國內外瘋草中毒機理及防控研究進展

侯巧弟，李文豪

（西北農林科技大學動物醫學院 712100）

在我國，瘋草主要分布在西北、西南、華北地區，如內蒙古、寧夏、青海、甘肅、陜西、云南、西藏、新疆等地。據不完全統計，我國瘋草面積已經超過1100萬hm2，約占全國草場面積的2.8%[1]。近年來受氣候變化影響，西部草場退化嚴重，瘋草的比例呈上升趨勢。在國外，瘋草主要分布于美國、加拿大、墨西哥；歐洲及北非等國，其中以美國西部動物瘋草中毒最為嚴重。我國瘋草有45種，包括黃芪屬22種、棘豆屬23種[2]。棘豆屬中毒性強的有小花棘豆、黃花棘豆、甘肅棘豆、冰川棘豆和毛瓣棘豆，主要分布于西北地區，西南及華北部分省份也有分布，多生長在高山、荒漠及半荒漠的地區。黃芪屬中危害嚴重的有莖直黃芪和變異黃芪。莖直黃芪主要分布與西藏，變異黃芪主要分布于內蒙古阿拉善、鄂爾多斯、甘肅民勤及寧夏陶樂等地。

1 中毒癥狀

多由于牧草相對缺乏時，動物不得以采食瘋草。發病動物多呈精神沉郁、目光呆滯、頭部呈水平震顫，行走時步態蹣跚、后軀搖擺；嚴重時，后肢麻痹，臥地不起，最后衰竭而死。還能導致公畜不育，母畜流產等癥狀。在病理學變化主要表現為消瘦，口腔及咽部潰瘍，心肌質軟，心內膜有出血點和出血斑，血液稀薄，肝臟和腎臟呈土黃色，灰白相間等。顯微觀察，神經元、肝腎組織細胞腫脹，胞質有大小不等的空泡變性[3]。

2 瘋草毒性成分

1873年，在加利福尼亞州南部首次報道家畜瘋草中毒。隨后Couch[4]從藍伯氏棘豆中分離出瘋草毒素，但未能鑒定其結構。直到1979年，Colegate[5]等首次從灰苦馬豆中分離出吲哚茲定生物堿-苦馬豆素。1982年，Molyneux和Jameslz[6]從斑莢黃芪中也分離出苦馬豆素，進一步確定苦馬豆素為瘋草的主要毒性成分。在國內，1989年，曹光榮等[7]首次從黃花棘豆中分離出苦馬豆素；此后，我國其他學者從甘肅棘豆中也分離到苦馬豆素。從此瘋草的主要有毒成分確定為一種生物堿-苦馬豆素（swainsonine，SW）。

3 瘋草產毒機制研究

隨著科學技術的進步，植物內生真菌的研究領域的興起，人們發現豆科瘋草中也含內生真菌?？囫R豆素不是植物的次級代謝產物,而是瘋草內生真菌初級代謝的必要組分。Braun[8]首次從絹毛棘豆中分離出內生真菌，隨后發現，瘋草內生真菌污染程度越大，瘋草中苦馬豆素含量越高，含苦馬豆素首次量高的瘋草中分離出來的內生真菌經過培養，能產生更多的苦馬豆素。在國內，首次從甘肅棘豆中分離到瘋草內生真菌。目前研究表明，金龜子綠僵菌、豆類絲核菌和棘豆蠕孢菌這三類真菌在體外培養均能產生苦馬豆素。隨著分子生物學和基因工程的發展，瘋草內生真菌產苦馬豆素的部分關鍵基因以及酶位點也逐漸被發現[9]。

4 苦馬豆素中毒機理的研究進展

4.1 抑制α-甘露糖苷酶和高爾基氏體甘露糖苷酶Ⅱ活性

抑制細胞溶酶體α-甘露糖苷酶和高爾基氏體甘露糖苷酶Ⅱ活性，導致家畜體內低聚糖代謝和糖蛋白合成出現障礙，引起中毒癥狀[10]，苦馬豆素陽離子與甘露糖陽離子的半椅狀空間結構上的相似性，其對甘露糖苷酶有高度親和性，從而抑制α-甘露糖苷酶的活性，造成甘露糖蓄積，同時抑制了糖蛋白的合成，結果溶酶體內大量低聚糖不能代謝而積聚，導致細胞特別是神經細胞和胎盤細胞空泡變性，使動物出現中樞神經系統和實質器官的病變，臨床表現出一系列神經癥狀、運動障礙和流產[11]。

4.2 苦馬豆素誘導細胞凋亡

我國學者在體外毒性試驗研究中證實，苦馬豆素可以通過死亡受體通路和內質網應激途徑誘導SD大鼠腦組織和大腦皮質神經細胞發生調亡[12]。另外，苦馬豆素引起的細胞損傷與自噬有關。

5 瘋草中毒的防控

瘋草中毒目前沒有特效解毒藥，實踐證明用硫代硫酸鈉和等滲葡萄糖溶液靜脈注射，有一定的效果。由于瘋草分布廣泛，在生產實踐中我們通過三個環節來防控動物中毒。

5.1 除草

物理方面主要包括焚燒和人工挖除等[13]方法，適用于較小面積的草地，但是需要投入大量的經濟成本，其次焚燒破壞草地植被，不是最佳方法；化學方面主要利用化學藥物除瘋草，雖然除草效率高，但沒有特異性，并且藥物不能使根部壞死；生態系統方面是研究瘋草的生態學地位，降低其在牧草中的比例，其次，可以根據瘋草的毒性和動物的敏感性，有條件的使某些瘋草得到利用。

5.2 控制動物攝入量

合理輪牧或圍欄輪牧，動物攝入少量瘋草不會引起中毒。其次可以采用半舍飼半放牧，既喂半飽后在放牧，或者先在安全的草場放牧，然后轉放在有毒草地放牧，也可以間歇放牧和日糧搭配，控制攝入量，有效防止瘋草中毒病的發生。

5.3 藥物預防

用水浸泡2～3d，撈出曬干可減輕瘋草毒性。青貯的微生物作用也可降低瘋草毒性。也可在動物放牧前，在精料中補飼解毒劑來緩解毒性。有學者報道“瘋草靈”緩釋解毒丸[14]，明顯可以推遲動物中毒癥狀的出現，但不能從根本上來解毒。隨著科學技術的發展，未來有望找到特效解毒藥。

總之，及時發現中毒動物，對癥治療、調整日糧、加強補飼、通過淘汰和選育優良品種來減少經濟損失。

6 總結與討論

雖然瘋草導致家畜中毒死亡及繁殖率下降，給人們造成重大的經濟損失，阻礙了畜牧業的發展，但瘋草同時也是一種寶貴的植物資源，其有毒成分---苦馬豆素具有抗腫瘤、抗病毒和增加機體免疫力的作用[15]，為抗腫瘤藥物的生產和開發開辟了一條新的途徑。此外，瘋草具有較強的抗寒、抗旱能力，對植物育種有很大幫助，其作用機理尚未清楚，有望通過基因技術來開發新的抗旱的草品。結合臨床表現，動物采食含有苦馬豆素的植物后，初期增膘較快；當采食到一定量后出現嗜食植物現象；繼續采食，會出現中毒癥狀，是否可以通過采集數據來研究，攝入量控制在什么范圍有利于動物增膘等一系列問題，有望我們通過科學研究來回答，爭取讓瘋草資源達到最大化利用。