Афлатоксин - Aflatoxin

Не путать с альфа-токсином .
Химическая структура афлатоксина B 1

Афлатоксины - это различные ядовитые канцерогены и мутагены , которые продуцируются некоторыми плесневыми грибами , особенно видами Aspergillus . Грибы растут в почве, гниющая растительность и различные основные продукты питание и товары , такие как сено, кукуруза , пшеница , просо , сорго , маниок , рис , перец чили , хлопковые , арахис , лесные орехи , семена кунжута , семена подсолнечника , а также различные специи. Короче говоря, соответствующие грибы растут практически на любой культуре или продукте. Когда такая зараженная пища обрабатывается или потребляется, афлатоксины попадают в общий пищевой запас. Они были обнаружены как в кормах для домашних животных, так и в продуктах питания человека, а также в кормах для сельскохозяйственных животных. Животные, которых кормили зараженной пищей, могут передавать продукты трансформации афлатоксина в яйца, молочные продукты и мясо. Например, зараженный корм для домашней птицы является предполагаемым источником зараженного афлатоксином куриного мяса и яиц в Пакистане.

Дети особенно страдают от воздействия афлатоксина, которое связано с задержкой роста, задержкой развития, повреждением печени и раком печени. В некоторых исследованиях сообщалось о связи между задержкой роста в детстве и воздействием афлатоксина, но не во всех случаях. Более того, причинно-следственная связь между задержкой роста в детстве и воздействием афлатоксина еще предстоит окончательно продемонстрировать эпидемиологическими исследованиями, хотя такие исследования еще продолжаются. Взрослые имеют более высокую толерантность к воздействию, но также подвержены риску. Ни один вид животных не застрахован. Афлатоксины являются одними из самых известных канцерогенных веществ. После попадания в организм афлатоксины могут метаболизироваться в печени до реактивного промежуточного эпоксида или гидроксилироваться, чтобы стать менее вредным афлатоксином M 1 .

Отравление афлатоксином чаще всего происходит в результате проглатывания, но наиболее токсичное соединение афлатоксина, B 1 , может проникать через кожу.

В пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) уровни действия для афлатоксина , присутствующие в пище или корма составляет от 20 до 300 частей на миллиард . FDA имело возможность объявить отзыв кормов для людей и домашних животных в качестве меры предосторожности для предотвращения воздействия.

Термин «афлатоксин» происходит от названия вида Aspergillus flavus , у которого впервые были обнаружены некоторые из соединений. Это слово было придумано примерно в 1960 году после того, как оно было обнаружено как источник « болезни индейки X ». Афлатоксины образуют одну из основных групп микотоксинов , и помимо Aspergillus flavus различные члены группы соединений встречаются у таких видов, как: Aspergillus parasiticus , Aspergillus pseudocaelatus , Aspergillus pseudonomius "и Aspergillus nomius".

Основные типы и их метаболиты

Афлатоксин B 1 считается наиболее токсичным и продуцируется как Aspergillus flavus, так и Aspergillus parasiticus . Афлатоксин M 1 присутствует в ферментационном бульоне Aspergillus parasiticus , но он и афлатоксин M 2 также продуцируются, когда инфицированная печень метаболизирует афлатоксины B 1 и B 2 .

  • Афлатоксин B 1 и B 2 (AFB), продуцируемый Aspergillus flavus и A. parasiticus
  • Афлатоксин G 1 и G 2 (AFG), продуцируемый некоторыми A. flavus группы II и Aspergillus parasiticus
  • Афлатоксин M 1 (AFM 1 ), метаболит афлатоксина B 1 у людей и животных (воздействие в нг может происходить с материнским молоком)
  • Афлатоксин М 2 , метаболит афлатоксина В 2 в молоке крупного рогатого скота, питающегося зараженными продуктами.
  • Афлатоксикол (AFL): метаболит, образующийся при расщеплении лактонового кольца.
  • Афлатоксин В 1 (КИ 1 ), основной метаболит AFB 1 в ин витро препаратах печени других высших позвоночных

AFM, AFQ и AFL сохраняют возможность превращаться в эпоксид. Тем не менее, они, по-видимому, гораздо менее способны вызывать мутагенез, чем неметаболизированный токсин.

Условия загрязнения

Афлатоксины продуцируются как Aspergillus flavus, так и Aspergillus parasiticus , которые являются обычными формами «сорняков», широко распространенных в природе. Наличие этих плесневых грибов не всегда указывает на присутствие вредных уровней афлатоксина, но указывает на значительный риск. Плесневые грибки могут колонизировать и заражать пищу перед сбором урожая или во время хранения, особенно после длительного воздействия окружающей среды с высокой влажностью или стрессовых условий, таких как засуха.

Естественная среда обитания Aspergillus - почва, гниющая растительность, сено и зерна, подвергающиеся микробиологическому ухудшению, но он вторгается во все типы органических субстратов, когда условия благоприятны для его роста. Благоприятные условия для производства афлатоксинов включают высокое содержание влаги (не менее 7%) и температуру от 55 ° F (13 ° C) до 104 ° F (40 ° C) [оптимально от 27 до 30 ° C (от 81 до 86 ° F). ]. Афлатоксины были выделены из всех основных зерновых культур и из таких разнообразных источников, как арахисовое масло и каннабис. Основные продукты питания, регулярно зараженные афлатоксинами, включают маниоку, перец чили, кукурузу, семена хлопка, просо, арахис, рис, сорго, семена подсолнечника, древесные орехи, пшеницу и различные специи, предназначенные для употребления людьми или животными. Продукты трансформации афлатоксина иногда обнаруживаются в яйцах, молочных продуктах и ​​мясе, когда животных кормят зараженным зерном.

Исследование, проведенное в Кении и Мали, показало, что преобладающие методы сушки и хранения кукурузы неадекватны для минимизации воздействия афлатоксинов.

Органические культуры, которые не обрабатываются фунгицидами , могут быть более восприимчивыми к заражению афлатоксинами.

Профилактика

Существует очень мало доказательств того, что просвещение в области сельского хозяйства и питания может снизить воздействие афлатоксина в странах с низким и средним уровнем доходов.

Патология

Ни один вид животных не застрахован от острого токсического воздействия афлатоксинов. Взрослые люди имеют высокую толерантность к воздействию афлатоксина и редко умирают от острого афлатоксикоза, но особенно страдают дети, и их воздействие может привести к задержке роста и задержке развития в дополнение ко всем симптомам, упомянутым ниже.

Воздействие высокого уровня афлатоксина вызывает острый некроз печени (острый афлатоксикоз), который позже приводит к циррозу или карциноме печени . Острая печеночная недостаточность проявляется кровотечением , отеком , нарушением пищеварения, изменениями всасывания и / или метаболизма питательных веществ, а также психическими изменениями и / или комой .

Хроническое субклиническое воздействие не приводит к таким драматическим симптомам, как острый афлатоксикоз. Хроническое воздействие увеличивает риск развития рака печени и желчного пузыря, поскольку метаболиты афлатоксина могут интеркалировать в ДНК и алкилировать основания посредством эпоксидной части . Считается, что это вызывает мутации в гене p53 , важном гене, предотвращающем прогрессирование клеточного цикла при наличии мутаций ДНК или сигнализирующем об апоптозе (запрограммированной гибели клеток). Эти мутации, по-видимому, влияют на расположение одних пар оснований больше, чем другие, например, третье основание кодона 249 гена р53, по-видимому, более восприимчиво к мутациям, опосредованным афлатоксином, чем близлежащие основания. Как и другие ДНК-алкилирующие агенты, афлатоксин B 1 может вызывать подавление иммунитета, и его воздействие связано с повышенной вирусной нагрузкой у ВИЧ- положительных людей.

На проявление заболеваний, связанных с афлатоксином, влияют такие факторы, как вид, возраст, питание, пол и возможность одновременного воздействия других токсинов. Основным органом-мишенью у млекопитающих является печень, поэтому афлатоксикоз - это в первую очередь заболевание печени. Условия, повышающие вероятность афлатоксикоза у людей, включают ограниченную доступность продуктов питания, условия окружающей среды, способствующие росту плесени на пищевых продуктах, и отсутствие систем регулирования для мониторинга и контроля афлатоксинов.

Регулярная диета, включающая в себя обезьяноподобные овощи , такие как морковь , пастернак , сельдерей и петрушка, может снизить канцерогенное действие афлатоксина.

Специфического антидота от афлатоксикоза не существует. Симптоматическая и поддерживающая терапия, адаптированная к тяжести заболевания печени, может включать внутривенное введение жидкости с декстрозой, активным витамином К, витаминами группы В и ограниченную, но высококачественную белковую диету с адекватным содержанием углеводов.

У других животных

У собак афлатоксин может вызвать заболевание печени. Низкие уровни воздействия афлатоксина требуют непрерывного приема в течение нескольких недель или месяцев, чтобы появились признаки дисфункции печени. В некоторых статьях предполагается, что уровень токсичности в корме для собак составляет 100–300 частей на миллиард и требует непрерывного воздействия или потребления в течение от нескольких недель до месяцев для развития афлатоксикоза. Нет информации, позволяющей предположить, что выздоровевшие собаки позже умрут от болезни, вызванной афлатоксином.

Индюки чрезвычайно подвержены афлатоксикозу. Недавние исследования показали, что это связано с эффективным опосредованным цитохромом P450 метаболизмом афлатоксина B 1 в печени индеек и недостаточной детоксикацией, опосредованной глутатион-S-трансферазой .

Некоторые исследования на беременных хомяках показали значительную взаимосвязь между воздействием афлатоксина B 1 (4 мг / кг, разовая доза) и появлением аномалий развития у их потомства.

В 2005 году Diamond Pet Foods обнаружила афлатоксин в продукте, произведенном на их предприятии в Гастоне, Южная Каролина . В 23 штатах Diamond добровольно отозвала 19 продуктов, в состав которых входила кукуруза и которые производились на предприятии в Гастоне. Лабораторные испытания более 2700 образцов готовой продукции подтвердили, что только два кода даты в двух смесях для взрослых собак потенциально могут быть токсичными.

В декабре 2020 года и январе 2021 года компания Midwestern Pet Foods отозвала корм для собак, содержащий смертельный уровень афлатоксина. К 12 января 2021 года от отравления афлатоксином умерло 70 собак.

Обнаружение у людей

Есть два основных метода, которые наиболее часто используются для определения уровней афлатоксина у людей.

Первый метод измерения AFB 1 - гуанин аддукта в моче субъектов. Присутствие этого продукта распада указывает на воздействие афлатоксина B 1 в течение последних 24 часов. Однако этот метод измеряет только недавнее воздействие. Из-за периода полужизни этого метаболита измеренный уровень AFB 1 -гуанина может меняться день ото дня, в зависимости от диеты, он не идеален для оценки долгосрочного воздействия.

Другой метод , который был использован является измерением AFB 1 - альбумин аддукт уровня в сыворотке крови. Этот подход обеспечивает более комплексную оценку воздействия в течение нескольких недель или месяцев.

Список вспышек

Международные источники коммерческого арахисового масла , кулинарных масел (например, оливкового , арахисового и кунжутного масла ) и косметических средств были определены как загрязненные афлатоксином. В некоторых случаях жидкостная хроматография - тандемная масс-спектрометрия (ЖХ-МС / МС) и другие аналитические методы выявляют от 48% до 80% отобранных проб продуктов как содержащих детектируемые количества афлатоксина. Во многих из этих загрязненных пищевых продуктов афлатоксин превышает безопасные пределы, установленные Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) или другим регулирующим органом.

  • 2003 Кения: острое отравление, 120 подтвержденных смертей.
  • Февраль-март 2013: Румыния, Сербия, Хорватия импортирована в Западную Европу - 2013 загрязнения афлатоксина .
  • Февраль 2013: заражение штата Айова.
  • 2014 г. (в настоящее время): Непал и Бангладеш , неонатальные воздействия, обнаруженные в пуповинной крови.
  • Кения 2019: пять марок кукурузной муки отозваны из-за загрязнения.
  • 2021 США: Загрязнение кормов для домашних животных, производимых Midwestern Pet Food, в результате чего погибло не менее 70 собак.
  • 2021 (в процессе) Шри-Ланка: Загрязненное кокосовое масло выпущено для общественного потребления местными органами власти.

Смотрите также

Ресурсы

внешние ссылки