Námelové alkaloidy

• Historie ergotizmu
  • Massachusetts 1692
• Paličkovice nachová a námel
• Chemická struktura
• Ergotizmus
• Situace dnes
• Hygienicko-toxikologické hodnocení

 HISTORIE ERGOTISMU

Ergotismus je historicky první mykotoxikózou popsanou u člověka. Vyskytoval se po konzumaci mouky infikované paličkovicí.

K větším epidemiím ergotismu patří především Aténský mor z r. 430 př.n.l.. V Evropě byly velké epidemie ergotismu kolem roku 1200 i dříve. Do roku 1879 bylo v Evropě známo 306 epidemií ergotismu. Onemocnění bylo v minulosti často označováno jako oheň sv. Antonína (v souvislosti s konvulsivní formou). Poslední popsaný případ ergotismu byl ve Francii v roce 1950.

V Severní Americe byly v souvislosti s ergotismem časté čarodějnické procesy, z nichž nejznámější byl Massachusettský případ z roku 1692.

V současné době se epidemie ergotismu vyskytují době v Africe (např. v Etiopii) a v Asii (např. Indii).

PALIČKOVICE NACHOVÁ A NÁMEL

Paličkovice nachová (Claviceps purpurea) popř. C. paspali parazituje na divoce rostoucích i kulturních travinách včetně obilovin. Její přezimující stádium - sklerocium - námel (viz obr) obsahuje již zmíněné toxické látky.

Vývojový cyklus Paličkovice:

V klase se místo zrna vytvářejí velká černá nebo temně fialová sklerocia (růžky) námel, stádium ve kterém houba přezimuje. Při dozrávání vypadávají sklerocia z klasu na zem a tam přezimují. Na jaře na nich vyrůstají oranžové paličky složené z dlouhé tenké stopky a kulovité hlavičky - stroma, které obsahuje drobné plodničky, uvnitř kterých jsou vřecka s vláknitými výtrusy. V době kvetení žita jsou otvory plodniček výtrusy vymršťovány a unášeny větrem a dostávají se do kvetoucích klasů. Tam výtrusy vyklíčí v mycelium, které proniká do spodní části napadeného klásku, prorůstá ho a za čtyři dny po napadení žita se na povrchu semeníků vytváří podhoubí houby, na kterém se odškrcují drobné, oválné, bezbarvé výtrusy. Současně houba vylučuje na povrchu semeníků sladkou šťávu lákající hmyz, který na povrchu těla roznáší konídie na jiné semeníky a rozšiřuje nákazu. Toto konidiové stádium je známé pod jménem Sphacelia segetum. Později se ze semeníku vytvoří černá nebo temně fialová sklerocia - námel a vývojový cyklus se opakuje.

Námel se nejčastěji vyskytuje na žitě, rostoucím na nížinné, vlhké a zastíněné půdě, zvláště pokud jde o zemi nově obdělávanou. Výskyt námele je zvyšován zvláště chladnými zimami, následovanými chladným a vlhkým růstovým obdobím. Chladná zima oslabí rostliny žita a jarní vlhkost podporuje růst houby.

Hostitelé a zdroj námele jsou obilniny (především žito, méně často ječmen, oves a pšenice) a trávy (pěstované a plané - lipnice luční a kostřava červená a trávy z rodu Lolium).

CHEMICKÁ STRUKTURA

Alkaloidy houby paličkovice nachové tvoří velmi početnou a dobře prostudovanou skupinu látek. V různých druzích námelu se jich vyskytuje přinejmenším třicet. Celkový obsah bází v námelu kolísá v rozmezí 0,025-0,4%, zcela výjimečné dosahuje až 1%. Zastoupení některých alkaloidů se liší podle druhu námele, lokality jeho pěstování a druhu trávy.

Nejběžnější jsou alkaloidy ergotamino-ergotoxinové skupiny (nerozpustné ve vodě), které jsou právě zodpovědné za ergotismus. Druhou skupinou alkaloidů jsou amidy kyseliny lysergové (ve vodě rozpustné), s nejdůležitějšími zástupci erginem (amidem kyseliny d-lysergové) a ergobasinem. Druhý z nich byl ve 30. letech nezávisle izolován čtyřmi skupinami výzkumníků, a byl tudíž znám pod různými jmény - ergometrin, ergonovin, ergotocin nebo ergostetrin.

Každá námelová baze má navíc 2 formy s různou optickou otáčivostí, proto báze tvoří celkem 7 párů, z nichž baze končící na "-in" jsou fyziologicky účinné, báze končící na "-inin" jsou prakticky bez účinku.

Všechny tyto báze, poskytující hydrogenací odpovídající dihydroderiváty, ty se v alkalickém prostředí hydrolyzují za vzniku kyseliny lysergové, kyseliny isolysergové či jejich amidů.

Diskutované báze (včetně uměle připraveného LSD) jsou v podstatě N-substituovanými amidy kyseliny lysergové nebo isolysergové, lišící se pouze substituenty v amidické části molekuly.

Z námele byla kromě zmíněných bází izolována i skupina jednodušších látek podobného charakteru (bází), jako jsou tyramin, histamin a ergothionein a další.

ERGOTISMUS

Lidé onemocní ergotizmem po požití potravin, které jsou kontaminovány námelem, přičemž obsah hmoty sklerocia v obilí dosáhl koncentrace 2%. Děti a dospívající jsou mnohem citlivější než dospělí, mimo jiné i proto, že požijí více potravy na jednotku tělesné hmotnosti. V důsledku toho požijí na jednotku tělesné hmotnosti i více toxinů. Námel vytváří 4 skupiny alkaloidů a proto má ergotizmus mnohočetné symptomy. Diagnostika pak může být obtížná, protože mnoho symptomů se nevyskytuje u všech případů otravy.

Ergotismus se může rozvíjet ve dvou klinických formách - konvulzivní a gangrenózní. Není bez zajímavosti, že ergotismus se projevuje v gangrenozní formě v oblasti jihozápadní Evropy, zatím co konvulsivní forma je typická pro oblast severovýchodní Evropy.

Konvulsivní ergotizmus má podle současných medicínských znalostí tyto symptomy: mírné závratě, pocit tlaku v čelní oblasti hlavy, únava, deprese, nauzea s nebo bez zvracení, bolesti v končetinách a bederní oblasti, které mohou dělat potíže při chůzi. Ve vážnějších případech se objevuje mravenčení (pocit, jako by pod kůží chodili mravenci), chladnutí končetin, svalové záškuby a tonické křeče končetin, jazyka a mimických svalů. Někdy bývá popisován renální spasmus a zástava močení. V nejzávažnějších případech má pacient epileptiformní křeče a mezi záchvaty vlčí hlad. Může ležet jako mrtvý 6 - 8 hodin a pak trpět kožní anestesií, paralysou horních končetin, záškuby paží, deliriem a ztrátou řeči. Zemřít může třetí den po nástupu příznaků. Zvířata postižená konvulsivním ergotizmem se mohou stát divokými, řvou, úzkostně rámusí, dochází k zástavě laktace a následně pojdou. Histologicky se prokazuje poškození zadních kořenů spinální míchy.

Gangrenózní ergotismus je charakterizována stažením cév, svalovými bolestmi, střídavými pocity chladu a tepla. Při těžkém průběhu se objevuje nekróza, gangréna až ztráta končetin. Postižené touto formou vyobrazuje obraz Žebráci od holandského autora Pietera Brueghela (1530 - 1569) - viz část Historie.

Situace dnes

Riziko onemocnění člověka ergotizmem po konzumaci cereálních potravin je v našich podmínkách, při dodržování zásad správné zemědělské praxe (osivo je chemicky ošetřeno, speciální agrotechnika ap.) a na základě současných poznatků, mininální. Může k němu však dojít při hrubém porušení správné zemědělské a technologické praxe během pěstování a zpracování obilovin.

Z hlediska možné expozice jsou pak více ohrožena hospodářská zvířata, např. v hospodářstvích s nedostatečnou krmivovou základnou, kde jsou zkrmovány zbytky po čistění zrna, nebo při pastvě, kdy jsou traviny kontaminovány námelem. Přechod námelových alkaloidů do mléka monogastrů (tedy i člověka), je prokázán. Přechod do kravského mléka není zatím jednoznačně potvrzen.

Dalším potencionálním zdrojem pro člověka by mohly být výrobky z dovozu na bázi žita, a to z oblastí, kde zemědělství a jeho kontrola není na nejlepší úrovni. Proto lze v případě dovozu podobných výrobků doporučit kontrolu na obsah námelových mykotoxinů - povahy alkaloidů.

HYGIENICKO-TOXIKOLOGICKÉ HODNOCENÍ

Ve světě jsou limitovány z hlediska obsahu námele, cereálie sloužící k výživě lidí. V Indii jsou vytvořeny regulační opatření pro výskyt námele v cereáliich a je navržen limit 0,01% (1 námel na 10000 zrn). Marth (1990) popisuje, že v některých zemích se toleruje výskyt námelu v zrninách od 0,1 - 0,15%. (Při příjmu 500 g chleba, vyrobeného z tohoto obilí za den, by byl člověk exponován 0,5 - 0,75 g námele). Jiné zdroje popisují že 0,1 - 0,2% obsahu námele v potravinách nebo krmivech již působí toxicky. V USA jsou obiloviny kontrolovány U.S. Department of Agriculture, která klasifikuje zrniny na dvě skupiny s námelem (nad 0,3%) a bez námelu (pod 0,3%). Zrniny, které mají být použity jako potravina musí být důkladně přečištěny vzduchovou separací. U nás byla zkoušena i metoda flotační, založená na odlišné specifické hmotnosti napadených zrn. Jako flotační roztok byla zkoušena melasa.