Aflatoksyna

Nie mylić z toksyną alfa .
Budowa chemiczna aflatoksyny B 1

Aflatoksyny to różne trujące czynniki rakotwórcze i mutageny wytwarzane przez niektóre pleśnie , zwłaszcza gatunki Aspergillus . Grzyby rosną w glebie, butwiejącej roślinności i różnych podstawowych produktach spożywczych i towarach, takich jak siano, kukurydza cukrowa , pszenica , proso , sorgo , maniok , ryż , papryka chili , nasiona bawełny , orzeszki ziemne , orzechy , nasiona sezamu , nasiona słonecznika i różne przyprawy. Krótko mówiąc, odpowiednie grzyby rosną na prawie każdej uprawie lub żywności. Kiedy taka skażona żywność jest przetwarzana lub spożywana, aflatoksyny dostają się do ogólnego zaopatrzenia w żywność. Znaleziono je zarówno w żywności dla zwierząt domowych, jak i żywności dla ludzi, a także w paszach dla zwierząt rolniczych. Zwierzęta karmione skażonym pokarmem mogą przenosić produkty przemiany aflatoksyn do jaj, produktów mlecznych i mięsa. Na przykład zanieczyszczona pasza dla drobiu jest podejrzanym źródłem skażonego aflatoksynami kurczaka i jaj w Pakistanie.

Dzieci są szczególnie narażone na ekspozycję na aflatoksyny, które są związane z zahamowaniem wzrostu, opóźnieniem rozwoju, uszkodzeniem wątroby i rakiem wątroby. W niektórych badaniach odnotowano związek między karłowatością u dzieci a ekspozycją na aflatoksyny, ale we wszystkich nie można go było wykryć. Co więcej, badania epidemiologiczne nie wykazały jeszcze ostatecznie związku przyczynowego między karłowatością u dzieci a ekspozycją na aflatoksyny, chociaż takie badania są w toku. Dorośli mają wyższą tolerancję na ekspozycję, ale są również zagrożeni. Żaden gatunek zwierząt nie jest odporny. Aflatoksyny należą do najbardziej rakotwórczych znane substancje. Po wejściu do organizmu aflatoksyny mogą być metabolizowane w wątrobie do reaktywnego epoksydu lub hydroksylowane do mniej szkodliwej aflatoksyny M 1 .

Zatrucie aflatoksynami najczęściej następuje po spożyciu, ale najbardziej toksyczny związek aflatoksyny, B 1 , może przenikać przez skórę.

Poziomy działania amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA) dla aflatoksyn obecnych w żywności lub paszach wynoszą od 20 do 300 ppb . FDA miała okazję zadeklarować wycofanie karmy dla ludzi i zwierząt jako środek zapobiegawczy, aby zapobiec narażeniu.

Termin „aflatoksyna” pochodzi od nazwy gatunku Aspergillus flavus , w którym po raz pierwszy odkryto niektóre związki. Słowo to zostało ukute około 1960 roku po jego odkryciu jako źródła „ indyckiej choroby X ”. Aflatoksyny stanowią jedno z głównych ugrupowań mikotoksyn , a poza Aspergillus flavus przedstawiciele tej grupy związków występują w gatunkach takich jak: Aspergillus parasiticus , Aspergillus pseudocaelatus , Aspergillus pseudonomius , Aspergillus nomius .

Główne typy i ich metabolity

Aflatoksyna B 1 jest uważana za najbardziej toksyczną i jest wytwarzana zarówno przez Aspergillus flavus , jak i Aspergillus parasiticus . Aflatoksyna M 1 jest obecna w bulionie fermentacyjnym Aspergillus parasiticus , ale ona i aflatoksyna M 2 są również wytwarzane , gdy zakażona wątroba metabolizuje aflatoksyny B 1 i B 2 .

  • Aflatoksyna B 1 i B 2 (AFB), wytwarzana przez Aspergillus flavus i A. parasiticus
  • Aflatoksyna G 1 i G 2 (AFG), wytwarzana przez niektóre grupy II A. flavus i Aspergillus parasiticus
  • Aflatoksyna M 1 (AFM 1 ), metabolit aflatoksyny B 1 u ludzi i zwierząt (narażenie w ilościach ng może pochodzić z mleka matki)
  • Aflatoksyna M 2 , metabolit aflatoksyny B 2 w mleku bydła żywionego skażonym pokarmem
  • Aflatoksykol (AFL): metabolit powstający w wyniku rozpadu pierścienia laktonowego
  • Aflatoksyna Q 1 (AFQ 1 ), główny metabolit AFB 1 w preparatach wątroby innych wyższych kręgowców in vitro

AFM, AFQ i AFL zachowują możliwość stania się epoksydem. Niemniej jednak wydają się znacznie mniej zdolne do powodowania mutagenezy niż niezmetabolizowana toksyna.

Warunki zanieczyszczenia

Aflatoksyny są wytwarzane zarówno przez Aspergillus flavus, jak i Aspergillus parasiticus , które są powszechnymi formami „chwastych” pleśni szeroko rozpowszechnionych w przyrodzie. Obecność tych pleśni nie zawsze wskazuje na obecność szkodliwych poziomów aflatoksyn, ale wskazuje na znaczne ryzyko. Pleśnie mogą kolonizować i zanieczyszczać żywność przed zbiorem lub podczas przechowywania, zwłaszcza po długotrwałym wystawieniu na działanie środowiska o wysokiej wilgotności lub stresujących warunków, takich jak susza. Zanieczyszczenie aflatoksynami wzrasta w uprawach, takich jak kukurydza , w wyniku zmian klimatu tworząc lepsze warunki dla tych pleśni.

Rodzimym siedliskiem Aspergillus jest gleba, rozkładająca się roślinność, siano i zboża ulegające degradacji mikrobiologicznej, ale atakuje wszystkie typy substratów organicznych, gdy tylko warunki sprzyjają jego wzrostowi. Korzystne warunki do produkcji aflatoksyn obejmują wysoką wilgotność (co najmniej 7%) i temperatury od 55 ° F (13 ° C) do 104 ° F (40 ° C) [optymalnie 27 do 30 ° C (81 do 86 ° F) ]. Aflatoksyny zostały wyizolowane ze wszystkich głównych upraw zbóż oraz ze źródeł tak różnych, jak masło orzechowe i konopie indyjskie. Podstawowe towary regularnie zanieczyszczone aflatoksynami to maniok, chili, kukurydza, nasiona bawełny, proso, orzeszki ziemne, ryż, sorgo, nasiona słonecznika, orzechy, pszenica i różne przyprawy przeznaczone do spożycia przez ludzi lub zwierzęta. Produkty przemiany aflatoksyn są czasami znajdowane w jajach, produktach mlecznych i mięsie, gdy zwierzęta są karmione skażonym zbożem.

Badanie przeprowadzone w Kenii i Mali wykazało, że dominujące praktyki suszenia i przechowywania kukurydzy były niewystarczające w minimalizowaniu narażenia na aflatoksyny.

Uprawy ekologiczne, które nie są traktowane fungicydami , mogą być bardziej podatne na zanieczyszczenie aflatoksynami.

Zapobieganie

Podstawowym sposobem ograniczenia ryzyka związanego z aflatoksynami w zaopatrzeniu w żywność jest higiena żywności w komercyjnym łańcuchu dostaw towarów, na przykład odrzucanie spleśniałego ziarna do wykorzystania w zakładach przetwórstwa spożywczego oraz testowanie partii składników pod kątem poziomów aflatoksyn przed dodaniem ich do mieszanki. Agencje regulacyjne, takie jak FDA, ustalają limity na dopuszczalnych poziomach. suszenie ziarna , które jest niezbędne do opłacalnego zbioru kombajnów w wielu regionach , stanowi podstawę tego wysiłku, przede wszystkim zapobiegając nadmiernemu zawilgoceniu przechowywanego ziarna.

Istnieje bardzo niewiele dowodów na to, że edukacja rolnicza i żywieniowa może zmniejszyć narażenie na aflatoksyny w krajach o niskich i średnich dochodach.

Patologia

Żaden gatunek zwierząt nie jest odporny na ostre toksyczne działanie aflatoksyn. Dorośli ludzie mają wysoką tolerancję na ekspozycję na aflatoksyny i rzadko zapadają na ostrą aflatoksykozę, ale dzieci są szczególnie dotknięte, a ich ekspozycja może prowadzić do zahamowania wzrostu i opóźnionego rozwoju, oprócz wszystkich objawów wymienionych poniżej.

Wysoki poziom narażenia na aflatoksyny powoduje ostrą martwicę wątroby (ostra aflatoksykoza), prowadzącą później do marskości lub raka wątroby . Ostra niewydolność wątroby objawia się krwawieniem , obrzękiem , zaburzeniami trawienia, zmianami wchłaniania i/lub metabolizmu składników odżywczych oraz zmianami psychicznymi i/lub śpiączką .

Przewlekła, subkliniczna ekspozycja nie prowadzi do tak dramatycznych objawów jak ostra aflatoksykoza. Przewlekła ekspozycja zwiększa ryzyko zachorowania na raka wątroby i pęcherzyka żółciowego, ponieważ metabolity aflatoksyn mogą interkalować do DNA i alkilować zasady poprzez grupę epoksydową . Uważa się, że powoduje to mutacje w p53 , ważnym genie w zapobieganiu progresji cyklu komórkowego, gdy występują mutacje DNA lub sygnał apoptozy (Zaprogramowana śmierć komórki). Mutacje te wydają się wpływać na niektóre lokalizacje par zasad bardziej niż na inne, na przykład trzecia zasada kodonu 249 genu p53 wydaje się być bardziej podatna na mutacje, w których pośredniczą aflatoksyny niż pobliskie zasady. Podobnie jak w przypadku innych środków alkilujących DNA, aflatoksyna B1 może powodować supresję immunologiczną, a narażenie na nią wiąże się ze zwiększonym mianem wirusa u osób zakażonych wirusem HIV .

Na ekspresję chorób związanych z aflatoksynami mają wpływ takie czynniki jak gatunek, wiek, odżywianie, płeć oraz możliwość jednoczesnego narażenia na inne toksyny. Głównym narządem docelowym u ssaków jest wątroba, więc aflatoksykoza jest przede wszystkim chorobą wątroby. Warunki zwiększające prawdopodobieństwo aflatoksykozy u ludzi obejmują ograniczoną dostępność pożywienia, warunki środowiskowe sprzyjające rozwojowi pleśni na produktach spożywczych oraz brak systemów regulacyjnych do monitorowania i kontroli aflatoksyn.

Regularna dieta zawierająca warzywa apiaceous , takie jak marchew , pasternak , seler i pietruszka , może zmniejszyć rakotwórcze działanie aflatoksyny.

Nie ma swoistego antidotum na aflatoksykozę. Leczenie objawowe i wspomagające, dostosowane do ciężkości choroby wątroby, może obejmować dożylne podawanie płynów z dekstrozą, aktywną witaminą K, witaminami z grupy B oraz ograniczoną, ale wysokiej jakości dietę białkową z odpowiednią zawartością węglowodanów.

U innych zwierząt

U psów aflatoksyna może potencjalnie prowadzić do chorób wątroby. Niski poziom narażenia na aflatoksyny wymaga ciągłego spożywania przez kilka tygodni do miesięcy, aby pojawiły się oznaki dysfunkcji wątroby. Niektóre artykuły sugerują, że poziom toksyczności w karmie dla psów wynosi 100–300 ppb i wymaga ciągłej ekspozycji lub spożycia przez kilka tygodni lub miesięcy, aby rozwinąć się aflatoksykoza. Nie ma dostępnych informacji sugerujących, że wyleczone psy zapadną później na chorobę wywołaną przez aflatoksyny.

Indyki są wyjątkowo podatne na aflatoksykozę. Ostatnie badania wykazały, że jest to spowodowane skutecznym metabolizmem aflatoksyny B1, w którym pośredniczy cytochrom P450, w wątrobie indyków i niedoborem detoksykacji, w której pośredniczy S-transferaza glutationowa .

Niektóre badania na ciężarnych chomikach wykazały istotny związek między narażeniem na aflatoksynę B 1 (4 mg/kg, pojedyncza dawka) a pojawieniem się anomalii rozwojowych u ich potomstwa.

W 2005 roku firma Diamond Pet Foods odkryła aflatoksynę w produkcie wytwarzanym w jej zakładzie w Gaston w Karolinie Południowej . W 23 stanach Diamond dobrowolnie wycofał 19 produktów zawierających kukurydzę i wyprodukowanych w zakładzie w Gaston. Testy ponad 2700 gotowych próbek produktów przeprowadzone przez laboratoria potwierdziły, że tylko dwa kody dat dwóch preparatów dla dorosłych psów mogą być toksyczne.

W grudniu 2020 i styczniu 2021 firma Midwestern Pet Foods wycofała karmę dla psów zawierającą śmiertelne poziomy aflatoksyny. Aż 70 psów zmarło z powodu zatrucia aflatoksynami do 12 stycznia 2021 r.

Wykrywanie u ludzi

Istnieją dwie główne techniki, które były najczęściej stosowane do wykrywania poziomu aflatoksyny u ludzi.

Pierwsza metoda to pomiar adduktu AFB 1 - guaniny w moczu badanych. Obecność tego produktu rozpadu wskazuje na ekspozycję na aflatoksynę B 1 w ciągu ostatnich 24 godzin. Ta technika mierzy jednak tylko niedawną ekspozycję. Ze względu na okres półtrwania tego metabolitu, zmierzony poziom AFB 1 -guaniny może zmieniać się z dnia na dzień, w zależności od diety, nie jest idealny do oceny długotrwałego narażenia.

Inną stosowaną techniką jest pomiar poziomu adduktu AFB 1 - albumina w surowicy krwi. Takie podejście zapewnia bardziej zintegrowany pomiar narażenia na przestrzeni kilku tygodni lub miesięcy.

Lista ognisk

Międzynarodowe źródła komercyjnego masła orzechowego , olejów kuchennych (np. z oliwek , oleju z orzeszków ziemnych i oleju sezamowego ) oraz kosmetyków zostały zidentyfikowane jako zanieczyszczone aflatoksynami. W niektórych przypadkach chromatografia cieczowa – tandemowa spektrometria mas (LC-MS/MS) i inne metody analityczne wykazały, że zakres od 48% do 80% wybranych próbek produktów zawierał wykrywalne ilości aflatoksyn. W wielu z tych zanieczyszczonych produktów spożywczych aflatoksyna przekraczała bezpieczne limity w USA Food and Drug Administration (FDA) lub inna agencja regulacyjna.

  • 1973 Polska: 10 zmarło po otwarciu Grobu Kazimierza IV Jagiellończyka , w którym znajdowały się pleśnie produkujące aflatoksyny.
  • 2003 Kenia: ostre zatrucie, 120 potwierdzonych zgonów.
  • Luty-marzec 2013: Rumunia, Serbia, Chorwacja importowane do Europy Zachodniej – 2013 skażenie aflatoksynami .
  • Luty 2013: zanieczyszczenie stanu Iowa.
  • 2014 (w toku): Nepal i Bangladesz , narażenie noworodków, wykryte we krwi pępowinowej .
  • 2019 Kenia: wycofanie pięciu marek mąki kukurydzianej z powodu zanieczyszczenia.
  • 2021 USA: Skażenie karmy dla zwierząt domowych produkowanej przez Midwestern Pet Food, powodujące śmierć co najmniej 70 psów.

Zobacz też

Zasoby

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Aflatoxin&oldid=1136279867 ”