История открытия микотоксинов

Микотоксины

Микотоксины (от греч. mukes — гриб и toxicon — яд) — это вторичные метаболиты микроскопических плесневых грибов, обладающие выраженными токсическими свойствами. Они не являются эссенциальными для роста и развития продуцирующих их микроорганизмов.

В настоящее время из кормов и продуктов питания выделено около 250 видов плесневых грибов, большинство из которых продуцирует высокотоксичные метаболиты, в том числе около 120 микотоксинов. Предполагают, что с биологической точки зрения микотоксины выполняют в обмене веществ микроскопических грибов функции, направленные на выживание и конкурентоспособность в различных экологических нишах.

С гигиенических позиций — это особо опасные токсические вещества, загрязняющие корма и пищевые продукты. Высокая опасность микотоксинов выражается в том, что они обладают токсическим эффектом в чрезвычайно малых количествах и способны весьма интенсивно диффундировать в глубь продукта.

Распространение микотоксинов в пищевых продуктах зависит от их образования специфическими штаммами грибов и подвержено влиянию таких факторов, как влажность и температура. Таким образом, загрязнение пищевых продуктов может изменяться в зависимости от географических условий, методов производства и хранения, вида продукта. Грибы-продуценты микотоксинов широко распространены в природе и способны развиваться практически на всех продуктах как растительного, так и животного происхождения с образованием токсинов на любом из этапов их производства – в полевых условиях, при уборке, транспортировке, хранении урожая, в процессе кулинарной обработки.

Токсины не удаляются из пищевых продуктов обычными способами кулинарной обработки. Снижения содержания токсинов в продуктах можно добиться правильным хранением урожая, применением устойчивых сортов, пестицидов. Характерно, что семена, в которых концентрируются токсины, отличаются окраской и их можно и нужно отделить.

Микотоксины являются важнейшими вторичными метаболитами микроскопических грибов, которые в течение последних 35–40 лет признаны одними из наиболее вредных для здоровья человека и животных агентов, введены в перечень веществ, регламентированных в пищевых продуктах, кормах и сырье. Высокая опасность микотоксинов выражается в том, что они обладают токсическим эффектом в чрезвычайно малых количествах и способны весьма интенсивно диффундировать вглубь продукта.

Выделено более 300 микотоксинов, продуцируемых представителями 350 видов микроскопических грибов, однако практическое значение как загрязнители пищевых продуктов имеют лишь около 20. Многие из них обладают мутагенными (в том числе канцерогенными) свойствами. Среди микотоксинов, представляющих опасность для здоровья человека и животных, наиболее распространены афлатоксины (формула I и II), трихотеценовые микотоксины, или трихотецены (III–IV), охратоксины (V), патулин (VI), зеараленон и зеараленол (VII).

Формула	Наименование
	Группа I: Афлатоксин В1: R=H, м.м. – 312 Афлатоксин В2: R=H, положение 8 и 9 гидрированы, м.м. – 314 Афлатоксин М1: R=OH, м.м. – 328
	Группа II: Афлатоксин G1: м.м. – 328 Афлатоксин G2: положения 9 и 10 гидрированы, м.м. – 330
	Группа III: Токсин T-2: R1=OH, R2=R3=OAc, R4=H, R5=OCOCH2CH(CH3)2, м.м. – 424 Токсин HT-2: R1=R2=OH, R3=OAc, R4=H, R5=OCOCH2CH(CH3)2, м.м. – 466 Диацетоксискирпенол (ДАЗ): R1=OH, R2=R3=OAc, R4=H, R5=CH2, м.м. – 366
	Группа IV: Ниваленол: R1=R2=R3=R4=OH, м.м. – 312 Дезоксиниваленол (ДОН): R1=R3=R4=OH, R2=Н, м.м. – 296 3-ацетил-дезоксиниваленол: R1=OAc, R2=Н, R3=R4=OH, м.м. – 338 15-ацетил-дезоксиниваленол: R1=R4=OH, R2=Н, R3=OAc, м.м. – 338 Фузаренон: R1=R3=R4=OH, R2=OAc, м.м. – 354
	Группа V: Охратоксин А: R=H, R1=Cl, м.м. – 403 Охратоксин B: R=H, R1=H, м.м. – 369 Охратоксин C: R=Cl, R1=C2H5, м.м. – 431
	Группа VI: Патулин: м.м. – 153
	Группа VII: Зеараленон: X= CO, м.м. – 318 Зеараленол: X= CHOH, м.м. – 312

Большинство микотоксинов – кристаллические вещества, термически стабильны, хорошо растворимые в органических растворителях. Микотоксины (за исключением охратоксинов) достаточно устойчивы к действию кислот, разрушаются щелочами с образованием нетоксичных или малотоксичных соединений.

В настоящее время еще не сформирована единая классификация и номенклатура микотоксинов. В одних случаях в основу группового деления микотоксинов положена их химическая структура, в других — характер действия, в третьих — видовая принадлежность грибов-продуцентов.

История открытия микотоксинов

Проблема микотоксинов известна с глубокой древности. Периодически случались отравления людей и животных при употреблении продуктов, содержащих микотоксины. Наиболее известна гибель 14 тысяч человек в Париже в 1129 г. от употребления хлеба, содержащего микотоксин (эрготоксин) спорыньи злаков. В России также отмечены случаи массового отравления людей и животных зерном и хлебом, содержащим микотоксины возбудителя фузариоза. Приблизительно с 60-х годов 20-го века проблема микотоксинов приобрела глобальный характер в связи с нарушением экологического равновесия при интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур, а также из-за повышения содержания фотооксидантов в атмосфере (воздушного загрязнения), из-за чего растения теряют устойчивость к фитопатогенам. Возрастание микотоксикоза сельскохозяйственных продуктов связано также с широким применением азотных удобрений и пестицидов. Имеет значение и ограниченное количество генотипов сортов сельскохозяйственных культур. В настоящее время нет эффективных химических способов борьбы с загрязнением продуктов урожая злаковых культур микотоксинами.

Термин «микотоксикозы» впервые встречается в статье А. Х. Саркисова, опубликованной в 1948 г. В работе Н. А. Грандилевского 1938 года для описания отравления лошадей соломой, пораженной грибом Stachybotrys alternans, был употреблён термин «стахиботриотоксикоз», а в трудах Муратова, Преображенского Н. Г. и Саликова Г. И., опубликованных в 1944 г., отравление сельскохозяйственных животных кормами с примесями спорыньи (Claviceps purpurea) было определено как клавицепсотоксикоз. Термин «микотоксини» (от греческих слов микос — гриб и токсикон — яд) был впервые использован в начале 60-х годов прошлого века. Но природа и токсичность многих веществ, которые позже были отнесены к микотоксинам, а также заболевания в результате отравления ими, которые впоследствии были объединенные под названием микотоксикозы, были открыты и описаны еще задолго до введения этих терминов. Первые упоминания об отравлении людей и животных хлебом и зерном, контаминированным токсичными метаболитами грибов, а именно алкалоидами спорыньи (Claviceps purpurea), встречаются в средневековых летописях. Природу алкалоидов рожков впервые установили в 1864 г., но к микотоксинам алкалоиды были отнесены значительно позже.

Внимание исследователей к микотоксинам привлекли афлатоксины, открытые при исследовании причины «заболевания Х» — падежа 100 000 индеек на фермерских хозяйствах Англии в 1960 г. Заболевание сопровождалось апатией, потерей аппетита, опусканием крыльев, выгибанием шеи, отбрасыванием головы назад и гибелью в течение недели. Во время вскрытия обнаруживали кровоизлияния и некрозы в печени. После тщательных и длительных исследований из арахисовой муки, которую скармливали индейкам, было выделено бесцветное кристаллическое вещество, введение которого утятам позволило воспроизвести признаки «заболевания Х». Оказалось, что это вещество синтезируется грибами рода Aspergillus (A. flavus, A. parasiticus), которые растут на арахисе, кукурузе, сое и семенах масличных культур в условиях умеренного климата. По названию одного из продуцентов (A. flavus) вещество получило название афлатоксин.