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

Fumonisiny

Vzhledem k dostatku informací o fumonisinech, je tato část ještě rozdělena na:


HISTORIE  OBJEV  A  IZOLACE  FUMONISINŮ

 

Významným mezníkem v objevu mykotoxinů fumonisinů byla izolace Fusarium moniliforme MRC 826 z kukuřice a jeho využití v toxikologických produkčních studiích, které prováděla v Jihoafrické republice výzkumná skupina vedená Gelderblomem. V roce 1988 se výzkumné skupině podařilo izolovat z uvedené kultury neznámé mykotoxiny, které dostaly název fumonisiny.

Nezávisle na uvedeném výzkumu se ve stejném roce podařila izolace neznámého mykotoxinu výzkumné skupině vedené Laurentem v Nové Kaledonii, která izolovala a chemicky charakterizovala neznámé toxiny pod názvem macrofusin.

Na základě chemické charakterizace fumonisinů a macrofusinu a toxikologických pokusů na laboratorních zvířatech bylo zjištěno, že se jedná o identické mykotoxiny. Při modelových pokusech na koních bylo zjištěno, že nově izolované mykotoxiny vyvolávají onemocnění podobné leukoencephalomalacii u koní. Tím byl potvrzen etiologický činitel, který uvedené onemocnění způsobuje. Potvrdila se empirická zjištění z počátku 20. století z Kansasu o možné souvislosti konzumace plesnivého krmiva na bázi kukuřice ("moldy corn toxicosis") s leukoencefalomalacií koní. Podobně se potvrdily výsledky ze 70. let o souvislosti uvedeného onemocnění s neznámými toxiny produkovanými Fusarium moniliforme.

 

PRODUCENTI  FUMONISINŮ

 

Producenty fumonisinů jsou zejména toxinogenní kmeny Fusarium spp. V systému identifikace Fusarium spp. je značná nejednotnost a jednotlivé taxony jsou v různých monografiích různě vymezeny. Zde akceptujeme přístup Nelsona, protože problematice fumonisinů a jejich producentů se zatím nejvíce věnovali v USA.

Nejvýznamnějším producentem fumonisinů je Fusarium moniliforme Sheldon (teleomorfa Gibberella fujikuroi (Sawada) Ito in Ito & k. Kimura), který byl poprvé popsán Saccardem v roce 1882 jako Oospora verticillioides Sacc. a později přejmenován na Fusarium verticillioides (Sacc.) Nirenb. Bývá často izolován z kukuřice a dalších cereálií, ve světě i z rýže, sorghumu a banánů.

Ze sekce Liseola jsou dalšími významnými producenty F. proliferatum (T. Matsushima) Nirenberg a méně významné je F. anthophilum (A. Braun) Wollenw.

Ze sekce Elegans byl v poslední době popsán jako producent F. oxysporum Schlecht. var. redolens (Wollenw.) Gordon.

K producentům fumonisinů patří i nověji popsané taxony F. dlaminii Marasas, P.E. Nelson & T.A. Toussoun Trimboli, F. nygamai Burgess a Trimboli, a F. napiforme Marasas, P.E. Nelson & Rabie Trimboli. Údajným producentem fumonisinu B1 je i Alternaria alternata (Fr.) Keissler var. lycopersici.

Anamorfní rod Fusarium je velmi polymorfní a produkuje vedle fumonisinů řadu dalších významných mykotoxinů. Jedná se zejména o skupinu trichothecenů, zearalenon, moniliformin, fusarin C a růstové látky gibereliny.

Z fytopatogenního hlediska je Fusarium spp. charakterizován jako významný patogen a parazit kořenového systému, báze stébla rostlin (způsobuje fusariozy rostlin). Nejvýznamnější producent fumonisinů Fusarium moniliforme může způsobovat i asymptomatické infekce, jejichž důsledkem je pak výskyt fumonisinů v zrnu kukuřice dobré jakosti.

 

ZÁKLADNÍ  CHARAKTERISTIKA  FUMONISINŮ

 

Fumonisiny je možno chemicky charakterizovat jako složité alifatické sloučeniny. Jedná se o diestery propan - 1,2,3 - trikarboxylové kyseliny a 2 - acetylamino nebo 2 - amino -12,16 - dimetyl - 3,5,10,14,15 - penta - hydroxy - eicosan nebo jejich C-10 deoxy analogy. Dosud bylo izolováno 7 fumonisinů: A1, A2, B1, B2, B3, B4, C1. Nejvýznamnější z nich je fumonisin B1 (viz obrázek). Prekursorem biosyntézy fumonisinu B1 mikroskopickou houbou Fusarium moniliforme je aminokyselina alanin.

Alternaria alternata var. lycopersici produkuje tzv. AAL - toxiny (novější název je alperisiny), které jsou strukturálně podobné fumonisinům. Z hlediska jejich účinku se jedná o fytotoxiny a uvažuje se o jejich možném použití v nízkých koncentracích jako potenciální naturální herbicidy. Z dalších strukturálně fumonisinům podobných látek produkuje Aspergillus fumigatus sfingofunginy a antimykotické antibiotikum fumifungin. Strukturálně podobný je i sfingosin a sfinganin, produkty potřebné při biosyntéze sfingolipidů, která byla objasněna v 60. letech.

 

TOXIKOLOGICKÉ  HODNOCENÍ

 

Fumonisiny jsou podle Mezinárodní agentury pro výzkum rakoviny, Světové zdravotnické organizace (IARC - WHO) klasifikovány jako možné karcinogeny pro člověka (třída 2B) a jsou charakterizovány jako promotory karcinogenního procesu.

Vzhledem k podobnosti fumonisinů se sfinganinem a sfingosinem dochází prostřednictvím fumonisinů k zástavě syntézy sfingolipidů. Fumonisiny inhibují biosyntézu sfingolipidů (sfingomyelinu a glykosfingolipidů), které se vyskytují ve větším množství v mozku a v nervové tkáni a jsou potřebné pro stavbu a fyziologickou činnost buněčné stěny.

Toxické účinky fumonisinů byly experimentálně ověřeny u hospodářských a laboratorních zvířat. Bylo zjištěno, že fumonisiny vyvolávají leukoencephalomalacii u koní, duodenitis proximal jejunitis syndrom u koní, plicní edém prasat a nádorové onemocnění jater u laboratorních krys. Z dalších hospodářských zvířat byly zjišťovány toxické účinky fumonisinů v různých orgánech (např. játrech) u skotu, telat, jehňat, drůbeže a ryb a dále imunotoxické a teratogenní účinky.

Studie z JAR a Číny dokumentují možnou roli a podíl vysokých dávek fumonisinů v etiologii nádorů jícnu lidí po jejich expozici z potravin na bázi kukuřice. Zatímco incidence výskytu nádorových onemocnění v Číně činila 100 - 150 případů na 100000 obyvatel a v Transkei v Jižní Africe 50 - 200 případů na 100000 obyvatel, v Evropě a podobně i v České republice je jich méně než 5 případů na 100000 obyvatel.

Fumonisiny jsou fytotoxické ke kulturním plodinám i některým plevelům.

 

VÝSKYT  V  POTRAVINÁCH  A  KRMIVECH

 

Kukuřice, krmiva a potraviny na bázi kukuřice patří k nejvýznamnějším zdrojům fumonisinů. Nejčastěji se v kukuřici vyskytuje fumonisin B1 a B2.

plesnivá kukuřice

V letech 1995 a 1996 bylo vyšetřeno 210 vzorků potravin na bázi kukuřice (výrobky z kukuřičné mouky, cornflakes, pop corn, polenta atd.). 89% vzorků bylo pozitivních na obsah fumonisinů v rozsahu 9 - 4594 ng/g (aritm. průměr 180 ng/g). U 4 % vyšetřovaných vzorků byly stanoveny koncentrace fumonisinů více než 1000 ng/g, u 10% vzorků více než 500 ng/g a u 38% vzorků koncentrace více než 100 ng/g. Kukuřičný křehký chléb, extrudované kukuřičné výrobky (křupky, tyčinky) a polenta patří k potravinám s vyššími stanovenými koncentracemi fumonisinů. Maximální koncentrace fumonisinů byly stanoveny ve vzorku kukuřičného křehkého chleba (4594 ng/g), extrudovaných kukuřičných výrobků (1178 ng/g) ve vzorku polenty (1243 ng/g). Corn flakes, pop corn, corn snack patří k potravinám, kde byly stanoveny poměrně nízké koncentace fumonisinů. Maximální hodnoty koncentrace fumonisinů činily ve vzorcích corn flakes 328 ng/g, pop cornu 128 ng/g a corn snacku 32 ng/g. Ostrý a Ruprich vyšetřili v České republice 127 vzorků potravin pro bezlepkovou dietu. 88% potravin bylo pozitivních na obsah fumonisinů (FB1, FB2, FB3). Nejvyšší koncentrace fumonisinů byla stanovena u extrudovaných kukuřičných výrobků (1808 ng/g). V řadě Evropských zemí byly potraviny na bázi kukuřice z obchodní sítě vyšetřovány na obsah fumonisinů a bylo dosaženo obdobných výsledků.

Máte-li zájem o bližší informace uvádím zde práci Výskyt fumonisinů v potravinách na bázi kukuřice v ČR od výše jmenovaných autorů (Ostrý, Ruprich).

Je diskutována i možnost vzniku reziduí fumonisinů v potravinových surovinách živočišného původu (např. v mléce) po konzumaci krmiv na bázi kukuřice s vysokými koncentracemi fumonisinů.