Mikromycety

Mykotoxiny

Aflatoxiny
Citreoviridin
Citrinin
Cyklopiazonová kyselina
Fumonisiny
Námelové alkaloidy
Ochratoxiny
Patulin
Penicilová kyselina
Rubratoxiny
Sterigmatocystin
Tremorogeny
Trichotheceny
Zearalenony

Dělení podle toxicity

Biochemické poškození

Onemocnění

Mykotoxiny v potravě

Výzkum mykotoxinů

Aflatoxiny

Aflatoxiny jsou mykotoxiny odvozené od difuranokumarinového skeletu, jsou produkované toxigenními kmeny Aspergillus flavus (asi 35 % kmenů produkuje aflatoxiny řady B), A. parasiticus (téměř 100 % kmenů je schopno produkovat aflatoxiny řady B i G), A. argeninicus a A. nomius. Rod Aspergillus je konidiové stádium - anamorfa vřeckovýtrusé houby Eurotium z čeledi Eurotiaceae, řádu Eurotiales. Tyto látky působí jako hepatotoxiny a hepatokancerogeny. Byly identifikovány začátkem 60. let ve spojitosti s epidemií označovanou jako krůtí X onemocnění, při které zahynulo na 100 000 krůtích mláďat v okolí Londýna po zkonzumování krmiva s obsahem toxické arašídové mouky. Otravu charakterizovala anorexie, letargie, slabost křídel. Histopatologicky bylo prokázáno poškození jaterního parenchymu a proliferace epitetu žlučovodu. Protože odborníci nebyli schopni identifikovat ani bakteriální ani virové agens, bylo onemocnění charakterizováno jako intoxikace. Hlavní součástí inkriminovaného krmení byl přípravek vyrobený z brazilských burských oříšků. Z něho byla chromatograficky izolovaná složka intenzívně modře fluoreskující a té byl experimentálně dokázán efekt vyvolávající krůtí X onemocnění. Následně bylo zjištěno, že producentem této látky je Aspergillus flavus a toxin byl označen jako aflatoxin. Brzo poté byla zaznamenána podobná příhoda v USA - epidemie hepatomu u pstruhů vyvolaná bavlníkovým olejem kontaminovaným aflatoxinem. Za určitých podmínek (vlhkost, teplota) A. flavus a A. parasiticus jsou schopny růst a tvořit aflatoxiny na téměř každém organickém substrátu (včetně všech zemědělských komodit). Postupně byly identifikovány 4 přirozené typy aflatoxinů: AFB1, AFB2, AFG1 a AFG2. Nejčastěji se vyskytuje AFB1 (viz obr).

Aflatoxiny mohou být akutně toxické, kancerogenní, mutagenní a teratogenní. Pořadí toxicity a mutagenity je AFB1>AFG1> AFB2>AFG2, což naznačuje, že nasycenost, či nenasycenost terminálního furanového kruhu je určující pro šíři a hloubku biologické aktivity aflatoxinů. Tyto sloučeniny, jako i jiná nepolární xenobiotika, jsou primárně metabolizovány v játrech mikrozomálními oxidázami a cytozolickými enzymy. Většina primárních metabolitů je dále detoxikována konjugací s kyselinou glukuronovou nebo sírovou a eliminována močí nebo stolicí. AFM1 , který je výsledkem hydroxylace AFB1 , má asi 3% mutagenní potenciál AFB1 a je také méně toxický a kancerogenní. AFM1 byl identifikován v mléce živočichů, kteří zkonzumovali AFB 1 . Bylo dokázáno, že za 24 hodin od konzumace dojnice přijímající AFB1 v krmivu v množství 300 ng/g produkují mléko obsahující 1 ng/ml AFM1 . Analyzovatelné množství AFM1 mizí za 45 dní od posledního kontaktu s kontaminovaným krmivem.

Kancerogenita a mutagenita AFB1 je nejpravděpodobněji dána tvorbou reaktivního epoxidu v poloze 2, 3 terminálního furanu a jeho následnou vazbou na nukleovou kyselinu. Tyto adukty nukleových kyselin mohou přetrvávat několik týdnů od posledního příjmu aflatoxinu. Důležitým prostředkem detoxikace aktivního AFB1-epoxidu je tvorba glutathionového konjugátu. Další hlavní metabolit 2,3-dihydro-2,3-dihydroxyaflatoxin B1 (AFB1-diol) se objevuje po spontánní nebo enzymové reakci 2,3-epoxidu s vodou a po degradaci AFB1 - modifikované DNA. Funkční role AFB1-diolu v aflatoxikózách spočívá v tvorbě aduktů typu Schiffových bazí s NH2-skupinami buněčných produktů.

AFB1 má akutní toxicitu LD50 v rozsahu 0,4 - 18 mg/kg v závislosti na živočišném druhu. Při vysokých hladinách se toxicita projeví za 3-6 hodin jako nekróza hepatocytů, poškození srážlivosti a kapilární fragilitou. To může vést k širokým hemoragiím a případné smrti. V roce 1974 byla zaznamenána první epidemie aflatoxikózy u lidí. Tato začala současně ve více než 150 vesnicích v severozápadní Indii. Několik set lidí vykazovalo příznaky otravy doprovázené poškozením jater a žloutenkou. Více než 100 lidí zemřelo. Epidemiologické šetření prokázalo souvislost epidemie s konzumací zrní kontaminovaného AFB1 v koncentraci průměrně 15mg/kg. Podobných epidemií je známo více. S biologickou aktivitou aflatoxinů je také spojováno úmrtí 27 dětí ve věku od 3 dnů do 8 let v 70. letech u nás, kdy byl popsán u těchto pacientů rozvinutý Reyův syndrom (encefalopatie a tuková degenerace vnitřních orgánů). Ve všech případech byl zjištěn v játrech aflatoxin B1. Přítomnost aflatoxinu byla poté dokázána mimo jiné v sušeném mléce, které bylo součástí výživy kojenců. Byla vyslovena hypotéza o spojitosti mezi biologickou aktivitou aflatoxinu a rozvinutím Reyova syndromu. Tento vztah byl potvrzen dalšími studiemi. Mezi vnímavé živočišné druhy na AFB1-indukovanou hepatokancerogenitu (chronickou toxicitu) patří opice, fretka, pes, morče, králík a kočka. Otázkou u hepatokancerogenního účinku na člověka je pouze zda je k vyvolání tohoto účinku stačí AFB1 samotné nebo zda je k rozvoji patologického děje potřeba i další faktor (virus hepatitidy B, popř. jiný faktor). Mechanismus samotné iniciace lidského hepatomu je dobře známý. Metabolizovaný AFB1 způsobuje bodovou mutaci na kodonu 249 (ser) (změna pořadí bází AGT na AGG) u tumor supresorového genu p53. Uvedený proces pak následně vede ke vzniku primárního hepatocelulárního karcinomu. Specifická mutace byla detekována v DNA vzorcích získaných z buněk primárního hepatoceluárního karcinomu u pacientů z Tonganu v Číně.

Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC/WHO), která kategorizuje vybrané mykotoxiny z hlediska karcinogenních účinků, hodnotí jako prokázaný karcinogen pro člověka zatím pouze AFB1.

Na tomto místě uvádím přehlednou tabulku s akutními a chronickými onemocněními lidí spojovanými s aflatoxiny:

Onemocnění Zjištění
aflatoxikóza experimentálně u zvířat
detekce v biologickém materiálu
Indie, Keňa, Mosambik
cirhóza dětí v Indii experimentálně u zvířat
náhodná expozice
detekce v biologickém materiálu
Indie
chronická gastritida epidemiologické studie
detekce v biologickém materiálu
Keňa
kvašiorkor detekce v biologickém materiálu Súdán, Ghana,Nigerie, J. Afrika
mentální retardace dětí epidemiologické studie USA
primární jaterní karcinom experimentálně u zvířat
epidemiologické studie
detekce v biologickém materiálu
řada států Afriky a Asie
Reyův syndrom detekce v biologickém materiálu Thajsko, USA
respirační onemocnění epidemiologické studie
hygienické studie - pracovní prostředí
ČSFR, Holandsko, USA

 

Jaké hladiny aflatoxinů v denním příjmu lze považovat za bezpečné? Tyto látky jsou relativně stálé při zpracování. První regulační snahy byly omezeny citlivostí analytických metod i znalostmi o toxickém a kancerogenním potenciálu. Dnešní analytické metody detekují již množství desetin ng. V USA je v současné době stanovena maximální hladina pro celkové aflatoxiny 20 µg/kg v potravě a krmivech (např. v roce 1980 bylo prokázáno, že 66 běžných vzorků kukuřice ze Severní Karolíny obsahovaly více jak 20 µg/kg aflatoxinu). Snížení na hranici 15 µg/kg neprošlo pro svoji ekonomickou zátěž, kterou by toto opatření přineslo. Maximální hladina 0,5 µg/kg platí pro AFM1 vzhledem k potenciálnímu riziku u dětí konzumujících větší množství mléčných výrobků. U nás se stanovené koncentrace aflatoxinů v potravinách pohybují okolo desítek až stovek µg/kg (data z Národního referenčního centra pro mikroskopické houby, Centra hygieny potravinových řetězců z 90. let). Potraviny choulostivé na výskyt aflatoxinů jsou arašídy, para ořechy, chilli, koření, sušené ovoce (např. fíky), sója, kukuřice a výrobky z nich.