Войти
Микотоксикология - это раздел микологии, который фокусируется на анализе и изучении токсинов, вырабатываемых грибами, известных как микотоксины. В пищевой промышленности важно принимать меры, которые сохраняют уровни микотоксинов на максимально низком уровне, особенно те, которые являются термостабильными. Эти химические соединения являются результатом вторичного метаболизма, инициированного в ответ на определенные сигналы развития или окружающей среды. Это включает в себя биологический стресс со стороны окружающей среды, такой как более низкий уровень питательных веществ или конкуренция за доступные. По этому вторичному пути грибок производит широкий спектр соединений, чтобы получить определенные преимущества, такие как повышение эффективности метаболических процессов для получения большего количества энергии из меньшего количества пищи или нападение на другие микроорганизмы и возможность использовать их останки в качестве источник еды.
Микотоксины производятся грибами и в низких концентрациях токсичны для позвоночных и других групп животных. Низкомолекулярные метаболиты грибов, такие как этанол, токсичны только в высоких концентрациях, не считаются микотоксинами. Грибные яды - это метаболиты грибов, которые могут вызывать болезни и смерть людей и других животных; они довольно произвольно исключены из обсуждений микотоксикологии. Плесень вырабатывает микотоксины; грибы и другие макроскопические грибы производят грибные яды. Различие между микотоксином и грибным ядом основано не только на размере грибка-продуцента, но и на намерениях человека. Воздействие микотоксинов почти всегда происходит случайно. Напротив, за исключением жертв нескольких микологически совершенных убийц, грибные яды обычно попадают в организм грибных грибников-любителей, которые собирают, готовят и едят то, что было ошибочно идентифицировано как безвредный съедобный вид.
Микотоксины трудно определить, а также очень сложно классифицировать. Микотоксины имеют разнообразную химическую структуру, биосинтетическое происхождение, множество биологических эффектов и вызывают множество различных видов грибов. Классификация обычно отражает обучение классификатора и не соответствует какой-либо установленной системе. Микотоксины часто назначаются врачами в зависимости от того, на какой орган они влияют. Микотоксины можно разделить на нефротоксины, гепатоксины, иммунотоксины, нейротоксины и т. Д. Общие группы, созданные клеточным биологом, включают тератогены, мутагены, аллергены и канцерогены. Химики-органики пытались классифицировать их по химическому строению (например, лактоны, кумарины); биохимики в зависимости от их биосинтетического происхождения (поликетиды, полученные из аминокислот и т. д.); врачей - болезнями, которые они вызывают (например, пожар Св. Антония, стахиботриотоксикоз), а микологами - грибами, которые их вызывают (например, токсинами Aspergillus, токсинами Penicillium). Ни одна из этих классификаций не является полностью удовлетворительной. Афлатоксин, например, представляет собой гепатотоксический, мутагенный, канцерогенный, содержащий дифуран токсин Aspergillus, полученный из поликетидов. Зеараленон - метаболит Fusarium с сильной эстрогенной активностью; следовательно, помимо того, что он назван (вероятно, ошибочно) микотоксином, он также был назван фитоэстрогеном, микоэстрогеном и стимулятором роста.
Цитринин : Цитринин был впервые выделен из Penicillium citrinum до Второй мировой войны; впоследствии он был идентифицирован более чем у дюжины видов Penicillium и нескольких видов Aspergillus (например, Aspergillus terreus и Aspergillus niveus), включая определенные штаммы Penicillium camemberti (используемый для производства сыра) и Aspergillus oryzae (используемый для производства саке, мисо, и соевый соус). Совсем недавно цитринин был выделен из Monascus ruber и Monascus purpureus, промышленных видов, используемых для производства красных пигментов.
Афлатоксины : Афлатоксины были выделены и охарактеризованы после того, как смерть более 100 000 индюшат ( болезнь Х индейки ) была связана с потреблением зараженной плесенью арахисовой муки. Четыре основных афлатоксина называются B1, B2, G1 и G2 на основании их флуоресценции в УФ-свете (синем или зеленом) и относительной хроматографической подвижности во время тонкослойной хроматографии. Афлатоксин B1 является наиболее мощным из известных природных канцерогенов и обычно является основным афлатоксином, продуцируемым токсигенными штаммами. Он также лучше всего изучен: в большом количестве опубликованных статей термин афлатоксин может быть истолкован как означающий афлатоксин B1. Однако было описано более дюжины других афлатоксинов (например, P1. Q1, B2a и G2a), особенно как продукты биотрансформации основных метаболитов у млекопитающих. Классическая книга «Афлатоксин: научные основы, контроль и последствия», опубликованная в 1969 году, до сих пор является ценным источником для обзора истории, химии, токсикологии и последствий исследований афлатоксинов для сельского хозяйства.
Фумонизины : Фумонизины были впервые описаны и охарактеризованы в 1988 году. Самым широко продуцируемым членом семейства является фумонизин B1. Считается, что они синтезируются путем конденсации аминокислоты аланина с получением предшественника ацетата. Фумонизины производятся рядом видов Fusarium, в частности, Fusarium verticillioides (ранее Fusarium moniliforme = Gibberella fujikuroi), Fusarium proliferatum и Fusarium nygamai, а также Alternaria alternata f. sp. lycopersici. Эти грибы сложны с таксономической точки зрения, имеют сложную и быстро меняющуюся номенклатуру, которая ставит в тупик многих немикологов (и некоторых микологов тоже). Основным видом, имеющим экономическое значение, является Fusarium verticillioides, который растет как эндофит кукурузы как в вегетативных, так и в репродуктивных тканях, часто не вызывая у растений симптомов заболевания. Однако при наличии погодных условий, повреждений насекомыми и соответствующего генотипа грибов и растений это может вызвать ожог проростков, гниль стеблей и гниль початков. Fusarium verticillioides присутствует практически во всех образцах кукурузы. Большинство штаммов не вырабатывают токсин, поэтому присутствие грибка не обязательно означает, что присутствует также фумонизин. Хотя фумонизин B1 является фитотоксичным, он не требуется для патогенеза растений.
Охратоксин : Охратоксин А был обнаружен как метаболит Aspergillus ochraceus в 1965 году во время большого скрининга грибковых метаболитов, который был разработан специально для выявления новых микотоксинов. Вскоре после этого он был выделен из коммерческого образца кукурузы в США и признан сильнодействующим нефротоксином. Члены семейства охратоксинов были обнаружены как метаболиты многих различных видов Aspergillus, включая Aspergillus alliaceus, Aspergillus auricomus, Aspergillus carbonarius, Aspergillus glaucus, Aspergillus melleus и Aspergillus niger. Поскольку Aspergillus niger широко используется в производстве ферментов и лимонной кислоты для потребления человеком, важно убедиться, что промышленные штаммы не являются продуцентами. Хотя некоторые ранние сообщения касались нескольких видов Penicillium, теперь считается, что Penicillium verrucosum, распространенный контаминант ячменя, является единственным подтвержденным продуцентом охратоксина в этом роде. Тем не менее, во многих обзорах микотоксинов повторяются ошибочные списки видов.
Патулин : Патулин, 4-гидрокси-4H-фуро [3,2c] пиран-2 (6H) -он, продуцируется многими различными плесневыми грибами, но впервые был выделен как противомикробное активное начало в 1940-х годах из Penicillium patulum (позже названного Penicillium urticae, теперь Penicillium griseofulvum). Тот же метаболит был выделен и у других видов и получил названия клавацин, клавиформин, экспансин, микоин с и пеницидин. Ряд ранних исследований был направлен на использование его антибиотической активности. Например, он был протестирован как спрей для носа и горла для лечения простуды и как мазь для лечения грибковых инфекций кожи. Однако в 1950-х и 1960-х годах стало очевидно, что помимо его антибактериального, противовирусного и противопротозойного действия активности, патулин был токсичен как для растений, так и для животных, что исключает его клиническое использование в качестве антибиотика. В 1960-х годах патулин был реклассифицирован как микотоксин.
Трихотецены : трихотецены составляют семейство из более чем шестидесяти сесквитерпеноидных метаболитов, продуцируемых рядом грибных родов, включая Fusarium, Myrothecium, Phomopsis, Stachybotrys, Trichoderma, Trichothecium и другие. Термин трихотецен происходит от трихотецина, который был одним из первых идентифицированных членов этого семейства. Все трихотецены содержат общий 12,13-эпокситрихотеновый скелет и олефиновую связь с различными замещениями боковой цепи. Они обычно встречаются в качестве загрязнителей пищевых продуктов и кормов, и потребление этих микотоксинов может привести к алиментарному кровотечению и рвоте; прямой контакт вызывает дерматит.
Зеараленон : зеараленон (лактон 6- [10-гидрокси-6-оксо-транс-1-ундеценил] -B-резорциклической кислоты), вторичный метаболит из Fusarium graminearum (телеоморф Gibberella zeae), получил тривиальное название зеараленон как сочетание G. zeae, лактон резорциловой кислоты, -ен (для наличия двойной связи от C-1 'к C-2) и -он для C-6' кетона. Почти одновременно вторая группа выделила, кристаллизовала и изучила метаболические свойства того же соединения и назвала его F-2. В большей части ранней литературы зеараленон и F-2 используются как синонимы; Семейство аналогов известно как зеараленоны и токсины F-2 соответственно. Возможно, поскольку первоначальная работа по этим грибным макролидам совпала с открытием афлатоксинов, главы о зеараленоне стали постоянным элементом монографий по микотоксинам (см., Например, Mirocha, Christensen и Betina). Тем не менее, слово «токсин» почти наверняка неверно, потому что зеараленон, хотя и обладает биологической активностью, вряд ли токсичен; скорее, он достаточно похож на 17β-эстрадиол, основной гормон, продуцируемый яичниками человека, что позволяет ему связываться с рецепторами эстрогена в клетках-мишенях млекопитающих. Зеараленон лучше классифицировать как нестероидный эстроген или микоэстроген. Иногда его называют фитоэстрогеном. Относительно взаимосвязи структура-активность зеараленона и его аналогов см. Hurd and Shier.
