadiren ortaya çıkar ve küflenmiş ham maddeler genellikle birden fazla mikotoksin üretir. Ayrıca, pratikte mikotoksin düzeyleri Avrupa Komisyonu tarafından belirtilen referans düzeyin altında olmasına rağmen hayvan sağlığı ve performansına olumsuz etki yapabilir. Bu nedenle, TOXO-XL nin ilave düzeyini belirlemek için bir deneme yapılmıştır. Normal in-vitro yöntemler in-vivo etkinliği tam olarak karşılamadığı için gerçek in-vivo koşullara benzeyen kapsamlı bir gastrointestinal model geliştirmiş olan TNO ile işbirliği içerisinde bir deneme düzeneği kurulmuştur. Şekil 1. TNO nun monogastrik hayvanlar için bağırsak simülasyon sistemleri. 1: Tek mide ve üç ince bağırsak segmentiyle TIM-1 ince bağırsak modeli. 2: Üç farklı kalın bağırsak bölümüyle TIM kalın bağırsak modeli. 3: Mide ve ince bağırsak bölümüyle Tiny TIM ince bağırsak modeli.
«Bu deneme Nutreco AR- GE ve TNO kuruluşu tarafından geliştirildi. Bu kuruluş pek çok konu hakkında devlet için araştırmalar yapmaktadır. İnsan ve hayvanların sindirim sistemi modellemeleri de çalıştığı konular arasındadır. Tiny TIM Modeli bu modellerden biridir.» Materyal ve Metot Tiny Tim Modeli TNO nun Tiny TIM in-vitro modeli invivoya yakın bir durumda emilimi ölçmek için kullanılan üç TNO modelinden birisidir. Şematik plan Şekil 2 de görülebilir. Tiny TIM mide ve ince bağırsaktaki dinamik ve izleyen süreçleri üst düzeyde simule etmektedir. Bu model gastrointestinal kanaldaki besinlerin, kimyasalların, biyoaktif bileşiklerin ve farmasötiklerin stabilitesini, salınımını, çözünmesini, emilimini ve biyodönüşümünü incelemek için benzersiz bir araçtır. Gastrointestinal model, gıda ve yemin sindirimi, su ve besinlerin absorpsiyona uygunluğu yanında biyoaktif bileşiklerin salınımı, emilimi ve biyodönüşümü açısından gastrointestinal kanalın luminal durumunun simülasyonu için valide edilmiştir. Bu modelde elde edilen sonuçlar insan ve hayvanlarda elde edilen sonuçlarla oldukça fazla benzerlik göstermiştir. Tiny TIM normalde insan çalışmalarında kullanılmaktadır ve monogastrik hayvanların gastrointestinal kanalının fizyolojik koşullarını incelemek için oldukça kullanışlıdır. Şekil 2 de görülebileceği üzere bu işlem gastrik boşalma ve transit geçiş süresinin dinamiklerini simule ederek yapılmaktadır. Bununla birlikte mide ve bağırsak ph değerleri ile sekresyon ürünlerinin bileşimi ve aktivitesi monogastriklere göre ayarlanmıştır. Sindirimi oluşturabilmek için sindirilen bileşikler bağırsak duvarını uyaran özel bir membran sistemiyle ince bağırsak bölümünden devamlı olarak çıkarılmıştır. Şekil 2. Tiny TIM Sistemi A) mide bölümü B) pilorik büzgeç C) duodenum bölümü E) mide salgısı F) duodenum salgısı G) ön filtre H) yarı geçirgen membran I) dializat pompası K) ph elektrodu, sıcaklık sensörü L) basınç sensörü M) düzey sensörü
«Monogastriklerin sindirim sistemine benzer bir modelden değişik zamanlarda alınan yemlerdeki mikotoksinlerin varlığı saptanarak biyoyararlılıkları ölçümlendi» Deneme Kriterleri Mikotoksinlerden ari öğütülmüş bir miktar buğday kullanıldı. İyi kontrol edilmiş mikotoksin karışımı olan ve Avrupa da satılan yemlerde ortalama olarak var olan seviyeleri ile Aflatoxin B1, B2, DON, fumonisin B1 (FB2), ochratoxin A (OTA) ve T2 toksinleri buğdayın üzerine ilave edildi. Bunun üzerine % 0,2 TOXO XL eklendi. Bu karışıma daha sonra su ve yapay tükürük ilave edildikten sonra in vitro monogastrik Tiny TIM Modeli nin içerisine konuldu. Karışımın ağırlığı 125 gram olup bu karışımdan iki numune hazırlandı. Tiny TIM Modeli monogastriklerin ortalama sindirim koşullarını temsil ediyordu. Her deneme numunesi 360 dakika sistemde tutuldu ve 120, 240 ve 360. dakikalarda sindirilmiş yem numuneleri alınarak içerisinde bulunan farklı mikotoksinler analiz edildi. Sindirilmiş yemlerde bulunan mikotoksinler biyolojik olarak emilip kana karışabilirlerdi. Yani sindirilmiş yemin içerisinde daha düşük konsantrasyonda bulunan mikotoksinler, hayvan tarafından emilebilir veya kana karışabilirdi. İlave edilen mikotoksin kokteyli (ppb olarak): AFB1: 14, AFB2: 4, DON: 1420, FUM B1: 1865, OTA : 12, T2: 1430
3 Farklı Mikotoksin Bağlayıcının TIM Modeli İle Etkinliği Bir önceki denemenin aynısı bu sefer farklı bağlayacılar ile yapıldı. Amaç farklı bağlayıcıların, mikotoksinlerin biyoyararlılığını azaltmasındaki etkilerini görebilmekti. Farklı bağlayıcıların azaltma miktarları (% olarak) DON mikotoksini hiçbir bağlayıcı tarafından bağlanamamış olduğu görülmüştür. «Farkı bağlayıcıların biyoyararlılığı azaltma miktarları» Alttaki grafikte azaltma oranlarını yüzde olarak karşılaştırabilirsiniz. Farklı bağlayıcıların biyoyararlanım miktarları TOXO-XL Ürün A Ürün B
Sonuç «Birden fazla mikotoksin türü smektetik klay mineraller içeren Toxo XL tarafından bağlanabilmekte ve özellikle Aflatoksin ve T2 toksinine karşı daha başarılı sonuçlar alınabilmektedir.» Smektetik klay mineraller içeren Toxo XL nin, birden fazla bulunabilen mikotoksinleri aynı anda; aflatoksin türlerini ve T2 yi de büyük ölçüde bağlayabildiği ve etkinliği diğer in-vivo ve in-vitro testlerle de kanıtlanmıştır. DON mikotoksinin bağlanması biraz daha düşük olmuştur. Bunun sebebi DON mikotoksininin moleküler yapısıdır ve bu yapı bağlanmasını zorlaştırmaktadır. Fumonisin B1 ve OTA nın bağlanması aynı seviyelerde ve % 50 oranında olmuştur. DON un ise biyoyararlılığı % 70 den biraz daha fazla olmuştur. Bu sonuçlar bilimsel literatür doğrultusunda da vardır. Sonuç olarak Tiny TIM Monogastrik Modeli, invivo sonuçlara oldukça yakındır. Ancak invivo sonuçlar ile birebir karşılaştırılabilir sonuçlar olarak değerlendirilmemelidir.