国内外疯草中毒机理及防控研究进展

侯巧弟，李文豪

（西北农林科技大学动物医学院 712100）

在我国，疯草主要分布在西北、西南、华北地区，如内蒙古、宁夏、青海、甘肃、陕西、云南、西藏、新疆等地。据不完全统计，我国疯草面积已经超过1100万hm2，约占全国草场面积的2.8%[1]。近年来受气候变化影响，西部草场退化严重，疯草的比例呈上升趋势。在国外，疯草主要分布于美国、加拿大、墨西哥；欧洲及北非等国，其中以美国西部动物疯草中毒最为严重。我国疯草有45种，包括黄芪属22种、棘豆属23种[2]。棘豆属中毒性强的有小花棘豆、黄花棘豆、甘肃棘豆、冰川棘豆和毛瓣棘豆，主要分布于西北地区，西南及华北部分省份也有分布，多生长在高山、荒漠及半荒漠的地区。黄芪属中危害严重的有茎直黄芪和变异黄芪。茎直黄芪主要分布与西藏，变异黄芪主要分布于内蒙古阿拉善、鄂尔多斯、甘肃民勤及宁夏陶乐等地。

1 中毒症状

多由于牧草相对缺乏时，动物不得以采食疯草。发病动物多呈精神沉郁、目光呆滞、头部呈水平震颤，行走时步态蹒跚、后躯摇摆；严重时，后肢麻痹，卧地不起，最后衰竭而死。还能导致公畜不育，母畜流产等症状。在病理学变化主要表现为消瘦，口腔及咽部溃疡，心肌质软，心内膜有出血点和出血斑，血液稀薄，肝脏和肾脏呈土黄色，灰白相间等。显微观察，神经元、肝肾组织细胞肿胀，胞质有大小不等的空泡变性[3]。

2 疯草毒性成分

1873年，在加利福尼亚州南部首次报道家畜疯草中毒。随后Couch[4]从蓝伯氏棘豆中分离出疯草毒素，但未能鉴定其结构。直到1979年，Colegate[5]等首次从灰苦马豆中分离出吲哚兹定生物碱-苦马豆素。1982年，Molyneux和Jameslz[6]从斑荚黄芪中也分离出苦马豆素，进一步确定苦马豆素为疯草的主要毒性成分。在国内，1989年，曹光荣等[7]首次从黄花棘豆中分离出苦马豆素；此后，我国其他学者从甘肃棘豆中也分离到苦马豆素。从此疯草的主要有毒成分确定为一种生物碱-苦马豆素（swainsonine，SW）。

3 疯草产毒机制研究

随着科学技术的进步，植物内生真菌的研究领域的兴起，人们发现豆科疯草中也含内生真菌。苦马豆素不是植物的次级代谢产物,而是疯草内生真菌初级代谢的必要组分。Braun[8]首次从绢毛棘豆中分离出内生真菌，随后发现，疯草内生真菌污染程度越大，疯草中苦马豆素含量越高，含苦马豆素首次量高的疯草中分离出来的内生真菌经过培养，能产生更多的苦马豆素。在国内，首次从甘肃棘豆中分离到疯草内生真菌。目前研究表明，金龟子绿僵菌、豆类丝核菌和棘豆蠕孢菌这三类真菌在体外培养均能产生苦马豆素。随着分子生物学和基因工程的发展，疯草内生真菌产苦马豆素的部分关键基因以及酶位点也逐渐被发现[9]。

4 苦马豆素中毒机理的研究进展

4.1 抑制α-甘露糖苷酶和高尔基氏体甘露糖苷酶Ⅱ活性

抑制细胞溶酶体α-甘露糖苷酶和高尔基氏体甘露糖苷酶Ⅱ活性，导致家畜体内低聚糖代谢和糖蛋白合成出现障碍，引起中毒症状[10]，苦马豆素阳离子与甘露糖阳离子的半椅状空间结构上的相似性，其对甘露糖苷酶有高度亲和性，从而抑制α-甘露糖苷酶的活性，造成甘露糖蓄积，同时抑制了糖蛋白的合成，结果溶酶体内大量低聚糖不能代谢而积聚，导致细胞特别是神经细胞和胎盘细胞空泡变性，使动物出现中枢神经系统和实质器官的病变，临床表现出一系列神经症状、运动障碍和流产[11]。

4.2 苦马豆素诱导细胞凋亡

我国学者在体外毒性试验研究中证实，苦马豆素可以通过死亡受体通路和内质网应激途径诱导SD大鼠脑组织和大脑皮质神经细胞发生调亡[12]。另外，苦马豆素引起的细胞损伤与自噬有关。

5 疯草中毒的防控

疯草中毒目前没有特效解毒药，实践证明用硫代硫酸钠和等渗葡萄糖溶液静脉注射，有一定的效果。由于疯草分布广泛，在生产实践中我们通过三个环节来防控动物中毒。

5.1 除草

物理方面主要包括焚烧和人工挖除等[13]方法，适用于较小面积的草地，但是需要投入大量的经济成本，其次焚烧破坏草地植被，不是最佳方法；化学方面主要利用化学药物除疯草，虽然除草效率高，但没有特异性，并且药物不能使根部坏死；生态系统方面是研究疯草的生态学地位，降低其在牧草中的比例，其次，可以根据疯草的毒性和动物的敏感性，有条件的使某些疯草得到利用。

5.2 控制动物摄入量

合理轮牧或围栏轮牧，动物摄入少量疯草不会引起中毒。其次可以采用半舍饲半放牧，既喂半饱后在放牧，或者先在安全的草场放牧，然后转放在有毒草地放牧，也可以间歇放牧和日粮搭配，控制摄入量，有效防止疯草中毒病的发生。

5.3 药物预防

用水浸泡2～3d，捞出晒干可减轻疯草毒性。青贮的微生物作用也可降低疯草毒性。也可在动物放牧前，在精料中补饲解毒剂来缓解毒性。有学者报道“疯草灵”缓释解毒丸[14]，明显可以推迟动物中毒症状的出现，但不能从根本上来解毒。随着科学技术的发展，未来有望找到特效解毒药。

总之，及时发现中毒动物，对症治疗、调整日粮、加强补饲、通过淘汰和选育优良品种来减少经济损失。

6 总结与讨论

虽然疯草导致家畜中毒死亡及繁殖率下降，给人们造成重大的经济损失，阻碍了畜牧业的发展，但疯草同时也是一种宝贵的植物资源，其有毒成分---苦马豆素具有抗肿瘤、抗病毒和增加机体免疫力的作用[15]，为抗肿瘤药物的生产和开发开辟了一条新的途径。此外，疯草具有较强的抗寒、抗旱能力，对植物育种有很大帮助，其作用机理尚未清楚，有望通过基因技术来开发新的抗旱的草品。结合临床表现，动物采食含有苦马豆素的植物后，初期增膘较快；当采食到一定量后出现嗜食植物现象；继续采食，会出现中毒症状，是否可以通过采集数据来研究，摄入量控制在什么范围有利于动物增膘等一系列问题，有望我们通过科学研究来回答，争取让疯草资源达到最大化利用。