twitter

image1 image1 image1 image1

Wielopokoleniowe skutki stosowania pasz GMO w żywieniu zwierząt

Beata Szymczyk, Witold Szczurek, Sylwester Świątkiewicz

Pomimo niezaprzeczalnych  korzyści płynących z zastosowania inżynierii genetycznej do modyfikowania roślin uprawnych, w ostatnich latach debata na temat żywności modyfikowanej genetycznie zdecydowanie przybrała na sile. Zastrzeżenia wobec roślin GM dotyczą różnych aspektów, w szczególności technicznych, dotyczących konstruowania transgenów i procesów transformacji, takich jak stosowanie jako markerów genów odporności na antybiotyki, nadużywanie promotorów konstytutywnych, czy brak kontroli insercji transgenu w strukturę genomu. Zastrzeżenia budzą również aspekty medyczne tj. szkodliwość żywności transgenicznej dla zdrowia konsumenta.     

Wyniki większości przeprowadzonych badań żywieniowych na zwierzętach gospodarskich nie wykazały znaczniejszych różnic pomiędzy liniami izogenicznymi transgenicznymi I generacji. Nie stwierdzono żadnych zaburzeń zdrowotnych u zwierząt karmionych roślinami GM, tak  że na tym etapie można je uznać za nieszkodliwe. Nie wykazano negatywnego wpływu transgenicznej kukurydzy (Bt i Gt) na wskaźniki produkcyjne i ocenę poubojową u tuczników oraz kurcząt brojlerów. Uzyskano nawet poprawę tempa wzrostu i wykorzystania paszy u kurcząt w przypadku kukurydzy Bt (o niższej zawartości mikotoksyn) w stosunku do grupy żywionej niemodyfikowaną kukurydzą. Nie pogorszyła się również strawność i przyswajalność składników pokarmowych. W przypadku krów mlecznych nie stwierdzono wpływu żywienia kiszonką sporządzoną z kukurydzy Bt na wydajność mleczną i skład mleka,  a w przypadku cieląt i bukatów na wskaźniki produkcyjne, otłuszczenie tusz i wydajność rzeźną. Podobne rezultaty uzyskano przy zastosowaniu transgenicznej soi (Gt) w żywieniu drobiu i trzody chlewnej. Skład podstawowy i zawartość substancji antyżywieniowych również mieściły się w przewidywanych granicach.

Także wyniki badań na zwierzętach modelowych, choć nie są w pełni jednoznaczne, nie dają przekonujących dowodów na negatywne działanie pasz modyfikowanych genetycznie. W wielu długoterminowych, jednopokoleniowych badaniach na szczurach żywionych paszami roślinnymi GMO nie wykazano negatywnego wpływu tych roślin na metabolizm i zdrowotność zwierząt. Przykładowo u szczurów karmionych przez 3 miesiące dawkami z dodatkiem 11 lub 33% ziarna kukurydzy (Bt) nie stwierdzono statystycznie istotnych różnic w zakresie parametrów hematologicznych i biochemicznych krwi oraz analizy moczu w stosunku do zwierząt z grupy nie karmionej paszami GM. W innych badaniach nie wykazano różnic we względnej masie organów wewnętrznych, wielkości parametrów morfologicznych i większości parametrów biochemicznych krwi szczurów, otrzymujących diety z dodatkiem suszu z transgenicznych i nietransgenicznych ziemniaków. Natomiast  żywiąc szczury z dodatkiem ziemniaków linii NTR2.27, odpornych na wirusa plamistości smugowatej stwierdzono istotne powiększenie masy jelit ślepych, wyższą aktywność enzymatyczną w obrębie tych jelit oraz istotnie większą produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, niż obserwowano to u zwierząt żywionych niemodyfikowanymi ziemniakami. Autorzy sugerowali konieczność prowadzenia dalszych badań w celu wyjaśnienia wszystkich wątpliwości. Również w badaniach na królikach, u zwierząt karmionych soją GM zaobserwowano zmiany w produkcji enzymów wątrobowych oraz przyspieszoną przemianę materii. Nie wykazano jednak istotnych różnic w przyrostach masy ciała, masie poszczególnych organów oraz w parametrach reprodukcyjnych królików. U myszy żywionych z dodatkiem soi Roundup Ready stwierdzono zmiany w ekspresji genów oraz zmiany w strukturze i działaniu całego narządu. W innych badaniach tych samych autorów  zanotowano obniżoną aktywność wydzielniczą trzustki u myszy karmionych genetycznie modyfikowana soją. Obserwacje poczynione we wspomnianych badaniach nie pozwalają jednakże na ostateczne odparcie wszystkich zarzutów, dotyczących zagrożeń GMO dla zdrowia konsumenta, tym bardziej, że brak jest danych dotyczących długofalowego oddziaływania GMO na organizm kolejnych pokoleń zwierząt.                                   

Celem badań przeprowadzonych w Dziale Żywienia Zwierząt i Paszoznawstwa Instytutu Zootechniki PIB było stwierdzenie czy długoterminowe, obejmujące 5 pokoleń szczurów laboratoryjnych, żywienie mieszankami z dodatkiem pasz GM może wywierać niekorzystny wpływ na rozrodczość, wskaźniki wzrostowe  i parametry określające zdrowotność  zwierząt. Do badań użyto poekstrakcyjną śrutę sojową produkowaną z soi MON-40-3-2 (Roundup Ready), zmodyfikowanej w kierunku tolerancji na glifosat, składnik czynny wielu herbicydów oraz śrutę kukurydzianą produkowaną z ziarna kukurydzy Bt, zmodyfikowanej w kierunku odporności na omacnicę prosowiankę-owada-szkodnika z rodziny łuskoskrzydłych. Badano odmianę MON810 (DKC 3421YG), która w niektórych krajach UE uprawiana jest z przeznaczeniem na paszę.                                                                       

Zwierzęta doświadczalne stanowiły albinotyczne szczury laboratoryjne Wistar-W. Stado rodzicielskie, liczące 24 samce i 24 samice w wieku 4 miesięcy zakupiono w renomowanej hodowli zwierząt laboratoryjnych Charles River Laboratories w Niemczech. Zwierzęta kojarzone były w systemie monogamicznym. Po pokryciu samice otrzymywały granulaty z udziałem badanej kukurydzy (16 %) i śruty sojowej poekstrakcyjnej (12%)  w  następującym układzie: grupa I – konwencjonalna soja, konwencjonalna kukurydza, grupa II – modyfikowana genetycznie soja i modyfikowana genetycznie kukurydza, grupa III – modyfikowana genetycznie kukurydza i konwencjonalna soja, grupa IV – konwencjonalna kukurydza i modyfikowana genetycznie soja.                            

Wykocone samice przebywały z młodymi przez okres 5 tygodni – w tym wieku mioty odsadzono. Spośród młodych uzyskanych w kolejnych pokoleniach (F2-F5) wybierano po 24 samice i 24 samce do dalszej hodowli, mającej na celu uzyskanie kolejnego pokolenia. Z pokolenia F1 nie wybierano zwierząt do doświadczenia długoterminowego, ponieważ  nie pochodziły one jeszcze od zwierząt karmionych od urodzenia mieszankami doświadczalnymi, zawierającymi badane pasze GM. Analizowano następujące wskaźniki rozrodcze: ilość skutecznych pokryć, liczba i masa młodych przy urodzeniu, liczba odchowanych młodych i masa odsadków w 5 tygodniu życia. Określano również masę ciała samic przed pokryciem i po odsadzeniu młodych. Do doświadczeń wzrostowych w obrębie poszczególnych pokoleń wybierane losowo po 8 szczurów spośród samców w urodzonych w każdej z czterech grup żywieniowych i umieszczane w klatkach indywidualnych. Prowadzono kontrolę spożycia paszy i przyrostów masy ciała w okresie od 6 - 22 tygodnia życia. W celu oceny statusu zdrowotnego i metabolicznego szczurów prowadzono obserwacje  pod kątem wpływu żywienia modyfikowanymi genetycznie paszami na: parametry biochemiczne i hematologiczne krwi, względną masę wybranych narządów wewnętrznych, ich cechy morfologiczne oraz ocenę histopatologiczną. Badano również obecność transgenicznego DNA pochodzącego z paszy w wybranych narządach i tkankach szczurów.                                      

Nie stwierdzono wpływu żywienia z dodatkiem transgenicznej soi i kukurydzy na plenność samic oraz ich masę po odsadzeniu młodych. We wszystkich pokoleniach liczebność miotów oraz ich masa przy odsadzeniu (wynikająca głównie z różnic w liczebności miotów) była zróżnicowana w poszczególnych grupach doświadczalnych, jednak nie stwierdzono wyraźnego związku między wspomnianymi parametrami, a żywieniem. W pokoleniu F4 w grupie żywionej z dodatkiem tradycyjnej kukurydzy i modyfikowanej genetycznie soi  stwierdzono istotnie wyższą, niż w pozostałych grupach masę ciała szczurów przy urodzeniu. W pokoleniu F5 wyższą średnią masę ciała szczurów przy urodzeniu zanotowano w grupie karmionej z dodatkiem transgenicznej soi i transgenicznej kukurydzy (mniejsza liczebność miotów).

Żywienie szczurów z pokoleń F2, F4 i F5 mieszankami z udziałem transgenicznej i tradycyjnej soi oraz kukurydzy nie wpłynęło istotnie na wartość żadnego z parametrów hematologicznych krwi.  Natomiast u szczurów z pokolenia F3 stwierdzono istotnie wyższą zawartość białych krwinek (WBC) w grupie żywionej z dodatkiem tradycyjnej kukurydzy i transgenicznej soi w stosunku do grupy z transgeniczną kukurydzą
i transgeniczną soją oraz transgeniczną kukurydzą i tradycyjną soją. Warto zaznaczyć, że we wszystkich grupach ilość leukocytów mieściła się w granicach wartości referencyjnych dla  szczurów-samców  szczepu Wistar w tej grupie wiekowej.                                                                                

Analiza parametrów biochemicznych krwi szczurów, tak z pokolenia F2 jak i F3, nie wykazała istotnego wpływu żywienia na metabolizm zwierząt. Nie zaobserwowano istotnego zróżnicowania aktywności enzymów wątrobowych – aminotransferazy asparginowej (AST) i alaninowej (ALT) oraz fosfatazy alkalicznej (ALP) we krwi szczurów otrzymujących transgeniczne i tradycyjne formy kukurydzy i soi.  W pokoleniu F4 istotnie wyższe, niż w pozostałych grupach wartości ALP zanotowano w grupie otrzymującej tradycyjną kukurydzę i transgeniczną soję. Natomiast w pokoleniu F5 w grupie kontrolnej stwierdzono najwyższy poziom ALT, równie wysoki co w grupie żywionej z dodatkiem obu badanych modyfikowanych genetycznie pasz. Tak więc, zmian w aktywności enzymów wątrobowych nie można było jednoznacznie powiązać ze sposobem żywienia. Żywienie nie miało również istotnego wpływu na poziom cholesterolu ogólnego  w surowicy krwi szczurów. Poziom amylazy w surowicy krwi szczurów z pokolenia F2 był nieco wyższy w grupach żywionych tradycyjną kukurydzą, w stosunku do grup z kukurydzą transgeniczną (P0.05). W przypadku kreatyniny i mocznika, parametrów charakteryzujących czynność nerek, nie stwierdzono istotnych różnic pomiędzy grupami doświadczalnymi.                                

Badanie histopatologiczne wątroby, nerek, śledziony, trzustki, dwunastnicy, serca oraz mięśni szkieletowych szczurów nie wykazało znaczących różnic pomiędzy poszczególnymi grupami doświadczalnymi. Nie wykazano obecności transgenicznego DNA w narządach wewnętrznych, krwi, tkance mięśniowej i kale szczurów.

Podsumowując, nie stwierdzono negatywnego wpływu badanych pasz GM – soi RR i kukurydzy MON 810 na wskaźniki reprodukcyjne i wzrostowe oraz parametry charakteryzujące status metaboliczny i zdrowotny 5 pokoleń szczurów. Brak obecności transgenicznego DNA w narządach wewnętrznych, krwi, tkance mięśniowej i kale szczurów, świadczy o wysokiej efektywności jego trawienia oraz braku pasażu wykrywalnych fragmentów transgenów do organizmu zwierząt. Nie ulega jednak wątpliwości, że istnieje konieczność prowadzenia dalszych badań w tym kierunku, w celu wyjaśnienia wszystkich  niejasności i poznania potencjalnych zagrożeń.