Афлатоксини токсини в храната; Списание Гален
Химичната структура на афлатоксините се състои от ансамбъл от един кумарин и три фурана. от афлатоксините са споменати термостабилност, инактивиране само при температура над 1000 ° С във влажна среда и след дълго време. Те са разтворими в етилов алкохол, метилов алкохол, смес от ацетон с вода и най-добре в хлороформ. хексан, хептан, диетилов етер и петролев етер В разтвор, особено воден, са чувствителни към въздух, светлина, ултравиолетова светлина, са флуоресцентни (синьо за AFB, зелено за AFG, AFM1 има синьо-лилава флуоресценция) .
В момента са разработени методи и техники за изолиране, идентификация, дозиране, дори синтез на микотоксини, така че са описани няколкостотин микотоксини, като някои от тях се считат за основни микотоксини.
Aspergillus flavus
Aspergillus flavus е плесен от аскомицетния клон (Ascomycota), от чиято култура за първи път е изолиран афлатоксин B1, микотоксин със структура на дифурано-кумарин, считан за човешки канцероген I степен. Aspergillus flavus се среща често в зърнени култури, цитрусови плодове и фъстъци. и е един от известните видове плесени, които произвеждат афлатоксин, който може да причини остър хепатит, имуносупресия и хепатоцелуларен карцином. Мухълът нахлува в зърната и се развива главно около ембриона, така че технологичните процеси, включващи отделянето на микробите от ендосперма, в крайна сметка могат да намалят концентрацията на афлатоксини. Очевидно голяма част от афлатоксина остава в ембрионите и те са важен токсичен източник за хората и животните.
Липсата на каквато и да било разпоредба относно изготвянето на списъци с гъби, в страни с висок риск от вирусен хепатит също увеличава риска от хепатоцелуларен карцином .
Aspergillus flavus е вторият по важност изолиран изолат от семейство Aspergillaceae, като първият е Aspergillus fumigatus. Aspergillus нахлува в артериите в мозъка и причинява инсулт .
Aspergillus flavus се развива в жълта култура. Видовете Aspergillus могат да бъдат разграничени по появата на конидии или "плодна глава".
При хората в редки случаи Aspergillus flavus може да продължи своя жизнен цикъл вътре в тялото, с главна локализация, като произвежда вътречерепна аспергилоза, сериозно заболяване, често фатално.
По принцип аспергилозата се среща при имунокомпрометирани пациенти и/или фермери, при които спорите на Aspergillus flavus се намират в параназалния синус. .
Aspergillus flavus произвежда главно афлатоксини B1 и B2, като няма роля в производството на тип G1 и G2, докато Aspergillus parasiticus произвежда всичките 4.
AFB1 е най-токсичен, следван от AFM1 (M1 Milk 1, открит в мляко от крава, заразена със замърсени фуражи), AFB2 и AFG2 .
Токсикокинетика AFB1: усвояване може да се направи орално или трахея поради липофилност, която регулира движението чрез пасивен дифузионен механизъм. Движението се извършва бързо, на нивото на тънките черва през дуоденалната част, AFB1 преминава в черния дроб през порталната вена .
разпределение: Съхранението му в тялото се дължи на ковалентни връзки с тъканни молекули, като пример може да се види трансплацентарното преминаване на афлатоксини.
AFB1 метаболизъм: Афлатоксините В1, за да бъдат токсични или мутагенни, трябва да се метаболизират чрез свързване с макромолекули. Това се постига чрез чернодробния цитохром P (CYP) и се превръща в следните метаболити: AFB2a, AFQ1, AFP1, афлатоксин H1, AFM1, афлатоксин M1 и епокси-AFB1 (с изключение на епокси-AFB1 и AFM1 са по-малко токсични)
- жлъчен: представлява 60% от общото елиминиране по отношение на всички образувани метаболити, понякога AFB1 в свободна форма;
- пикочни пътища: има метаболити, които служат като маркер при интоксикации;
- чрез лактация: само AFM1
През 1961 г. от фъстъците се извлича токсичен принцип, отговорен за появата на неизвестна болест (болест на Турция-х), унищожавайки над 100 000 пуйки. Доказано е, че токсичното вещество е продукт на метаболизма на щам Aspergillus flavus, поради което е наречено афлатоксин.
Микотоксините, присъстващи естествено в различни храни, са проблем за безопасността на храните. Епидемиологичните проучвания в Индия и някои африкански страни показват връзка между консумацията на храни, замърсени с афлатоксини, и увеличаването на случаите на рак на черния дроб.
Целевият орган, който страда от сериозно увреждане от отравяне с афлатоксин, е черният дроб. Острата афлатоксиноза може да се прояви чрез кървене, остра чернодробна недостатъчност и дори смърт. Смъртоносната доза се различава от животно на животно и зависи от много фактори като количеството погълнат афлатоксин, възрастта на животното, здравословното състояние и състоянието на хранене.
Консумацията на по-малко количество, но за по-дълго време води до хронична интоксикация. Ефектите и симптомите обикновено са трудни за подчертаване както поради ниската им интензивност, но особено поради неспецифичния им характер. Трябва да се подозира хронична афлатоксиноза, когато при липса на други очевидни причини животните имат трайни храносмилателни разстройства, придружени от намалено наддаване на тегло. Микотоксините са естествени вещества, които се появяват като странични продукти от развитието на паразитни гъби (Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Claviceps и Alternaria) в растенията и складираните продукти и след това се използват в храните за хора и животни. Те са токсични вещества, които представляват значителни рискове за безопасността на ежедневната храна. Замърсяването на хранителен или фуражен продукт с микотоксини не включва задължителното присъствие на гъбичките или промяна на органолептичните характеристики на продукта (външен вид, цвят, мирис, вкус), което прави невъзможно откриването на микотоксин., ако храната и фуражите не са подложени на строг периодичен микотоксикологичен контрол .
Токсичността на микотоксините се изразява чрез LD50 и този начин на изразяване има някои недостатъци: той отчита само летални ефекти, предоставя експериментални данни върху животни, особено лабораторни животни, които не могат да бъдат екстраполирани върху хората и изключва "кумулативна токсичност, определена чрез многократно излагане на ниски дози .
В момента има около 300-400 микотоксини, които принадлежат към 24-те химически групи токсини, които могат да се появят при много различни условия в селскостопанското производство и в различни храни, получени от тях.
Биохимичното действие на тези токсини се състои в инхибиране на протеиновия синтез на ниво рибозоми в клетките, следователно клетъчното делене се инхибира .
Американско проучване показва, че микотоксините са 10 000 пъти по-опасни от остатъците от пестициди .
Специалната химическа стабилност на повечето микотоксини прави почти невъзможно детоксикацията на продукти, замърсени с микотоксини, чрез физически методи (високотемпературна стерилизация, охлаждане, дехидратация, сушене, лиофилизация, облъчване) или химически (екстракция с разтворител, модификация на молекулната структура чрез окисление, хидроксилиране и др. ) .
Афлатоксин В1 навлиза в клетката и се метаболизира чрез монооксигеназа в ендоплазмения ретикулум, за да се получат хидроксилирани метаболитни продукти, които впоследствие се метаболизират до глюкуронидни и сярни конюгати; или се окислява, за да се получи реактивният епоксид, който спонтанно се хидролизира и може да се свърже с протеини, които стават цитотоксични. Епоксидът може да реагира с ДНК или протеини или може да се преобразува от глутатион, S-трансфераза до (GSH) - конюгат .
Поради отрицателното въздействие върху животинското и човешкото тяло, максимално допустимите граници на афлатоксини в храната са между 0,05-15 (? G/kg). [3]
Промените, установени в резултат на заразяването при животни и птици, са намалено тегло и мастни натрупвания, вътрешно кървене, жълтеница, чернодробна некроза и цироза. При пилетата AFB1 има летална честота 50% при доза 9,28 mg/kg. Афлатоксикозата е канцерогенна и тератогенна за плодовете на бозайници. Ефектите на афлатоксините могат да бъдат засилени чрез замърсяване с други микотоксини, например диацетоксицирпенол, циклопиазонова киселина, охратоксини, дезоксиниваленол и Т-2 токсин. За разлика от други открития, се съобщава за значителна синергия между афлатоксини и циклопиазонова киселина. .
Има над 20 вида афлатоксиногенни гъби, най-известните от които са: 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.
Ефекти на афлатоксините върху живите организми
След откриването на афлатоксините е установен цял набор от вредни ефекти на тези токсини върху най-разнообразните, повече или по-малко еволюирали представители на фауната и флората на природата.
Такива ефекти, свързани с патологията на домашните животни, зависят от токсичната фракция, вида, породата, възрастта на животните, пътя на проникване в тялото и други фактори. Bosenberg, (1992) съобщава, че вредното действие върху филогенетично оценените организми се проявява чрез остри чернодробни промени, цироза и чернодробни карциноми, тератогенни и генетични ефекти.
Gedek (1970) изследва вредното действие на афлатоксина върху черния дроб при морски свинчета. За тази цел той прилага орално (със стомашна сонда) различни количества афлатоксин В1, В2, G1 и G2, както и рубратоксин и диацетоксиисцирпенол на морски свинчета с тегло 400 грама. Всяка доза чист микотоксин първоначално се разтваря в 0,1 ml диметилформамид, към който се добавят до 1 ml дестилирана вода. Дозите се намаляват (при различни серии експериментални животни), докато не се наблюдават повече некротични промени в черния дроб на морски свинчета, заклани след 24 часа. Тези минимални дози бяха: 6,25 g за афлатоксин B1, 25 за G1 и диацетоксиксирпенол, 100 g за афлатоксин B1 и 800 g за афлатоксин G1 и рубратоксин B.
По този начин бяха установени следните коефициенти на хепатотоксичност между различните изследвани микотоксини: 11 за афлатоксин В1; 16 за афлатоксин В2; 4 за афлатоксин G1 и диацетоксисцирпенол и 128 за афлатоксин G2 и рубратоксин В.
Тъй като на практика хроничната микотоксикоза има голямо значение, беше изследван и хепатотоксичният ефект на афлатоксин, прилаган на морски свинчета в продължение на 56 дни подред. За тази цел 4 групи от 10 морски свинчета са получавали 6,25-50 g афлатоксин В1 дневно. Хистологичните и хематологични изследвания, извършени върху морски свинчета, мъртви междувременно или заклани след 56 дни, разкриват тежки чернодробни промени и повишаване на билирубина в кръвния серум. [4]
Топлите страни предлагат най-добрите условия за температура и влажност за развитието на афлатоксин. Фъстъците и продуктите, получени от тях, са първите и най-често срещани субстрати, в които са открити афлатоксини. Hansen и Jung (1973) смятат, че почти половината от маслодайните семена (фъстъци, ядки, бадеми) съдържат няколко хиляди ppb афлатоксин, а 20% от портокаловите кори и лимоните съдържат до 100 ppb. Афлатоксините се разпространяват от мицела в дълбочина на храната до дълбочина от няколко сантиметра за няколко дни и в някои случаи могат да бъдат открити в храни, които нямат видима плесен поради нейното изчезване по време на технологичните процеси на почистване. Например 5 ppb афлатоксин B1 е открит в органолептично все още салам и дори 100 ppb в шунка. Според Hurmeister and Leistner (1970) при експериментални условия до 26 000 ppb афлатоксин B1 и 18 000 ppb афлатоксин G1 могат да бъдат открити в месни производни, замърсени с A. flavus.
A. flavus и A. parasiticus са относително редки в осолените месни продукти, но ако такива токсиносъдържащи щамове навлязат в хранителни комплекси, те представляват голяма опасност, особено когато не може да се спази технология за консервиране. Млякото и неговите производни могат също да съдържат афлатоксин. Според данните, синтезирани от Neuman-Kleinpaul и Terplan (1973), през годините 1962-63 е открито в млякото на крави, хранени с плесенясали фъстъци, вещество, което произвежда в патешките пъпки подобни промени, произведени от чисти афлатоксини.
Хората са изложени на афлатоксини, като ядат замърсена храна. Такова излагане е трудно да се избегне, тъй като отглеждането на гъби в храната не е лесно да се предотврати. Въпреки че доставката на силно замърсена храна не е разрешена в развитите страни, остава опасение за възможни странични ефекти от продължително излагане на ниски нива на афлатоксини. Синдромът се характеризира с повръщане, коремна болка, белодробен оток, гърчове и кома, смърт от мозъчен оток.
Тъй като афлатоксините, особено афлатоксин В1, са силно канцерогенни при някои животни, съществува интерес към ефектите от дългосрочното излагане на ниски нива на тези микотоксини. През 1988 г. IARC включи афлатоксин В1 в списъка с канцерогени.
Американската администрация по храните и лекарствата (FDA) им позволява на ниско ниво ядки, семена и бобови растения, тъй като те се считат за „неизбежни замърсители“. FDA счита, че понякога консумацията на малки количества афлатоксин представлява нисък риск през целия живот и не е практично да се опитвате да премахнете напълно афлатоксините от храната, за да ги направите по-безопасни.
За да намали риска, FDA тества храни, които могат да съдържат афлатоксин. Фъстъците и фъстъченото масло са едни от най-строго тестваните продукти от FDA, тъй като те често съдържат афлатоксини.