Mykotoxin

Ett mykotoxin (från grekiskan μύκης mykes , "svamp" och τοξίνη toxini , "toxin") är en giftig sekundär metabolit som produceras av organismer i riket Svampar och kan orsaka sjukdom och död hos både människor och andra djur. Termen "mykotoxin" är vanligtvis reserverad för de giftiga kemiska produkter som produceras av svampar som lätt koloniserar grödor.

Exempel på mykotoxiner som orsakar sjukdomar hos människor och djur inkluderar aflatoxin , citrinin , fumonisiner , ochratoxin A , patulin , trichothecener , zearalenon och ergotalkaloider som ergotamin .

En mögelart kan producera många olika mykotoxiner och flera arter kan producera samma mykotoxin.

Produktion

De flesta svampar är aeroba (använd syre) och finns nästan överallt i extremt små mängder på grund av deras sporers ringa storlek . De förbrukar organiskt material där fukt och temperatur är tillräcklig. Där förutsättningarna är rätt sprids svampar till kolonier och mykotoxinnivåerna blir höga. Orsaken till produktionen av mykotoxiner är ännu inte känd; de är inte nödvändiga för svamparnas tillväxt eller utveckling. Eftersom mykotoxiner försvagar den mottagande värden, kan de förbättra miljön för ytterligare svampspridning. Produktionen av toxiner beror på den omgivande inneboende och yttre miljön och dessa ämnen varierar mycket i sin toxicitet, beroende på den infekterade organismen och dess mottaglighet, metabolism och försvarsmekanismer.

Stora grupper

Aflatoxiner är en typ av mykotoxin som produceras av Aspergillus svamparter, såsom A. flavus och A. parasiticus . Paraplytermen aflatoxin syftar på fyra olika typer av mykotoxiner som produceras, vilka är B 1 , B 2 , G 1 och G 2 . Aflatoxin B 1 , det giftigaste, är ett potent cancerframkallande ämne och har direkt korrelerats till negativa hälsoeffekter, såsom levercancer , hos många djurarter. Aflatoxiner är till stor del förknippade med råvaror som produceras i tropikerna och subtroperna , såsom bomull , jordnötter , kryddor , pistagenötter och majs .

Ochratoxin är ett mykotoxin som finns i tre sekundära metabolitformer, A, B och C. Alla produceras av Penicillium och Aspergillus arter. De tre formerna skiljer sig åt genom att Ochratoxin B (OTB) är en icke-klorerad form av Ochratoxin A (OTA) och att Ochratoxin C (OTC) är en etylesterform Ochratoxin A. Aspergillus ochraceus finns som en förorening av ett brett spektrum av varor, inklusive drycker som öl och vin. Aspergillus carbonarius är den huvudsakliga arten som finns på vinfrukter, som frigör sitt toxin under juicetillverkningsprocessen. OTA har märkts som ett cancerframkallande ämne och ett nefrotoxin och har kopplats till tumörer i mänskliga urinvägar, även om forskning på människor begränsas av förvirrande faktorer .

Citrinin är ett toxin som först isolerades från Penicillium citrinum , men som har identifierats i över ett dussin arter av Penicillium och flera arter av Aspergillus . Vissa av dessa arter används för att producera mänskliga livsmedel såsom ost ( Penicillium camemberti ), sake, miso och sojasås ( Aspergillus oryzae ). Citrinin är förknippat med gulnat rissjukdom i Japan och fungerar som ett nefrotoxin i alla testade djurarter. Även om det är förknippat med många mänskliga livsmedel ( vete , ris , majs , korn , havre , råg och mat färgad med Monascus -pigment) är dess fulla betydelse för människors hälsa okänd. Citrinin kan också verka synergistiskt med Ochratoxin A för att undertrycka RNA-syntes i murina njurar.

Ergotalkaloider är föreningar som produceras som en giftig blandning av alkaloider i sklerotia hos arter av Claviceps , som är vanliga patogener för olika gräsarter. Intag av ergotsklerotia från infekterade spannmål, vanligen i form av bröd framställt av förorenat mjöl, orsakar ergotism , den mänskliga sjukdomen som historiskt är känd som St. Anthony's Fire . Det finns två former av ergotism: gangrenös, som påverkar blodtillförseln till extremiteter, och konvulsiv, som påverkar det centrala nervsystemet . Moderna metoder för spannmålsrening har avsevärt minskat ergotism som en mänsklig sjukdom; det är dock fortfarande ett viktigt veterinärproblem. Ergotalkaloider har använts farmaceutiskt.

Patulin är ett toxin som produceras av svamparterna P. expansum , Aspergillus , Penicillium och Paecilomyces . P. expansum är särskilt förknippat med en rad mögliga frukter och grönsaker , särskilt ruttnande äpplen och fikon. Det förstörs av jäsningsprocessen och finns därför inte i äppeldrycker, såsom cider . Även om patulin inte har visats vara cancerframkallande, har det rapporterats skada immunsystemet hos djur. År 2004 Europeiska gemenskapen gränser för koncentrationerna av patulin i livsmedel. De ligger för närvarande på 50 μg/kg i alla fruktjuicekoncentrationer, på 25 μg/kg i fasta äppelprodukter som används för direkt konsumtion och på 10 μg/kg för äppelprodukter för barn, inklusive äppeljuice.

Fusariumtoxiner produceras av över 50 arter av Fusarium och har en historia av att infektera spannmålen från växande spannmål som vete och majs . De inkluderar en rad mykotoxiner, såsom: fumonisinerna , som påverkar nervsystemet hos hästar och kan orsaka cancer hos gnagare ; trichothecenerna , som är starkast förknippade med kroniska och dödliga toxiska effekter hos djur och människor; och zearalenon , som inte är korrelerad till några dödliga toxiska effekter hos djur eller människor. Några av de andra huvudtyperna av Fusarium- toxiner inkluderar: enniatiner som beauvericin ), butenolid , equisetin och fusarins .

Förekomst

Även om olika vilda svampar innehåller ett sortiment av gifter som definitivt är svampmetaboliter som orsakar anmärkningsvärda hälsoproblem för människor, är de ganska godtyckligt uteslutna från diskussioner om mykotoxikologi. I sådana fall baseras distinktionen på storleken på den producerande svampen och människans avsikt. Mykotoxinexponering är nästan alltid oavsiktlig, medan olämplig identifiering och intag av svampar som orsakar svampförgiftning vanligtvis är fallet. Förtäring av felidentifierade svampar som innehåller mykotoxiner kan resultera i hallucinationer. Den cyklopeptidproducerande Amanita phalloides är välkänd för sin toxiska potential och är ansvarig för ungefär 90 % av alla svampdödsfall. De andra primära mykotoxingrupperna som finns i svamp inkluderar: orellanin , monometylhydrazin , disulfiram-liknande, hallucinogena indoler, muskarina, isoxazol och gastrointestinala (GI)-specifika irriterande ämnen. Huvuddelen av denna artikel handlar om mykotoxiner som finns i andra mikrosvampar än gifter från svamp eller makroskopiska svampar.

I inomhusmiljöer

Byggnader är en annan källa till mykotoxiner och människor som bor eller arbetar i områden med mögel ökar sina chanser att få negativa hälsoeffekter. Mögel som växer i byggnader kan delas in i tre grupper - primära, sekundära och tertiära kolonisatörer. Varje grupp kategoriseras efter förmågan att växa vid ett visst vattenaktivitetskrav. Det har blivit svårt att identifiera mykotoxinproduktion av inomhusmögel för många variabler, såsom (i) de kan vara maskerade som derivat, (ii) de är dåligt dokumenterade och (iii) det faktum att de sannolikt producerar olika metaboliter på byggmaterial. En del av mykotoxinerna i inomhusmiljön produceras av Alternaria , Aspergillus (flera former), Penicillium och Stachybotrys . Stachybotrys chartarum innehåller ett högre antal mykotoxiner än andra mögelsvampar som odlas i inomhusmiljön och har förknippats med allergier och luftvägsinflammation. Angrepp av S. chartarum i byggnader som innehåller gipsskivor, liksom på takplattor, är mycket vanligt och har nyligen blivit ett mer känt problem. När gipsskivor upprepade gånger har förts in i fukt, S. chartarum lätt på sin cellulosayta. Detta understryker vikten av fuktkontroll och ventilation i bostadshus och andra byggnader. De negativa hälsoeffekterna av mykotoxiner är en funktion av koncentrationen , exponeringens varaktighet och patientens känslighet. Koncentrationerna som upplevs i ett normalt hem, kontor eller skola är ofta för låga för att utlösa en hälsoreaktion hos de boende.

På 1990-talet ökade allmänhetens oro över mykotoxiner efter att giftiga mögelbosättningar uppgick till flera miljoner dollar. Rättegångarna skedde efter en studie av Center for Disease Control (CDC) i Cleveland, Ohio , rapporterade ett samband mellan mykotoxiner från Stachybotrys sporer och lungblödning hos spädbarn. Men år 2000, baserat på interna och externa granskningar av deras data, drog CDC slutsatsen att sambandet inte var bevisat på grund av brister i deras metoder. Stachybotrys- sporer i djurstudier har visat sig orsaka lungblödningar, men endast vid mycket höga koncentrationer.

En studie från Center of Integrative Toxicology vid Michigan State University undersökte orsakerna till Damp Building Related Illness (DBRI). De fann att Stachybotrys möjligen är en viktig bidragande faktor till DBRI. Hittills indikerar djurmodeller att luftvägsexponering för S. chartarum kan framkalla allergisk sensibilisering, inflammation och cytotoxicitet i de övre och nedre luftvägarna. Trichothecentoxicitet verkar vara en underliggande orsak till många av dessa negativa effekter. Nya fynd tyder på att lägre doser (studier involverar vanligtvis höga doser) kan orsaka dessa symtom.

Vissa toxikologer har använt måttet Concentration of No Toxicological Concern (ConNTC) för att representera den luftburna koncentrationen av mykotoxiner som förväntas inte orsaka någon fara för människor (exponeras kontinuerligt under en 70-årig livstid). Resultaten från flera studier har hittills visat att vanliga exponeringar för luftburna mykotoxiner i den byggda inomhusmiljön ligger under ConNTC, men jordbruksmiljöer har potential att producera högre nivåer än CoNTC.

I mat

Mykotoxiner kan förekomma i näringskedjan som ett resultat av svampinfektion på grödor , antingen genom att de äts direkt av människor eller genom att de används som djurfoder.

2004 i Kenya dog 125 människor och nästan 200 andra behövde medicinsk behandling efter att ha ätit aflatoxinförorenad majs. Dödsfallen var främst förknippade med egenodlad majs som inte hade behandlats med fungicider eller ordentligt torkat före lagring. På grund av matbrist vid den tiden kan bönderna ha skördat majs tidigare än normalt för att förhindra stölder från deras åkrar, så att spannmålen inte hade mognat helt och var mer mottaglig för infektion.

Kryddor är känsliga substrat för tillväxt av mykotoxigena svampar och mykotoxinproduktion. Röd chili, svartpeppar och torr ingefära visade sig vara de mest förorenade kryddorna.

Fysiska metoder för att förhindra tillväxt av mykotoxinproducerande svampar eller ta bort gifter från förorenad mat inkluderar temperatur- och luftfuktighetskontroll, bestrålning och fotodynamisk behandling. Mykotoxiner kan också avlägsnas kemiskt och biologiskt med hjälp av svampdödande/anti-mykotoxiner och svampdödande växtmetaboliter .

I djurfoder

Huvudartikel: Mykotoxiner i djurfoder

Dimorfa svampar , som inkluderar Blastomyces dermatitidis och Paracoccidioides brasiliensis , är kända orsaker till endemiska systemiska mykoser .

Det förekom utbrott av hundmat innehållande aflatoxin i Nordamerika i slutet av 2005 och början av 2006, och igen i slutet av 2011.

Mykotoxiner i djurfoder, särskilt ensilage , kan minska prestationsförmågan hos lantbruksdjur och potentiellt döda dem. Flera mykotoxiner minskar mjölkavkastningen vid intag av mjölkboskap .

I kosttillskott

Kontaminering av medicinalväxter med mykotoxiner kan bidra till negativa hälsoproblem för människor och utgör därför en särskild fara. Många naturliga förekomster av mykotoxiner i medicinalväxter och växtbaserade läkemedel har rapporterats från olika länder, inklusive Spanien, Kina, Tyskland, Indien, Turkiet och från Mellanöstern. I en analys från 2015 av växtbaserade kosttillskott hittades de högsta mykotoxinkoncentrationerna i mjölktistelbaserade kosttillskott, upp till 37 mg/kg.

Hälsoeffekter

Några av de hälsoeffekter som finns hos djur och människor inkluderar dödsfall, identifierbara sjukdomar eller hälsoproblem, försvagat immunförsvar utan specificitet för ett toxin, och som allergener eller irriterande. Vissa mykotoxiner är skadliga för andra mikroorganismer som andra svampar eller till och med bakterier; penicillin är ett exempel. Det har föreslagits att mykotoxiner i lagrat djurfoder är orsaken till sällsynta fenotypiska könsförändringar hos höns som får dem att se ut och agera manliga. Mykotoxiners påverkan på hälsan kan vara "mycket hård" och kan kategoriseras i tre former "som mutagena, cancerframkallande och genotoxiska ."

I människor

Mykotoxikos är den term som används för förgiftning i samband med exponering för mykotoxiner. Mykotoxiner har potential för både akuta och kroniska hälsoeffekter via förtäring, hudkontakt, inandning och inträde i blodomloppet och lymfsystemet. De hämmar proteinsyntes, skadar makrofagsystem , hämmar partikelclearance av lungan och ökar känsligheten för bakteriellt endotoxin. Testning av mykotoxikos kan utföras med användning av immunoaffinitetskolonner .

Symtomen på mykotoxikos beror på typen av mykotoxin; koncentrationen och exponeringens längd; samt ålder, hälsa och kön hos den exponerade individen. De synergistiska effekterna förknippade med flera andra faktorer såsom genetik, kost och interaktioner med andra toxiner har studerats dåligt. Därför är det möjligt att vitaminbrist, kaloribrist, överdriven alkoholanvändning och infektionssjukdomsstatus alla kan ha förvärrade effekter med mykotoxiner.

Begränsning

Mykotoxiner motstår kraftigt nedbrytning eller bryts ner i matsmältningen, så de stannar kvar i näringskedjan i kött och mejeriprodukter. Även temperaturbehandlingar, såsom matlagning och frysning, förstör inte vissa mykotoxiner.

Borttagning

Inom foder- och livsmedelsindustrin har det blivit vanligt att tillsätta mykotoxinbindande medel såsom montmorillonit eller bentonitlera för att effektivt adsorbera mykotoxinerna. För att vända de skadliga effekterna av mykotoxiner används följande kriterier för att utvärdera funktionaliteten hos alla bindande tillsatser:

  • Effektiviteten av aktiv komponent verifierad av vetenskapliga data
  • En låg effektiv inkluderingsgrad
  • Stabilitet över ett brett pH-område
  • Hög förmåga att absorbera höga koncentrationer av mykotoxiner
  • Hög affinitet för att absorbera låga koncentrationer av mykotoxiner
  • Bekräftelse av kemisk interaktion mellan mykotoxin och adsorbent
  • Beprövade in vivo -data med alla större mykotoxiner
  • Giftfri, miljövänlig komponent

Eftersom inte alla mykotoxiner kan bindas till sådana medel, är det senaste tillvägagångssättet för mykotoxinkontroll mykotoxin-deaktivering. Med hjälp av enzymer ( esteras , de-epoxidas), jäst ( Trichosporon mycotoxinvorans ) eller bakteriestammar ( Eubacterium BBSH 797 utvecklad av Biomin ) kan mykotoxiner reduceras under kontaminering före skörd. Andra borttagningsmetoder inkluderar fysisk separation, tvättning, fräsning, nixtamalisering , värmebehandling, strålning, extraktion med lösningsmedel och användning av kemiska eller biologiska medel. Bestrålningsmetoder har visat sig vara effektiv behandling mot mögeltillväxt och toxinproduktion.

förordningar

Många internationella organ försöker uppnå universell standardisering av regulatoriska gränser för mykotoxiner. För närvarande har över 100 länder bestämmelser om mykotoxiner i foderindustrin, där 13 mykotoxiner eller grupper av mykotoxiner är oroande. Processen att bedöma ett reglerat mykotoxin involverar ett brett utbud av laboratorietester som inkluderar extraktion, saneringskolonner och separationstekniker. De flesta officiella bestämmelser och kontrollmetoder är baserade på högpresterande vätsketekniker (t.ex. HPLC ) genom internationella organ. Det antyds att alla bestämmelser om dessa toxiner kommer att samordnas med alla andra länder som det finns ett handelsavtal med. Många av standarderna för metodens prestandaanalys för mykotoxiner är fastställda av Europeiska standardiseringskommittén ( CEN). Man måste dock notera att vetenskaplig riskbedömning vanligtvis påverkas av kultur och politik, vilket i sin tur kommer att påverka handelsreglerna för mykotoxiner.

Livsmedelsbaserade mykotoxiner studerades omfattande över hela världen under hela 1900-talet. I Europa lagstadgade nivåer av en rad mykotoxiner tillåtna i livsmedel och djurfoder fastställda av en rad europeiska direktiv och EG- förordningar. US Food and Drug Administration har reglerat och upprätthållit gränser för koncentrationer av mykotoxiner i livsmedels- och foderindustrin sedan 1985. Det är genom olika efterlevnadsprogram som FDA övervakar dessa industrier för att garantera att mykotoxiner hålls på en praktisk nivå. Dessa efterlevnadsprogram tar prov på livsmedelsprodukter inklusive jordnötter och jordnötsprodukter, trädnötter, majs och majsprodukter, bomullsfrö och mjölk. Det finns fortfarande en brist på tillräckliga övervakningsdata om vissa mykotoxiner som förekommer i USA

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mycotoxin&oldid=1139669962 "