Токсини афлатоксинів у їжі; Журнал «Гален»
Хімічна структура афлатоксинів складається з ансамблю з одного кумарину та трьох фуранів. Молекулярна маса афлатоксинів коливається від 312 (афлатоксин B1) до 316 (афлатоксин G2a. Низька молекулярна маса пояснює відсутність антигенних властивостей цих речовин. Серед властивостей практичного значення афлатоксинів згадані термостабільність, інактивація лише при температурі вище 1000 ° С у вологому середовищі і через тривалий час. Вони розчиняються в етиловому спирті, метиловому спирті, суміші ацетону з водою і, найкраще, в хлороформі. гексан, гептан, діетиловий ефір та петролейний ефір У розчині, особливо водному, чутливі до повітря, світла, ультрафіолету, флуоресцентні (синій для AFB, зелений для AFG, AFM1 має синьо-фіолетову флуоресценцію) .
В даний час розроблені методи та прийоми виділення, ідентифікації, дозування, навіть синтезу мікотоксинів, так що описано кілька сотень мікотоксинів, деякі з них вважаються основними мікотоксинами.
Aspergillus flavus
Aspergillus flavus - це цвіль з аскоміцетів (Ascomycota), в культурі якої вперше виділено афлатоксин B1, мікотоксин зі структурою дифурано-кумарину, який вважається канцерогеном I ступеня. і є одним із відомих видів цвілі, які виробляють афлатоксин, який може викликати гострий гепатит, імунодепресію та гепатоцелюлярну карциному. Цвіль потрапляє в боб і розвивається переважно навколо ембріона, так що технологічні процеси, що передбачають відділення мікробів від ендосперму, можуть з часом знизити концентрацію афлатоксинів. Очевидно, що значна частина афлатоксину залишається в ембріонах, і вони є важливим токсичним джерелом для людей і тварин.
Відсутність будь-яких приписів щодо складання списків грибів у країнах з високим ризиком вірусного гепатиту також збільшує ризик гепатоцелюлярної карциноми .
Aspergillus flavus - другий за значимістю виділений гриб сімейства Aspergillaceae, перший - Aspergillus fumigatus. Аспергіл проникає в артерії мозку і викликає інсульт .
Aspergillus flavus розвивається в жовтій культурі. Види Aspergillus можна відрізнити за появою конідій або «плодоносної головки».
У людей у рідкісних випадках Aspergillus flavus може продовжувати свій життєвий цикл всередині тіла, з головним розташуванням, виробляючи внутрішньочерепний аспергільоз - серйозне захворювання, часто смертельне.
Загалом, аспергільоз зустрічається у пацієнтів з ослабленим імунітетом та/або фермерів, у яких спори Aspergillus flavus знаходяться в навколоносовій пазусі. .
Aspergillus flavus в основному виробляє афлатоксини B1 і B2, не виконуючи жодної ролі у виробництві типів G1 і G2, тоді як Aspergillus parasiticus продукує всі 4.
AFB1 є найбільш токсичним, за ним йдуть AFM1 (M1 Milk 1, що міститься в молоці корови, зараженої вживанням заражених кормів), AFB2 та AFG2 .
Токсикокінетика AFB1: поглинання це можна робити всередину або трахею завдяки ліпофільності, яка регулює рух за допомогою пасивного дифузійного механізму. Рух здійснюється швидко, на рівні тонкої кишки через дванадцятипалу кишку, AFB1 проходить в печінці через ворітну вену .
розподіл: Його зберігання в організмі відбувається за рахунок ковалентних зв’язків з молекулами тканин, як приклад можна побачити трансплацентарне проходження афлатоксинів.
Метаболізм AFB1: Афлатоксини В1, щоб бути токсичними або мутагенними, повинні метаболізуватися шляхом зв’язування з макромолекулами. Це досягається печінковим цитохромом P (CYP) і перетворюється в такі метаболіти: AFB2a, AFQ1, AFP1, афлатоксин H1, AFM1, афлатоксин M1 та епокси-AFB1 (крім епоксидних AFB1 та AFM1 менш токсичні)
- жовчний: представляє 60% від загальної елімінації щодо всіх утворених метаболітів, іноді AFB1 у вільній формі;
- сечовивідні шляхи: є метаболіти, які служать маркером при інтоксикаціях;
- за лактацією: лише AFM1
У 1961 році з арахісу було успішно витягнуто токсичний принцип, відповідальний за виникнення невідомої хвороби (хвороби Туреччини-х-хвороби), яка знищила понад 100 000 індичат. Було показано, що отруйна речовина є продуктом метаболізму штаму Aspergillus flavus, і тому його назвали афлатоксином.
Мікотоксини, які природно містяться в різних продуктах харчування, є питанням безпеки харчових продуктів. Епідеміологічні дослідження в Індії та деяких африканських країнах показали зв'язок між вживанням продуктів, заражених афлатоксинами, та збільшенням захворюваності на рак печінки.
Орган-мішень, який зазнає серйозної шкоди від отруєння афлатоксинами, - це печінка. Гострий афлатоксиноз може проявлятися кровотечами, гострою печінковою недостатністю і навіть смертю. Смертельна доза відрізняється від тварини до тварини і залежить від багатьох факторів, таких як кількість поглиненого афлатоксину, вік тварини, стан здоров’я та стан харчування.
Вживання меншої кількості, але більш тривалий час призводить до хронічної інтоксикації. Ефекти та симптоми, як правило, важко виділити як через їх низьку інтенсивність, але особливо через їх неспецифічний характер. Слід підозрювати хронічний афлатоксиноз, коли за відсутності інших очевидних причин у тварин спостерігаються стійкі розлади травлення, що супроводжуються зниженням набору ваги. Мікотоксини - це природні речовини, які з’являються як побічні продукти розвитку паразитичних грибів (Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Claviceps та Alternaria) у рослинах і продуктах, що зберігаються, а потім використовуються в їжі для людей та тварин. Вони є токсичними речовинами, які представляють значні ризики для безпеки повсякденного харчування. Забруднення харчових продуктів або кормових продуктів мікотоксинами не передбачає обов’язкової присутності грибка або зміни органолептичних характеристик продукту (зовнішнього вигляду, кольору, запаху, смаку), що унеможливлює виявлення мікотоксину., якщо продукти харчування та корми не піддаються суворому періодичному мікотоксикологічному контролю .
Токсичність мікотоксинів виражається LD50, і цей спосіб експресії має деякі недоліки: він враховує лише летальний вплив, надає експериментальні дані про тварин, особливо лабораторних тварин, які не можуть бути екстрапольовані для людей і виключає "кумулятивну токсичність, визначену шляхом багаторазового впливу низьких доз .
В даний час існує близько 300-400 мікотоксинів, які належать до 24 хімічних груп токсинів, які можуть зустрічатися в дуже різних умовах у сільськогосподарському виробництві та в різних продуктах харчування, отриманих з них.
Біохімічна дія цих токсинів полягає у пригніченні синтезу білка на рівні рибосом у клітинах, отже, поділ клітин пригнічується .
Американське дослідження показує, що мікотоксини в 10 000 разів небезпечніші за залишки пестицидів .
Особлива хімічна стабільність більшості мікотоксинів робить практично неможливою детоксикацію продуктів, забруднених мікотоксинами, фізичними методами (високотемпературна стерилізація, охолодження, зневоднення, сушіння, ліофілізація, опромінення) або хімічними (екстракція розчинником, модифікація молекулярної структури шляхом окислення, гідроксилювання тощо). ) .
Афлатоксин В1 потрапляє в клітину і або метаболізується монооксигеназою в ендоплазматичному ретикулумі з отриманням гідроксильованих продуктів метаболізму, які згодом метаболізуються до кон’югатів глюкуроніду та сірки; або він окислюється, отримуючи реакційноздатний епоксид, який мимовільно гідролізується і може зв’язуватися з білками, стаючи цитотоксичними. Епоксид може реагувати з ДНК або білками, або може бути перетворений глутатіоном, S-трансферазою в (GSH) - кон'югат .
Через негативний вплив на організм тварини та людини гранично допустимі межі афлатоксинів у продуктах харчування становлять 0,05-15 (? Г/кг). [3]
Зміни, виявлені в результаті інвазії у тварин та птахів, - це зменшення ваги та жирових відкладень, внутрішня кровотеча, жовтяниця, некроз печінки та цироз. У курей AFB1 має летальну швидкість 50% при дозі 9,28 мг/кг. Афлатоксикоз є канцерогенним і тератогенним для плодів ссавців. Ефекти афлатоксинів можуть посилюватися через забруднення іншими мікотоксинами, наприклад діацетоксицирпенолом, циклопіазоновою кислотою, охратоксинами, дезоксиніваленолом та токсином Т-2. На відміну від інших висновків, повідомляється про значну синергію між афлатоксинами та циклопіазоновою кислотою. .
Існує понад 20 видів афлатоксиногенних грибів, найбільш відомими з яких є: Aspergillus flavus Link, A. flavus-Paranuss, A flavus, Pistacia lentiscus, A. favus Anacordium occidentale, A. flavus Erdnuss, A. flavus tu1pina V 3473, A. flavus parasiticus IMI 15 975, A. niger var. Tieghem, A. oryzae Wehmer, A. ostianus Wehmer, A. parasiticus Speare, A. ruber Estienne. A. wentii Wehmer, Penicilliu1citrinum Thom, P. freqventas Estling, P. variabile Sopp, P. puberum Bainer, P. viridicantum, P. cyclopium, P. roqforti, Rhizopus sp.
Вплив афлатоксинів на живі організми
З часу відкриття афлатоксинів було встановлено цілий спектр шкідливого впливу цих токсинів на найрізноманітніших, більш-менш еволюціонованих, представників фауни та флори природи.
Такі ефекти, пов’язані з патологією домашніх тварин, залежать від токсичної фракції, виду, породи, віку тварин, шляху проникнення в організм та інших факторів. Bosenberg, (1992) повідомляє, що шкідлива дія на філогенетично оцінені організми проявляється гострими змінами печінки, цирозом та карциномами печінки, тератогенними та генетичними ефектами.
Гедек (1970) досліджував шкідливу дію афлатоксину на печінку у морських свинок. Для цього він перорально (за допомогою шлункового зонда) вводив морським свинкам вагою 400 грамів різну кількість афлатоксину B1, B2, G1 та G2, а також рубратоксину та діацетоксицирпенолу. Кожну дозу чистого мікотоксину спочатку розчиняли в 0,1 мл диметилформаміду, до якого додавали до 1 мл дистильованої води. Дози зменшували (на різних серіях експериментальних тварин), поки не спостерігалося більше некротичних змін у печінці морських свинок, забитих через 24 години. Ці мінімальні дози становили: 6,25 г для афлатоксину B1, 25 для G1 та діацетоксиксирпенолу, 100 г для афлатоксину B1 та 800 г для афлатоксину G1 та рубратоксину B.
Таким чином, між різними досліджуваними мікотоксинами були встановлені наступні коефіцієнти гепатотоксичності: 11 для афлатоксину В1; 16 для афлатоксину В2; 4 для афлатоксину G1 та діацетоксицирпенолу та 128 для афлатоксину G2 та рубратоксину B.
Оскільки на практиці хронічний мікотоксикоз має велике значення, також досліджували гепатотоксичну дію афлатоксину, який вводили морським свинкам 56 днів поспіль. Для цього 4 групи з 10 морських свинок отримували щодня 6,25-50 г афлатоксину В1. Гістологічні та гематологічні дослідження, проведені на морських свинках, загиблих тим часом або забитих через 56 днів, виявили серйозні зміни печінки та збільшення білірубіну в сироватці крові. [4]
Теплі країни пропонують найкращі температурні та вологі умови для розвитку афлатоксину. Арахіс та його похідні були першими та найпоширенішими субстратами, в яких були виявлені афлатоксини. Хансен і Юнг (1973) підрахували, що майже половина олійних культур (арахіс, волоські горіхи, мигдаль) містять кілька тисяч ppb афлатоксину, а 20% апельсинових і лимонних кірок містять до 100 ppb. Афлатоксини дифузуються з міцелію в глибину їжі на глибину до декількох сантиметрів за кілька днів і, в деяких випадках, можуть бути виявлені в продуктах, які не мають видимої цвілі через її зникнення під час технологічних процесів очищення. Наприклад, 5 ppb афлатоксину B1 було виявлено в органолептично нерухомому салямі та навіть 100 ppb в шинці. За даними Hurmeister and Leistner (1970), в експериментальних умовах можна виявити похідні м'яса, забруднені A. flavus, до 26 000 ppb афлатоксину B1 та 18 000 ppb афлатоксину G1.
A. flavus та A. parasiticus відносно рідкісні в солоних м’ясних продуктах, але якщо такі токсиносодержащі штами потрапляють у харчові комплекси, вони становлять велику небезпеку, особливо коли неможливо дотримуватися технології консервації. Молоко та його похідні також можуть містити афлатоксин. Згідно з даними, синтезованими Нейманом-Кляйнполем та Терпланом (1973), у 1962-63 рр. У молоці корів, що годувались запліснявілим арахісом, речовина, яка виробляє в качиних бруньках, змінюється, подібно до тих, що виробляються чистими афлатоксинами.
Люди стикаються з афлатоксинами, вживаючи заражену їжу. Такого впливу важко уникнути, оскільки вирощування грибів у продуктах харчування непросто запобігти. Незважаючи на те, що в розвинених країнах заборонена поставка сильно забрудненої їжі, залишається занепокоєння щодо можливих побічних ефектів від тривалого впливу низьких рівнів афлатоксинів. Синдром характеризується блювотою, болями в животі, набряком легенів, судомами та комою, смертю від набряк мозку.
Оскільки афлатоксини, особливо афлатоксин В1, є високо канцерогенними для деяких тварин, існує інтерес до наслідків тривалого впливу низьких рівнів цих мікотоксинів. У 1988 році IARC включив афлатоксин В1 до списку канцерогенів.
Американська адміністрація з контролю за продуктами та ліками (FDA) дозволяє їм на низькому рівні вживати горіхи, насіння та бобові, оскільки вони вважаються "неминучими забруднювачами". FDA вважає, що іноді споживання невеликих кількостей афлатоксину представляє низький ризик протягом усього життя, і недоцільно намагатися повністю вивести афлатоксини з їжі, щоб зробити їх безпечнішими.
Щоб зменшити ризик, FDA тестує продукти, які можуть містити афлатоксин. Арахіс та арахісове масло є одними з найбільш ретельно перевірених продуктів FDA, оскільки вони часто містять афлатоксини.