 |
Трихотеценовые микотоксины
|
|
|
|
В настоящее время известно более 40 трихотеценовых микотоксинов (ТТМТ), вторичных метаболитов различных представителей микроскопических грибов рода Fusarium.
Структура и продуценты ТТМТ. В зависимости от структуры трихотеценового ядра эти микотоксины подразделяются на 4 группы: А, В, С, Д. Структура различных типов трихотеценовых микотоксинонов очень сложна и имеет свои характерные особенности.
В качестве природных загрязнителей пищевых продуктов и кормов к настоящему времени выявлены только четыре: Т-2 токсин и диацеток-сискирпенол, относящиеся к типу А, а также ниваленол и дезоксинива-ленол, относящиеся к типу В.
Продуцентами ТТМТ типа А и В, обладающих высокой токсичностью, являются многие грибы рода Fusarium. Микроскопические грибы этого рода являются возбудителями так называемых гнилей корней, стеблей, листьев, семян, плодов, клубней и сеянцев сельскохозяйственных растений. Таким образом, поражаются корма и пищевые продукты, и как следствие наблюдается возникновение алиментарных токсикозов у животных и человека.
Физико-химические свойства. ТТМТ — это бесцветные кристаллические, химически стабильные соединения, плохо растворимые в воде. ТТМТ типа А растворимы в умеренно полярных растворителях (ацетон), типа В — в более полярных растворителях (этанол, метанол и др.). Эти токсины, за исключением некоторых, не обладают флюоресценцией. В связи с этим, для их обнаружения, после разделения методом тонкослойной хроматографии, используют различные способы (например, нагревание до 100— 150°С после обработки спиртовым раствором серной кислоты) с целью получения окрашенных или флуоресцирующих производных.
Биологическое действие ТТМТ. Алиментарные токсикозы, вызванные потреблением в пищу пищевых продуктов и кормов, пораженных микроскопическими грибами, продуцирующими ТТМТ, можно отнести к наиболее распространенным микотоксикозам человека и сельскохозяйственных животных. Первые сведения о такого рода заболеваниях появились более ста лет тому назад.
|
|
|
Из клинических симптомов: поражение желудочно-кишечного тракта, отсутствие аппетита, уменьшение привесов, снижение надоев, повышение чувствительности к инфекциям, снижение яйценоскости птицы, выявлены тератогенные, цитотоксические, дерматотоксические эффекты, воздействие на органы кроветворения, вызывают геморрагический синдром и лейкопению, негативно влияют на центральную нервную систему.
Хорошо известен токсикоз «пьяного хлеба» — заболевание человека и животных, причиной которого послужило употребление зерновых продуктов (главным образом хлеба), приготовленных из зерна, пораженного грибами Fusarium graminearum (F. roseum). Кроме того, описан целый ряд тяжелых токсикозов, таких как акабаби-токсикоз (вызывается красной плесенью и связан с поражением зерна грибами F. nivale и F. graminearum); алиментарная токсическая алейкия — АТА (токсикоз, связанный с употреблением в пищу продуктов из зерновых культур, перезимовавших в поле под снегом и пораженных микроскопическими грибами F. sporotri-chiella) и многие другие, приводящие к серьезному нарушению здоровья людей и протекающие по типу эпидемий, т. е. характеризующиеся определенной очаговостью, сезонностью, неравномерностью вспышек в разные годы и употреблением продуктов из зерна, пораженного микроскопическими грибами.
Механизм действия ТТМТ. Многочисленными исследованиями in vitro и in vivo было показано, что ТТМТ являются ингибиторами синтеза белков и нуклеиновых кислот, кроме этого, вызывают нарушения стабильности лизосомных мембран и активацию ферментов лизосом, что в конечном счете приводит к гибели клетки.
|
|
|
Загрязнение пищевых продуктов. Как отмечалось выше, в качестве природных загрязнителей пищевых продуктов и кормов обнаружены лишь четыре из более чем четырех десятков трихотеценовых микотоксинов. Чаще всего они обнаруживаются в зерне кукурузы, пшеницы и ячменя. Микотоксины этой группы отличаются повсеместным распространением, причем в большей степени это касается многих стран Европы, Северной Америки, в меньшей — Индии, Японии, Южной Америки. Необходимо отметить, что часто в одном и том же продукте обнаруживают два или более микотоксинов.
ЗЕАРАЛЕНОН И ЕГО ПРОИЗВОДНЫЕ
Зеараленон и его производные также продуцируются микроскопическими грибами рода Fusarium. Он впервые был выделен из заплесневелой кукурузы.
Структура и продуценты зеараленона. По своей структуре зеараленон является лактоном резорциловой кислоты. Основными продуцентами зеараленона являются Fusarium graminearum и F. roseum.
Физико-химические свойства. Зеараленон — белое кристаллическое вещество, плохо растворимое в воде, но хорошо растворимое в этаноле, ацетоне, метаноле, бензоле. Имеет три максимума поглощения в ультрафиолете (236 нм, 274 нм, 316 нм) и обладает сине-зеленой флуоресценцией.
Биологическое действие. Зеараленон обладает выраженными гормоноподобными (экстрогенными) свойствами, что отличает его от других микотоксинов. Кроме этого, в опытах на различных лабораторных животных было доказано тератогенное действие зеараленона, хотя он и не обладает острым (летальным) токсическим эффектом даже при введении его животным в очень больших дозах. Сведения о влиянии зеараленона на организм человека отсутствуют, но, учитывая его высокую экстрогенную активность, нельзя полностью исключить негативное воздействие зеараленона на организм человека.
Загрязнение пищевых продуктов. Основным природным субстратом, в котором наиболее часто обнаруживается зеараленон, является кукуруза. Поражение кукурузы микроскопическими грибами рода Fusarium — продуцентами зеараленона — происходит как в поле, на корню, так и при ее хранении. Высока частота обнаружения зеараленона в комбикормах, а также в пшенице и ячмене, овсе. Среди пищевых продуктов этот токсин был обнаружен в кукурузной муке, хлопьях и кукурузном пиве.
|
|
|
С практической точки зрения интересными представляются данные по влиянию переработки зерна кукурузы на степень загрязнения зеараленоном. В крупке и муке грубого помола, без удаления отрубей, в муке, полученной при сухом помоле кукурузы, содержание зеараленона составляло примерно 20% от его количества в цельном зерне. При влажном помоле загрязненной кукурузы токсин концентрировался во фракции клейковины, где его концентрация была выше, чем в отрубях и зародыше; во фракции крахмала токсин не выявлялся.
Тепловая обработка в нейтральной или кислой среде не разрушает зеараленон, но в щелочной среде при 100°С за 60 мин разрушается около 50% токсина. К разрушению зеараленона приводит и обработка загрязненной кукурузы 0,03% раствором персульфата аммония или 0,01% раствором пероксида водорода.
ПАТУЛИН И НЕКОТОРЫЕ ДРУГИЕ МИКОТОКСИНЫ
Микотоксины, продуцируемые микроскопическими грибами рода Penicillium, распространены повсеместно и представляют реальную опасность для здоровья человека.
ПАТУЛИН - особо опасный микотоксин, обладающий канцерогенными и мутагенными свойствами, а также эмбриотоксичностью.
Структура и продуценты патулина. По своей химической структуре патулин представляет 4-гидроксифуропиран. Основными продуцентами патулина являются микроскопические грибы Penicillium patulum и Penicillium expansu., впервые выделен в 1943 году как антибиотик. Но и другие виды этого рода микроскопических грибов, а также Byssochlamys fulva и В. nivea способны синтезировать патулин. Максимальное токсинообразование отмечается при температуре 21—30°С.
Биологическое действие. Биологическое действие патулина проявляется как в виде острых токсикозов, так и в виде ярко выраженных канцерогенных и мутагенных эффектов. Биохимические механизмы действия патулина изучены недостаточно. Предполагают, что патулин блокирует синтез ДНК, РНК и белков, причем блокирование инициации транскрипции осуществляется за счет ингибирования ДНК-зависимой-РНК-полимеразы. Кроме этого, микотоксин активно взаимодействует с SH-группами белков и подавляет активность тиоловых ферментов.
|
|
|
Загрязнение пищевых продуктов. Продуценты патулина поражают в основном фрукты и некоторые овощи, вызывая их гниение. Патулин обнаружен в яблоках, грушах, абрикосах, персиках, вишне, винограде, бананах, клубнике, голубике, бруснике, облепихе, айве, томатах. Наиболее часто патулином поражаются яблоки, где содержание токсина может доходить до 17,5 мг/кг. Интересно, что патулин концентрируется в основном в подгнившей части яблока, в отличие от томатов, где он распределяется равномерно по всей ткани.
Патулин в высоких концентрациях обнаруживается и в продуктах переработки фруктов и овощей: соках, компотах, пюре и джемах. Особенно часто его находят в яблочном соке (0,02-0,4 мг/л). Содержание патулина в других видах соков: грушевом, айвовом, виноградном, сливовом, манго — колеблется от 0,005 до 4,5 мг/л. Интересным представляется тот факт, что цитрусовые и некоторые овощные культуры, такие как картофель, лук, редис, редька, баклажаны, цветная капуста, тыква и хрен обладают естественной устойчивостью к заражению грибами-продуцентами патулина.
Среди микотоксинов, продуцируемых микроскопическими грибами рода Penicillium и представляющих серьезную опасность для здоровья человека, необходимо выделить лютеоскирин, циклохлоротин, цитреовиридин и цитринин.
ЛЮТЕОСКИРИН (продуцент Penicillium islandicum) — желтое кристаллическое вещество, выделен из долго хранившегося риса, а также пшеницы, сои, арахиса, бобовых и некоторых видов перца. Механизм токсического действия связан с ингибированием ферментов дыхательной цепи (печени, почках, миокарде), а также в подавлении процессов окислительного фосфорилирования.
ЦИКЛОХЛОРОТИН (продуцент Penicillium islandicum) — белое кристаллическое вещество, циклический пептид, содержащий хлор. Биохимические механизмы токсического действия направлены на нарушение углеводного и белкового обмена и связаны с ингибированием целого ряда ферментов. Кроме этого, токсическое действие циклохлоротина проявляется в нарушении регуляции проницаемости биологических мембран и процессов окислительного фосфорилирования.
ЦИТРЕОВИРИДИН (продуцент Penicillium citreo-viride) — желтое кристаллическое вещество, выделен из пожелтевшего риса. Обладает нейро-токсическими свойствами.
ЦИТРИНИН (продуцент Penicillium citrinum) —кристаллическое вещество желтого цвета, выделен из пожелтевшего риса. Цитринин часто обнаруживается в различных зерновых культурах: пшенице, ячмене, овсе, ржи, а также в кукурузе и арахисе. Кроме этого, незначительные количества цитринина были найдены в хлебобулочных изделиях, мясных продуктах и фруктах. характеризуется нефротоксическим действием, а также антибиотическими свойствами против грамположительных и грамотрицательных бактерий. Причастен к микотоксикозу «желтый рис» в Японии
|
|
|
ФУМОНИЗИН вырабатывается грибами Fusarium moniliforme и F. proliferatum; содержат диэфир пропан-1,2,3-трикарбоновой кислоты и 2-амино-12,16-диметил-3,5,10,14,15-пентагидроксиэйкозана; загрязняют кукурузу и продукты её переработки; вызывают уменьшение в сыворотке крови комплекса сфинголипидов при одновременном увеличении сфингозина и сфинганина.
МОНИЛИФОРМИН — микотоксин, вырабатываемый некоторыми видами рода Fusarium (F. moniliforme, F. acuminatum, F. avenaceum, F. oxysporum и др.); представляет собой смесь K- и Na-солей 3-окси-3-циклобутен-1,2-диона; необратимо ингибирует пируватдегидрогеназный комплекс.
ФУЗАРОХРОМАНОН — микотоксин, который содержится в грибах вида Fusarium equiseti; вызывает большеберцовую дисхондроплазию у кур и индеек и увеличивает смертность куриныхэмбрионов.
АУРОФУЗАРИН относится к димерным нафтохинонам; вырабатывается грибами рода Fusarium; вызывает у кур синдром ухудшения качества яйца.
| Продуцент | Микотоксин | Поражает | Основной токсический эффект |
| Fusarium sporotrichioides F. poae | Т-2 токсин | Кукуруза, овёс и продукты из него | Дерматотоксин |
| HT-2 токсин | Овёс и продукты из него | ||
| Fusarium graminearum | Дезоксиниваленол (ДОН) вомитоксина | Пшеница, кукуруза | Нейротоксин |
| Fusarium tricinctum | Трихотеценен | Кукуруза, арахис,рис | Нейротоксин |
| Fusarium moniliforme | Фумонизин B1 и другие фумонизины | Сорго, кукуруза | Нефротоксин, респираторные расстройства, нейротоксичность, вероятный канцероген |
| Aspergillus flavus Aspergillus parasiticus | Афлатоксин B1 B2G1 G2 | Арахис, кукуруза | Канцероген, гепатотоксин, мутаген итератоген |
| Fusarium graminearum | Зеараленон | Кукуруза, овёс | Вызывает нарушения генетического аппарата, мутаген |
| Penicillium citrinum | Цитринин | Ячмень, кукуруза,рис и грецкий орех | Нефротоксин, мутаген, вероятный канцероген |
| Афлатоксин M1 | Молоко и молочные продукты | Канцероген, гепатотоксин, мутаген итератоген | |
| Claviceps purpurea(moederkoren) | Алкалоиды спорыньи | Рожь, кормовые злаки | Нейротоксин |
| Penicillium islandicum | Лютеоскирин | Рис, сорго | Гепатотоксин, канцероген и мутаген |
| Aspergillus ochraceus Penicillium verrucosum | Охратоксин А | Овёс, кофе, мясо,изюм | Нефротоксин и тератоген |
| Penicillium aurantiogriseum Penicillium fennelliae | Пенициллановая кислота | Фасоль, кукуруза | Нейротоксин |
| Aspergillus versicolor | Стеригматоцистин | Кукуруза, пшеница,кофе | Дерматотоксичен, тератоген, вероятныйканцероген |
| Penicillium expansum en andere Penicilliumspecies | Патулин | Яблоки и другие фрукты, фасоль,пшеница | Нейротоксин, вызывает нарушения генетического аппарата, вероятныйканцероген, мутаген |
Воздействие микотоксинов на системы организма:
| Системы органов | Микотоксин | Повреждающее действие или патология |
| Печень | Афлатоксин | Гиперплазия желчных протоков, центролобулярный некроз, желтуха, асцит |
| Почки | Афлатоксин, охратоксин, цитринин | Некроз почечных канальцев, полиурия, полидипсия, повышение концентрации в крови азота мочевины и креатинина |
| Центральная нервная система | Алколоиды спорыньи, фумонизин, пенитрем | Допаминергическое действие, тремор, ELEM у лошадей, дрожание |
| Желудочно-кишечный тракт | Афлатоксин, слафрамин, трихотецены | Анорексия у КРС, саливация у лошадей, животные всех видов отказываются от корма, некроз слизистой оболочки ротовой полости, рвота у свиней |
| Репродуктивная система | Зеараленон | У свиней: набухание вульвы, увеличение молочных желез, повышенное половое влечение, отсутствие течки в течении продолжительного времени |
| Система кроветворения | Афлатоксин, дикумарол, охратоксин, трихотецены | Анемия, лейкопения, уменьшение количества тромбоцитов, усиление кровотечения |
| Имунная система | Афлатоксин, охратоксин, трихотецены | Ослабление функции базофильных инсулоцитов(В-клеток) и Т-лимфоцитов(Т-клеток), лейкопения, атрофия лимфоидной ткани. |
|
|
|
