Д-Р ВИКТОРИЯ МОНЕВА: ИНФОРМАЦИЯ: въздействието на графенов оксид във фураж върху растежа и здравното състояние на телета
Микотоксините, като замърсители на фуражите, представляват сериозни рискове за здравето на животните и причиняват значителни икономически загуби във фермите. Постиженията в областта на знанията за микотоксини и ограничаването на наличността им във фуражи и в храни постоянно се разширяват и задълбочават. В своето търсене на решения, учените се насочват към използване на различни механизми или фактори за въздействие, чрез които да се преодолее експозицията на животни и хора на токсини, продуцирани от токсикогенни гъби. Спектърът на методите и стратегиите обхваща физични, химични и биологични подходи за намаляване на микотоксини в храни и фуражи. Един от тези методи е прилагането на адсорбенти/свързващи агенти. Изборът на подходящ и ефективен адсорбент остава ключово предизвикателство за много изследователи. Графеновият оксид (GO) и неговите производни предизвикват интерес поради изключителните си физикохимични свойства. Въпреки това, нарастващата употреба на GO налага задълбочено проучване на потенциалните му токсични въздействия върху здравето на животните и хората, както и върху околната среда.
В свое проучване, учени от Чехия Aulichova T. et аl., 2025 оценяват ефектите на GO като фуражна добавка върху здравето на телетата. Десет телета (100 ± 6 кг) участват в двадесет (20) дневен експеримент: пет в контролна група (C) и пет в експериментална група (T). Контролната група получава храна без GO, докато експерименталната група (T) е хранена с дажба, съдържаща 30 г GO/кг/ден. Ключовите оценявани параметри включват растеж, биохимични маркери и нива на минерали (калций – Ca, фосфор – P, магнезий – Mg, калий – K, натрий – Na, хлор – Cl, желязо – Fe, мед – Cu, цинк – Zn) в кръвта. Средното наддаване на тегло е 16,20 ± 0,32 кг в контролната група и 15,40 ± 0,26 кг в групата с добавка от GO. Телетата, хранени с фураж, обогатен с GO, показват значително намаление на нивата на Fe (p = 0,041) и Zn (p = 0,0006), а в контролната група Mg се увеличава значително (p = 0,029). Чернодробните параметри в група T показват значително повишение на нивата на аланин аминотрансферазата – ALT (p = 0,022), антистрептолизиновия титър – AST (p = 0,027) и алкалната фосфатаза – ALP (p = 0,015) след 20 дни. Освен това, активността на глутатион пероксидазата – GPx е значително намалена в групата с GO (p = 0,011). Тези резултати показват, че GO в доза от 30 г/кг/ден във фураж може да повлияе негативно на здравето на телетата.
- Въведение
Замърсяването на храни и селскостопански хранителни продукти с микотоксини е сериозен глобален проблем, който представлява значителен риск за здравословното състояние на селскостопанските животни, хората и състоянието на икономиката. Нискомолекулните микотоксини са продукти на вторичния метаболизъм на токсикогенни видове гъби, включително Alternaria spp., Aspergillus spp., Fusarium spp., и Penicillium spp. Най-големите здравни рискове за селскостопанските животни и хората представляват афлатоксините (AF), охратоксин А (OTA), дезоксиниваленол (DON), T-2/HT-2 токсин, фумонизини (FUM) и зеараленонови (ZEN) токсини. Нововъзникващите микотоксини включват боверицин (BEA) и ениатини (ENN). Учените Aulichova T. et аl., 2025 съобщават, че преживните животни са по-малко чувствителни към токсини от животните с прост стомах. Това се дължи на микробната активност в търбуха, която може да промени химичната структура на микотоксините в по-малко токсични съединения. Авторите посочват и проучвания, които показват, че много бактерии в търбуха могат да бъдат потиснати от микотоксини. Микробиомът на търбуха може да метаболизира микотоксините, превръщайки охратоксин А (OTA) в по-малко токсични съединения като охратоксин-α и фенилаланин, но може също така да произвежда повече токсични вещества, като α-зеараленол, в сравнение с оригиналния микотоксин. Почти невъзможно да се избегне наличието на микотоксини в хранителната верига поради глобалното им разпространение. Нивата им могат да бъдат контролирани чрез подходящи земеделски практики и процедури за обеззаразяване. Въпреки че основната цел на селското стопанство и фуражната промишленост е да предотвратят замърсяването с микотоксини на полето и по време на съхранение, пълната липса на гъби и микотоксини в дажбите на селскостопанските животни не може да бъде гарантирана. Въз основа на тези фактори Европейският съюз (ЕС) одобрява употребата на агенти за детоксикация на микотоксини, като включва нова функционална група фуражни добавки в категорията технологични добавки, определени като „вещества за намаляване на замърсяването на фуражите с микотоксини: вещества, които могат да потиснат или намалят абсорбцията на микотоксините, да благоприятстват изхвърлянето им или да изменят начина им на действие;“ както е посочено в Регламент (ЕО) № 1831/2003[1]. Тези добавки могат да свързват микотоксините на повърхността си (адсорбенти) или да ги разграждат или превръщат в по-малко токсични метаболити (биотрансформация). Въглеродът е един от най-разпространените елементи на нашата планета, срещащ се естествено в много алотропни форми, като диамант, графен, фулерен и др. Въглеродните наноматериали (CNMs) се състоят от sp2-свързан графитен въглерод и се характеризират с висока химическа устойчивост, отлични механични свойства и много ниско тегло. Графенът се счита за най-простата форма на въглерод, най-лекия и най-здрав материал, който не се използва широко за биологични приложения поради високата си хидрофобност. Графеновият оксид в окислена форма е за предпочитане за биологични цели, тъй като е хидрофилен. Графеновият оксид е химически модифицирана форма на графен, която има проста моноядрена 2D структура от въглеродни атоми, свързани чрез sp2 и sp3 връзки, което я класифицира като двуизмерен материал. Има много кислородсъдържащи функционални групи на повърхността си, включително хидроксилни, карбонилни, карбоксилни, епоксидни, лактонови и фенолни групи. Графеновият оксид показва висока биосъвместимост, има функционална повърхност с голям потенциал в различни области, включително носител на лекарства, пречистване на околната среда, филтриране на вода, тъканно инженерство и оптично изобразяване. Поради своята структура, GO може да свързва микотоксини с различни химични структури.
Според Aulichova T. et аl., 2025, учените са изправени пред предизвикателството да балансират положителните терапевтични ефекти с потенциалните отрицателни странични ефекти. Няколко in vivo проучвания показват, че графеновите наночастици се натрупват в живите организми, което представлява потенциален риск за здравето на животните. Важно е да се отбележи, че GO има някои недостатъци, като например голямото му разнообразие поради наличието на различни кислородсъдържащи групи. Представянето на отделните кислородни групи може да варира в зависимост от метода на получаване, което може да повлияе неблагоприятно на желаните свойства. Промените в структурата на GO имат директно въздействие върху взаимодействието му с биологичните системи. Проучванията показват, че GO с по-високо съдържание на кислородни групи, особено хидроксилни и епоксидни групи, проявява по-ниска цитотоксичност и по-добра биосъвместимост. За разлика от това, редуцираният GO (rGO) с по-ниско съдържание на кислород може да причини по-голямо увреждане на ДНК и по-голямо производство на реактивни кислородни видове (ROS). Друг недостатък може да бъде неспецифичната адсорбция, която може да доведе до адсорбция на основни хранителни вещества. Някои автори, цитирани от Aulichova T. et аl., 2025 предполагат, че правилното функциониране на адсорбента може да намали рисковете от токсичност. Например, колкото по-нисък е положителният повърхностен заряд на GO, толкова по-лек е токсичният му ефект върху клетките. Последните изследвания, посочват Aulichova T. et аl., 2025, че графеновият оксид (GO) намира все по-широко приложение в различни области, включително екологични технологии и филтриране на вода, оптоелектроника и фотоника, суперкондензатори и електроди за съхранение на енергия, биомедицина и неврохирургия, както и селско стопанство – при контролирано освобождаване на макронутриенти в почвата. Употребата му в хранително-вкусовата промишленост също нараства, особено като компонент на антибактериални опаковъчни материали и за откриване на замърсители и патогени пренасяни чрез храна.
Авторите (Aulichova T. et аl., 2025) твърдят, че досега не са провеждани експерименти, които изследват добавянето на GO във фураж. Това проучване се фокусира върху ефектите от добавяне на GO върху телета. Основната цел на експеримента е да се тества хипотезата, че GO може да повлияе негативно върху производителността и биохимичните параметри на телетата. Нарастващото приложение на GO налага изучаването на неговата токсичност в организмите и околната среда, както и взаимодействието му с макро- и микронутриентите, по-специално минералите, в организмите.
Целият материал можете да прочетете ТУК