mykotoksyna

Mikotoksyna (z greckiego μύκης mykes , „grzyb” i τοξίνη toxini , „toksyna”) jest toksycznym metabolitem wtórnym wytwarzanym przez organizmy z królestwa Grzyby i może powodować choroby i śmierć zarówno ludzi, jak i innych zwierząt. Termin „mykotoksyna” jest zwykle zarezerwowany dla toksycznych produktów chemicznych wytwarzanych przez grzyby, które łatwo kolonizują uprawy.

Przykłady mykotoksyn powodujących choroby ludzi i zwierząt obejmują aflatoksynę , cytryninę , fumonizyny , ochratoksynę A , patulinę , trichoteceny , zearalenon i alkaloidy sporyszu, takie jak ergotamina .

Jeden gatunek pleśni może wytwarzać wiele różnych mikotoksyn, a kilka gatunków może wytwarzać tę samą mikotoksynę.

Produkcja

Większość grzybów to tlenowce (wykorzystujące tlen) i można je znaleźć prawie wszędzie w bardzo małych ilościach ze względu na niewielki rozmiar ich zarodników . Zużywają materię organiczną wszędzie tam, gdzie wilgotność i temperatura są wystarczające. Tam, gdzie warunki są odpowiednie, grzyby namnażają się w kolonie a poziom mikotoksyn staje się wysoki. Przyczyna powstawania mikotoksyn nie jest jeszcze znana; nie są one niezbędne do wzrostu lub rozwoju grzybów. Ponieważ mykotoksyny osłabiają żywiciela przyjmującego, mogą poprawić środowisko dla dalszego namnażania się grzybów. Produkcja toksyn zależy od otaczającego środowiska wewnętrznego i zewnętrznego, a toksyczność tych substancji znacznie się różni, w zależności od zakażonego organizmu i jego wrażliwości, metabolizmu i mechanizmów obronnych.

Główne grupy

Aflatoksyny to rodzaj mikotoksyn wytwarzanych przez grzyby z gatunku Aspergillus , takie jak A. flavus i A. parasiticus . Ogólny termin aflatoksyny odnosi się do czterech różnych typów wytwarzanych mikotoksyn, którymi są B1 , B2 , G1 i G2 . Aflatoksyna B 1 , najbardziej toksyczna, jest silnym czynnikiem rakotwórczym i została bezpośrednio skorelowana z niekorzystnymi skutkami zdrowotnymi, takimi jak rak wątroby , u wielu gatunków zwierząt. Aflatoksyny są w dużej mierze związane z towary produkowane w krajach tropikalnych i subtropikalnych , takie jak bawełna , orzeszki ziemne , przyprawy , pistacje i kukurydza .

Ochratoksyna jest mikotoksyną występującą w trzech formach metabolitów wtórnych, A, B i C. Wszystkie są wytwarzane przez gatunki Penicillium i Aspergillus . Te trzy formy różnią się tym, że ochratoksyna B (OTB) jest niechlorowaną formą ochratoksyny A (OTA), a ochratoksyna C (OTC) jest estrem etylowym w postaci ochratoksyny A. Aspergillus ochraceus występuje jako zanieczyszczenie szerokiej gamy towarów, w tym napoje, takie jak piwo i wino. Aspergillus carbonarius jest głównym gatunkiem występującym na owocach winorośli, który uwalnia swoją toksynę podczas procesu wytwarzania soku. OTA został oznaczony jako czynnik rakotwórczy i nefrotoksyna i został powiązany z nowotworami w drogach moczowych u ludzi, chociaż badania na ludziach są ograniczone przez czynniki zakłócające .

Citrinin to toksyna, która została po raz pierwszy wyizolowana z Penicillium citrinum , ale została zidentyfikowana w kilkunastu gatunkach Penicillium i kilku gatunkach Aspergillus . Niektóre z tych gatunków są wykorzystywane do produkcji artykułów spożywczych dla ludzi, takich jak ser ( Penicillium camemberti ), sake, miso i sos sojowy ( Aspergillus oryzae ). Cytrinina jest związana z pożółkłego ryżu w Japonii i działa jako nefrotoksyna u wszystkich badanych gatunków zwierząt. Chociaż jest powiązany z wieloma pokarmami dla ludzi ( pszenica , ryż , kukurydza , jęczmień , owies , żyto i żywność barwiona pigmentem Monascus ), jego pełne znaczenie dla zdrowia człowieka jest nieznane. Cytrinina może również działać synergistycznie z ochratoksyną A, hamując syntezę RNA w mysich nerkach.

sporyszu to związki wytwarzane jako toksyczna mieszanina alkaloidów w sklerocjach gatunków Claviceps , które są powszechnymi patogenami różnych gatunków traw. Spożycie sklerocjów sporyszu z zakażonych zbóż, zwykle w postaci chleba wyprodukowanego z zanieczyszczonej mąki, powoduje zatrucie sporyszem , chorobę człowieka historycznie znaną jako ogień św. Antoniego . Istnieją dwie formy zatrucia sporyszem: zgorzelinowa, wpływająca na ukrwienie kończyn i konwulsyjna, wpływająca na ośrodkowy układ nerwowy . Nowoczesne metody czyszczenia ziarna znacznie zmniejszyły zatrucie sporyszem jako chorobę człowieka; jest to jednak nadal ważny problem weterynaryjny. Alkaloidy sporyszu były stosowane w farmacji.

Patulina jest toksyną wytwarzaną przez gatunki grzybów P. expansum , Aspergillus , Penicillium i Paecilomyces . P. expansum jest szczególnie kojarzony z różnymi spleśniałymi owocami i warzywami , w szczególności zgniłymi jabłkami i figami. Jest niszczony w fermentacji i dlatego nie występuje w napojach jabłkowych, takich jak cydr . Chociaż nie wykazano, że patulina jest rakotwórcza, donoszono, że uszkadza układ odpornościowy u zwierząt. W 2004 roku Wspólnota Europejska ustaliła limity stężeń patuliny w produktach spożywczych. Obecnie wynoszą one 50 μg/kg we wszystkich stężeniach soków owocowych, 25 μg/kg w produktach jabłkowych w postaci stałej przeznaczonych do bezpośredniego spożycia oraz 10 μg/kg w produktach jabłkowych dla dzieci, w tym w soku jabłkowym.

Fusarium są wytwarzane przez ponad 50 gatunków Fusarium i w przeszłości infekowały ziarna rozwijających się zbóż, takich jak pszenica i kukurydza . Należą do nich szereg mikotoksyn, takich jak: fumonizyny , które wpływają na układ nerwowy koni i mogą powodować raka u gryzoni ; trichoteceny , które są najsilniej związane z przewlekłymi i śmiertelnymi skutkami toksycznymi u zwierząt i ludzi ; i zearalenonu , co nie jest skorelowane z jakimkolwiek śmiertelnym skutkiem toksycznym u zwierząt lub ludzi. Niektóre z innych głównych typów Fusarium obejmują: enniatyny , takie jak beauvericin ), butenolid , ekwisetynę i fusaryny .

Występowanie

Chociaż różne grzyby leśne zawierają asortyment trucizn, które z pewnością są metabolitami grzybów powodującymi godne uwagi problemy zdrowotne u ludzi, są one raczej arbitralnie wyłączone z dyskusji o mykotoksykologii. W takich przypadkach rozróżnienie opiera się na wielkości wytwarzającego grzyba i ludzkich intencjach. Narażenie na mikotoksyny jest prawie zawsze przypadkowe, podczas gdy w przypadku grzybów często dochodzi do niewłaściwej identyfikacji i spożycia powodującego zatrucie grzybami . Spożycie błędnie zidentyfikowanych grzybów zawierających mikotoksyny może spowodować halucynacje. Amanita phalloides produkujący cyklopeptydy jest dobrze znany ze swojego potencjału toksycznego i jest odpowiedzialny za około 90% wszystkich zgonów grzybów. Inne podstawowe grupy mykotoksyn występujące w grzybach to: orellanina , monometylohydrazyna , podobne do disulfiramu, halucynogenne indole, muskarynowe, izoksazolowe i drażniące żołądkowo-jelitowe (GI). Większość tego artykułu dotyczy mykotoksyn, które znajdują się w mikrogrzybach innych niż trucizny z grzybów lub grzybów makroskopowych.

W środowiskach wewnętrznych

Budynki są kolejnym źródłem mikotoksyn, a ludzie mieszkający lub pracujący na obszarach z pleśnią zwiększają swoje szanse na niekorzystne skutki zdrowotne. Pleśnie rosnące w budynkach można podzielić na trzy grupy – kolonizatorów pierwotnych, wtórnych i trzeciorzędowych. Każda grupa jest podzielona na kategorie według zdolności do wzrostu przy określonym zapotrzebowaniu na aktywność wody. Identyfikacja produkcji mykotoksyn przez pleśnie domowe stała się trudna ze względu na wiele zmiennych, takich jak (i) mogą być one maskowane jako pochodne, (ii) są słabo udokumentowane oraz (iii) fakt, że mogą wytwarzać różne metabolity na materiały budowlane. Niektóre mikotoksyny w środowisku wewnętrznym są wytwarzane przez Alternaria , Aspergillus (wiele form), Penicillium i Stachybotrys . Stachybotrys chartarum zawiera większą liczbę mikotoksyn niż inne pleśnie hodowane w pomieszczeniach i jest powiązany z alergiami i stanami zapalnymi dróg oddechowych. Inwazja S. chartarum w budynkach z płytami gipsowo-kartonowymi, a także na płytkach sufitowych jest bardzo częstym zjawiskiem, które w ostatnim czasie stało się bardziej rozpoznawalnym problemem. Gdy płyta gipsowa była wielokrotnie poddawana działaniu wilgoci, S. chartarum łatwo rośnie na swojej celulozowej powierzchni. Podkreśla to znaczenie kontroli wilgoci i wentylacji w domach mieszkalnych i innych budynkach. Negatywne skutki zdrowotne mikotoksyn są funkcją stężenia , czasu ekspozycji i wrażliwości podmiotu. Stężenia występujące w normalnym domu, biurze lub szkole są często zbyt niskie, aby wywołać reakcję zdrowotną u mieszkańców.

W latach 90. XX wieku wzrosło zainteresowanie opinii publicznej mikotoksynami po wielomilionowych osadach toksycznych pleśni . Pozwy miały miejsce po badaniu przeprowadzonym przez Centrum Kontroli Chorób (CDC) w Cleveland w stanie Ohio , które wykazało związek między mikotoksynami z zarodników Stachybotrys a krwotokiem płucnym u niemowląt. Jednak w 2000 roku, na podstawie wewnętrznych i zewnętrznych przeglądów swoich danych, CDC stwierdziło, że z powodu wad ich metod powiązanie nie zostało udowodnione. Stachybotrys W badaniach na zwierzętach wykazano, że zarodniki powodują krwotoki z płuc, ale tylko przy bardzo wysokich stężeniach.

W jednym badaniu przeprowadzonym przez Center of Integrative Toxicology na Michigan State University zbadano przyczyny choroby związanej z zawilgoceniem budynku (DBRI). Odkryli, że Stachybotrys jest prawdopodobnie ważnym czynnikiem przyczyniającym się do DBRI. Dotychczasowe modele zwierzęce wskazują, że narażenie dróg oddechowych na S. chartarum może wywołać uczulenie alergiczne, zapalenie i cytotoksyczność górnych i dolnych dróg oddechowych. Toksyczność trichotecenu wydaje się być podstawową przyczyną wielu z tych działań niepożądanych. Ostatnie odkrycia wskazują, że niższe dawki (badania zwykle obejmują wysokie dawki) mogą powodować te objawy.

Niektórzy toksykolodzy wykorzystali miarę stężenia nie budzącego obaw toksykologicznych (Concentration of No Toxicological Concern, CoNTC) do przedstawienia stężenia mikotoksyn w powietrzu, które nie powinny stanowić zagrożenia dla ludzi (narażone w sposób ciągły przez 70 lat życia). Uzyskane dane z kilku badań do tej pory wykazały, że powszechne narażenie na mikotoksyny przenoszone drogą powietrzną w zabudowanym środowisku wewnętrznym jest niższe od CoNTC, jednak środowiska rolnicze mogą wytwarzać poziomy wyższe niż CoNTC.

W jedzeniu

Mikotoksyny mogą pojawiać się w łańcuchu pokarmowym w wyniku infekcji grzybiczych upraw , albo przez bezpośrednie spożycie przez ludzi, albo przez wykorzystanie jako pasza dla zwierząt gospodarskich .

W 2004 roku w Kenii zmarło 125 osób, a blisko 200 wymagało leczenia po zjedzeniu kukurydzy zanieczyszczonej aflatoksynami . Zgony były związane głównie z kukurydzą uprawianą w domu, która nie została potraktowana fungicydami lub odpowiednio wysuszona przed przechowywaniem. Z powodu niedoborów żywności w tamtym czasie rolnicy mogli zbierać kukurydzę wcześniej niż zwykle, aby zapobiec kradzieżom z ich pól, przez co ziarno nie było w pełni dojrzałe i było bardziej podatne na infekcje.

Przyprawy są podatnym podłożem do rozwoju grzybów mikotoksygennych i produkcji mikotoksyn. Stwierdzono, że najbardziej zanieczyszczonymi przyprawami są czerwone chili, czarny pieprz i suszony imbir.

Fizyczne metody zapobiegania rozwojowi grzybów wytwarzających mikotoksyny lub usuwania toksyn z zanieczyszczonej żywności obejmują kontrolę temperatury i wilgotności, napromienianie i obróbkę fotodynamiczną. Mikotoksyny można również usuwać chemicznie i biologicznie za pomocą środków przeciwgrzybiczych/przeciwmykotoksynowych i przeciwgrzybiczych metabolitów roślinnych .

W żywności dla zwierząt

Główny artykuł: Mikotoksyny w paszach dla zwierząt

Grzyby dimorficzne , do których należą Blastomyces dermatitidis i Paracoccidioides brasiliensis , są znanymi czynnikami wywołującymi endemiczne grzybice układowe .

W Ameryce Północnej pod koniec 2005 i na początku 2006 roku oraz ponownie pod koniec 2011 roku doszło do wybuchu epidemii karmy dla psów zawierającej aflatoksyny .

Mikotoksyny w paszach dla zwierząt, zwłaszcza w kiszonkach , mogą obniżać wydajność zwierząt gospodarskich i potencjalnie je zabijać. Kilka mykotoksyn zmniejsza wydajność mleka po spożyciu przez bydło mleczne .

W suplementach diety

Zanieczyszczenie roślin leczniczych mikotoksynami może przyczynić się do niekorzystnych problemów zdrowotnych człowieka i dlatego stanowi szczególne zagrożenie. Liczne naturalne występowanie mikotoksyn w roślinach leczniczych i lekach ziołowych odnotowano w różnych krajach, w tym w Hiszpanii, Chinach, Niemczech, Indiach, Turcji i na Bliskim Wschodzie. W analizie suplementów diety na bazie roślin z 2015 r. najwyższe stężenia mikotoksyn stwierdzono w ostropestu plamistego , do 37 mg/kg.

Efekty zdrowotne

Niektóre skutki zdrowotne stwierdzone u zwierząt i ludzi obejmują śmierć, możliwe do zidentyfikowania choroby lub problemy zdrowotne, osłabiony układ odpornościowy bez swoistości wobec toksyny oraz jako alergeny lub substancje drażniące. Niektóre mikotoksyny są szkodliwe dla innych mikroorganizmów, takich jak inne grzyby, a nawet bakterie; penicylina jest jednym z przykładów. Sugerowano, że mikotoksyny w przechowywanej paszy dla zwierząt są przyczyną rzadkich fenotypowych zmian płci u kur, które powodują, że wyglądają i zachowują się jak samce. Wpływ mikotoksyn na zdrowie może być „bardzo trudny” i można go podzielić na trzy formy: „mutagenny, rakotwórczy i genotoksyczne ”.

W ludziach

Mykotoksykoza to termin używany do określenia zatrucia związanego z narażeniem na mykotoksyny. Mikotoksyny mają potencjał zarówno ostrych, jak i przewlekłych skutków zdrowotnych poprzez spożycie, kontakt ze skórą, wdychanie oraz przedostanie się do krwioobiegu i układu limfatycznego. Hamują syntezę białek, uszkadzają makrofagów , hamują klirens cząstek w płucach i zwiększają wrażliwość na endotoksyny bakteryjne. Testy na mykotoksykozę można przeprowadzić przy użyciu immunopowinowactwa .

Objawy mikotoksykozy zależą od rodzaju mikotoksyny; stężenie i długość ekspozycji; a także wiek, stan zdrowia i płeć osoby narażonej. Efekty synergistyczne związane z kilkoma innymi czynnikami, takimi jak genetyka, dieta i interakcje z innymi toksynami, zostały słabo zbadane. Dlatego możliwe jest, że niedobór witamin, deprywacja kaloryczna, nadmierne spożywanie alkoholu i stan choroby zakaźnej mogą mieć połączone skutki z mikotoksynami.

Łagodzenie

Mikotoksyny są bardzo odporne na rozkład lub rozkład podczas trawienia, dlatego pozostają w łańcuchu pokarmowym w mięsie i produktach mlecznych. Nawet obróbka termiczna, taka jak gotowanie i zamrażanie, nie niszczy niektórych mikotoksyn.

Usuwanie

W przemyśle paszowym i spożywczym powszechną praktyką stało się dodawanie środków wiążących mikotoksyny, takich jak montmorylonit czy glinka bentonitowa , w celu skutecznej adsorbcji mikotoksyn. Aby odwrócić niekorzystne skutki mikotoksyn, do oceny funkcjonalności dowolnego dodatku wiążącego stosuje się następujące kryteria:

  • Skuteczność składnika aktywnego potwierdzona danymi naukowymi
  • Niski efektywny współczynnik włączenia
  • Stabilność w szerokim zakresie pH
  • Wysoka zdolność wchłaniania wysokich stężeń mykotoksyn
  • Wysokie powinowactwo do wchłaniania niskich stężeń mikotoksyn
  • Potwierdzenie interakcji chemicznej mikotoksyny z adsorbentem
  • Udowodnione dane in vivo ze wszystkimi głównymi mikotoksynami
  • Nietoksyczny, przyjazny dla środowiska składnik

Ponieważ nie wszystkie mikotoksyny mogą wiązać się z takimi czynnikami, najnowszym podejściem do kontroli mikotoksyn jest dezaktywacja mikotoksyn. Za pomocą enzymów ( esteraza , de-epoksydaza), drożdży ( Trichosporon mycotoxinvorans ) lub szczepów bakteryjnych ( Eubacterium BBSH 797 opracowany przez Biomin ), mykotoksyny mogą zostać zredukowane podczas zanieczyszczenia przed zbiorami. Inne metody usuwania obejmują fizyczną separację, mycie, mielenie, nixtamalizację , obróbka cieplna, promieniowanie, ekstrakcja rozpuszczalnikami oraz stosowanie środków chemicznych lub biologicznych. Metody napromieniowania okazały się skutecznym sposobem zapobiegania rozwojowi pleśni i produkcji toksyn.

Przepisy prawne

Wiele międzynarodowych agencji próbuje osiągnąć powszechną standaryzację limitów regulacyjnych dla mikotoksyn. Obecnie w ponad 100 krajach istnieją przepisy dotyczące mikotoksyn w przemyśle paszowym, w których niepokojących jest 13 mikotoksyn lub grup mikotoksyn. Proces oceny regulowanej mikotoksyny obejmuje szeroki zakres testów laboratoryjnych, które obejmują ekstrakcję, kolumny czyszczące i techniki separacji. Większość oficjalnych przepisów i metod kontroli opiera się na wysokowydajnych technikach płynnych (np. HPLC ) za pośrednictwem organów międzynarodowych. Sugeruje się, że wszelkie przepisy dotyczące tych toksyn będą zgodne z wszelkimi innymi krajami, z którymi istnieje umowa handlowa. Wiele norm dotyczących analizy wydajności metody dla mykotoksyn jest ustalanych przez Europejski Komitet Normalizacyjny (CEN). Należy jednak zauważyć, że na naukową ocenę ryzyka powszechnie wpływa kultura i polityka, co z kolei wpłynie na regulacje dotyczące handlu mikotoksynami.

Mikotoksyny pochodzące z żywności były szeroko badane na całym świecie w XX wieku. W Europie ustawowe poziomy szeregu mikotoksyn dozwolonych w żywności i paszach dla zwierząt są określone przez szereg europejskich dyrektyw i rozporządzeń WE . Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków reguluje i egzekwuje limity stężeń mikotoksyn w przemyśle spożywczym i paszowym od 1985 roku. Poprzez różne programy zgodności FDA monitoruje te branże, aby zagwarantować, że mikotoksyny są utrzymywane na praktycznym poziomie. Te programy zgodności obejmują próbki produktów spożywczych, w tym orzeszków ziemnych i produktów z orzeszków ziemnych, orzechów drzewnych, kukurydzy i produktów kukurydzianych, nasion bawełny i mleka. Nadal brakuje wystarczających danych z nadzoru nad niektórymi mikotoksynami występującymi w USA

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mycotoxin&oldid=1139669962 ”