Мікотоксини

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Мікотокси́ни — токсичні речовини складної хімічної будови, які продукуються мікроскопічними грибами. Мікроскопічні гриби за типом живлення та обміну речовин мають ознаки як рослин (апікальний ріст, клітинна полярність, наявність клітинної оболонки), так і тварин (гетеротрофний тип обміну речовин за вуглецем, наявність глікогену та хітину в оболонках та інші).

Займаючи третє місце за чисельністю видів після тварин та рослин, мікроскопічні гриби відрізняються за морфологією, способом життя та живлення, механізмами адаптації та іншими ознаками.

За хімічною будовою мікотоксини — це ароматичні поліциклічні сполуки з молекулярною масою в межах 200–400, у складі яких є вуглець, водень та кисень.

Більшість мікотоксинів не руйнується при звичайній кулінарній та технологічній обробці забруднених ними харчових продуктів. Про кількість їх видів та розповсюдженість свідчить перелік відомих токсикозів. Так, гриби роду Aspergilus продукують афлатоксини B1, B2, G1, G2, M1, M2, стеригматоцистин, охратоксини А, В, С, фумітриморгини А та В, триптоквивалін, фумітоксини A, B, C, D, терротриеми А та В, цитохалазин Е. Вказані мікотоксини продукуються при розмноженні грибів на таких природних субстратах, як арахіс, кукурудза, бобові, насіння бавовни, горіхи, фрукти, овочі, спеції, фураж, сири, зернові, рис, силос. Вказаним мікотоксинам притаманна гепатотоксична, канцерогенна, мутагенна, тератогенна, імунодепресивна, нефротоксична та капіляротоксична дія.

Гриби роду Penicillium продукують токсичні речовини пенітреми A, B, C, D, E, веррукулоген, янтитреми А. В та С, паксилін, лютеоскирин, циклохлоротин, ісландітоксин, еритроскирин, руголозин, цитреовіридин, цитринин, патулін, пеніцилова кислота, PR-токсин, рокфортин, мікофенолова кислота, циклопіазонова кислота, рубратоксин А та В, секалонова кислота D.

Субстратами вказаних грибів є насіння бавовни та сояшника, сири, яблука, пасовищні трави, рис, сорго, пшениця, бобові, арахіс, перець, ячмінь, овес, жито, різні фрукти, овочі та продукти їх переробки (соки, пюре, джеми та компоти), фураж, кукурудза, арахіс.

Вказаним мікотоксинам притаманна нейротоксична, гепатотоксична, канцерогенна, коканцерогенна, мутагенна, нефротоксична, кардіо- та пульмонотоксична дія, а також інші види біологічної активності.

Гриби роду Fusarium продукують трихотеценові мікотоксини (більше 40 сполук), зеараленон, моніліформін. Субстратами вказаних грибів є різні зернові, фураж, в тому числі сіно та солома, кукурудза, сорго. Вказані мікотоксини мають нейротоксичні, геморагічні, лейкопенічні, імунодепресивні, дерматотоксичні, тератогенні, канцерогенні, естрогенні та кардіотоксичні властивості.

Гриби роду Claviceps purpura та Claviceps paspali продукують нейротоксичні ерготоксини, а їх субстратами є різні зернові, дикоростущі злакові. Їх міцелій у спокої на колосках жита чи пшениці у вигляді ріжків темно-фіолетового кольору довжиною до 4 см та товщиною 0,6 см називають матковими ріжками. У царській Росії спостерігалось інтенсивне ураження посівів матковими ріжками, що супроводжувалось епідемічними спалахами захворювань так званою «злою корчею». В клініці вказане захворювання отримало назву ерготизму, в якій розрізняють конвульсивну та гангренозну форму. При конвульсивній формі ерготизму спостерігаються парестезії пальців, відчуття повзання мурашок, оніміння, сонливість, інколи блювота, спазми та контрактура розгинальних м'язів рук та ніг, епілептиформні припадки, психічні розлади, парези та атрофії мускулатури [2, 3, 20].

Гангренозна форма проявляється трофічними розладами на кінцівках з побліднінням та наступним посинінням шкірних покривів, утворенням пухирів, сухою гангреною кінцівок [4].

В одному з регіонів центральної Африки у 1978 р. состерігався спалах ерготизму. Інциденту передували екстремальні умови: трирічна посуха, неврожай, голод. Мізерні запаси зерна (ячмінь) в декількох населенних пунктах були тотально уражені склероціями головні (ріжків). Було виявлено біля 150 хворих з гангренозною формою ерготизму. Хвороба починалася з головного болю, блювоти, постійного почуття нудоти, нечастого та незначного проносу. При цьому з'являлись загальна слабкість, втомлюваність, тремор, сверблячка, паління, почуття отерплості в кінцівках, зникала пульсація артерій і розвивалась суха гангрена пальців ніг та рук, але частіше кінцівок в цілому [20].

Гриби Pithomices chartarum продукують гепатотоксичні та фотосенсибілізуючі токсини.

Гриби Alternaria alternata, Alternaria solani, Alternaria tenuissima виділяють мікотоксини альтернаріол, метиловий ефір альтернаріола, альтенуен, альтеннуізол, альтертоксини, тенаузонову кислоту та інші сполуки. які мають тератогенну, мутагенну та фітотоксичну дію і вражають серцево-судинну систему.

Гриби Helminthosporium dermatoideum, Phoma spp. Metharrizium anisophiae продукують капіляротоксичні та тератогенні мікотоксини.

Широке розповсюдження та швидке накопичення мікотоксинів у субстратах пояснюється тим, що вони утворюються у ланцюгу послідовних ферментних реакцій з відносно невеликого числа хімічно простих проміжних продуктів основного метаболізму, а саме ацетата, малоната, меквалата та амінокислот.

Важливими етапами біосинтезу мікотоксинів є реакції конденсації, окислення-відновлення, алкілування та галогенізації, внаслідок чого утворюються різні за структурою попередники мікотоксинів.

Є 5 основних шляхів біосинтезу мікотоксинів: полікетидний для афлатоксинів, стеригматоцистину, охратоксинів, патуліну та інших; терпеноїдний для трихотеценових мікотоксинів; через цикл трикарбонових кислот — для рубратоксинів; шлях через вихідні сполуки амінокислоти — ергоалкалоїди, спорідесмін, циклопіазонова кислота та інші; змішаний шлях (поєднання двох і більше шляхів) — для похідних циклопіазонової кислоти.

Вважається, що основним для біосинтезу значної групи мікотоксинів є полікетичний шлях. При цьому відбувається лінійна конденсація ацетил-СоА з трьома чи більше молекулами малоніл-СоА з попутним декарбоксилюванням, але без обов'язкового відновлення проміжних бета-дикарбонильних систем. В залежності від числа С2-одиниць, включених в молекулу, мікотоксини, які синтезуються таким шляхом, поділяються на тетракетиди (патулін, пеніцилова кислота), пентакетиди (охратоксин А, цитронін), гексакетиди (малаторизин), гептакетиди (біомеллеїн, ксантомегнін), октакетиди (ергохроми, лютеоскирин), нонакетиди (зеараленон, цитохалазини, цитреовіридин), декакетиди (афлатоксин, стеригматоцистин).