 |
Метаболизм и механизм действия
|
|
|
|
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Казанский (Приволжский) федеральный Университет»
БИОЛОГО-ПОЧВЕННЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА БИОХИМИИ
РЕФЕРАТ
АФЛАТОКСИНЫ
Студент IV курса Э.Л. Перес Хусаенова
Казань - 2011
Структура, источники, физико-химические свойства
Афлатоксин ( aflatoxin) - смертельно опасный микотоксин <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%BD>, относящийся к классу поликетидов <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%B4>. Производящие токсин <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%BD>, главным образом, грибы нескольких видов рода Aspergillus <http://ru.wikipedia.org/wiki/Aspergillus> (главным образом A. flavus и A. parasiticus) - растут на зёрнах <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5_%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%82%D1%83%D1%80%D1%8B>, семенах и плодах растений с высоким содержанием масла (например, на семенах арахиса <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%80%D0%B0%D1%85%D0%B8%D1%81>, кукурузе) и других субстратах. Оптимальными условиями, обеспечивающими развитие этих плесневых грибов, являются немного повышенная температура (около 30 °С) вкупе с повышенной влажностью (около 85%).
В процессе исследований грибов рода Aspergillus выделен ряд афлатоксинов, подобных по химической структуре органических соединений (замещены кумарины). Установлено, что они чувствительны к действию окислительных реагентов. Афлатоксины хорошо растворяются в умеренно полярных органических растворителях (ацетон, хлороформ, дихлорметан, диметилсульфоксид, этанол, изопропанол и др.), но не растворимы в эфире. В чистом виде они довольно устойчивы при нагревании на воздухе (температура плавления 268-269° С), однако легко разрушаются под действием света, а также при растворении в высокополярных растворителях. В бензоле и хлороформе афлатоксины сохраняются в темноте в течение нескольких лет.
|
|
|
Идентифицированы четыре основных вида афлатоксинов (В1, В2, G1 и G2), однако в целом группа этих веществ охватывает по крайней мере 16 соединений, которые отличаются некоторыми свойствами и уровнем токсичности. В клетках гриба A. flavus синтезируются афлатоксины В1 (рисунок 1) и В2, гриб A. parasiticus синтезирует, кроме них, еще и афлатоксины G1 (рисунок 2) и G2.
Группа I: афлатоксин В1: R=H, молекулярная масса - 312; афлатоксин В2: R=H, положение 8 и 9 гидрированы, молекулярная масса - 314.
Рисунок 1 - Структура афлотоксина В1.
Группа II: афлатоксин G1, молекулярная масса - 328; афлатоксин G2: положения 9 и 10 гидрированы, молекулярная масса - 330.
Рисунок 2 - Структура афлотоксина G1.
Распределение в организме
Афлатоксины избирательно поражают печень и ингибируют синтез белка. Уже через несколько часов после введения афлатоксинов отмечаются структурные нарушения в гепатоцитах: дегрануляция шероховатого и пролиферация гладкого эндоплазматического ретикулума; появление множества миелино-подобных фигур и вторичных лизосом. При остром отравлении афлатоксином В1 очаги некроза развиваются в миокарде, почках, селезенке. Однако основной "мишенью" воздействия является печень, где наблюдаются обширные коагуляционные и жировые некрозы гепатоцитов, жировая и белковая дистрофия в менее поврежденных клетках. В настоящее время афлатоксины считаются наиболее сильными гепатотропными ядами с выраженными канцерогенными свойствами.
Потребление пищевых продуктов, содержащих 1,7 мг/кг афлатоксина, за короткий период времени может привести к необратимым повреждениям в печени, а 75 мг/кг - к смерти.
|
|
|
Картина отравления
Отравление наступает при употреблении в пищу загрязненных афлатоксинами продуктов или кормов (часто немного или заметно подпорченных при их неправильном хранении). Основные симптомы острого отравления: вялость, отсутствие аппетита, нарушение координации движений, судороги, парезы, нарушение функций желудочно-кишечного тракта, потеря массы тела, отставание в развитии. Специфическими симптомами острого афлатоксикоза являются коагулопатия и множественные геморрагии, отеки, водянки и в некоторых случаях развитие желтухи. У животных (индюшата, утята, телята, свиньи) острые алиментарные токсикозы, вызванные афлатоксинами, характеризуются быстрым развитием симптоматики общего отравления, высокой летальностью и значительными изменениями печени. Пораженная афлатоксином пища ассоциируется с синдромом Рейа или оспой, которая поражает детей. Симптомы - рвота, конвульсии и кома. Смертность может достигать 80%. Некоторые исследователи связывают гепатит B с афлатоксином, предположительно изменяющим генетическую структуру ДНК, в результате чего вирус гепатита поражает клетку. Для афлатоксинов доказаны мутагенная активность, цитотоксическое действие, влияние на нервную систему, иммуннотоксичность, влияние на репродуктивную функцию, тератогенная активность. Токсические свойства афлатоксинов усиливаются при питании с недостаточным количеством белка, полиненасыщенных жирных кислот, витамина А и этилового спирта.
Метаболизм и механизм действия
химический афлатоксин нуклеиновый поликетид
Влияние афлатоксинов на живой организм заключается в их взаимодействии с макромолекулами клетки - нуклеиновыми кислотами и белками. Они могут практически действовать на все процессы обмена веществ в клетке, а также на структурные и функциональные свойства ее органелл.
В печени афлатоксин B1 и другие токсины этой группы необратимо связываются с молекулами белков и ДНК, образуя аддукты (например, афлатоксин В1-лизин в молекуле альбумина). Разрушение белков и азотистых оснований ДНК в гепатоцитах приводит к токсическому действию афлатоксинов на печень. В гепатоцитах афлатоксин В1 превращается в более токсичные и канцерогенные метаболиты с участием цитохром Р450-монооксигеназы (CYP1A2, CYP 2A6, CYP2B6 и CYP3A4), происходит реакция эпоксидирования двойной связи терминального фуранового кольца, в результате чего образуется электрофильный метаболит, способный алкилировать нуклеиновые кислоты. Эпоксидная форма афлатоксина связывается с остатками гуанина в молекулах ДНК, с образованием гуанил-N7-аддуктов, которые индуцируют мутации. Полагают, что одна из мутаций (G → T трансверсия) в 249-м кодоне гена белка р53 инициирует образование гепатокарциномы.
|
|
|
В цитозоле афлатоксины взаимодействуют с растворимыми белками, ингибируя активность ферментов. Афлатоксины оказывают прямое воздействие на лизосомы, что приводит к повреждению их мембран и освобождению активных гидролаз. Афлатоксины нарушают проницаемость плазматических мембран. Все это приводит к так называемому метаболическому хаосу и гибели клетки.
Литература
1. Райс, Р. Х. Ароматические амины / Райс, Р. Х., Гуляева, Л. Ф. // Биологические эффекты токсических соединений [Электронный ресурс]. - 2003. - Режим доступа: <http://toxicology.narod.ru/book18.html> - Дата доступа: 26.11.2011.
. Большая техническая энциклопедия, Афлатоксин [Электронный ресурс]. - Режим доступа: <http://www.ai08.org/index.php/term/,9da4ab975b546c395b9c3ba39a8d61988dac9f39ae6c59a86e3daa98418d6c395b9c3cad9a8d609853aa9f39af6c8fa86e3dab98a7606c395b9c3c349a8d61988da99f39af6c8fac649c3ea49a5960988fb19f33416c8da56e3f3f983b616c335d9c3ea59a8f61988fb09fadaf6c8da46ea93d9a9a8d61988aaf9f39af6c8f386e3daa98418e663c829b6eb0ac5b5da0aa5b56546ba2a662a253.xhtml> - Дата доступа: 26.11.2011.
. Орлов, Б. Н. Ядовитые микромицеты / Орлов, Б. Н., Гелашвили, Д. Б., Ибрагимов, А. К <http://plantlife.ru/books/item/f00/s00/z0000023/index.shtml>. // Ядовитые животные и растения СССР [Электронный ресурс]. - 1990. - Режим доступа: <http://plantlife.ru/books/item/f00/s00/z0000023/st013.shtml> - Дата доступа: 26.11.2011.
. Папазян, Т. Микотоксины и здоровье человека / Папазян, Т. // Миктоксины: экономический риск и контроль [Электронный ресурс]. - 1990. - Режим доступа: <http://www.zzr.ru/archives/2002/08/article7.htm> - Дата доступа: 26.11.2011.
|
|
|
