микотоксины

МИКОТОКСИНЫ (от греч. mykes — гриб и toxikon — яд)

токсичные продукты жизнедеятельности микроскопич. (плесневых) грибов.

Известно более 250 видов грибов, продуцирующих неск. сотен М. Многие из них обладают мутагенными (в т. ч. канцерогенными) свойствами. Среди М., представляющих опасность для здоровья человека и животных, наиб. распространены афлатоксины (формула I и II), трихотеценовые М., или трихотецены (III-V), патулин (VI), охратоксины (VII), зеа-раленон и зеараленол (VIII). Большинство М. — кристаллич. вещества (см. табл.), термически стабильны, хорошо раств. в органических растворителях. М. (за исключением охратоксинов) достаточно устойчивы к действию кислот, разрушаются щелочами с образованием нетоксичных или малотоксичных соединений. Биосинтез М. включает обычно стадию конденсации 1 молекулы ацетил-кофермента А с тремя и более молекулами малонил-кофермента А.

Токсин Т-2: R = H, R = R:=OAc Х = CHOCOCH₂CH(CH₃)₂

Диацетоксискирпенол: R=H,R'=R:=OAc Х=CH₂

Дезоксиниваленол: R = R'=OH, R:=H X=C=O

Нивеленол:R=R'=R''=OH,X=C=O

Охратоксин А: R=COOH, R=Cl

Охратоксин В: R=COOH, R=H

Охратоксин С: R=C(0)OC₂H₅

R'=Cl

Зеараленон : Х= C=O Зеараленон : X=CHOH

^{ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ МИТОТОКСИНОВ}

_{* Растворитель-метанол. ** Отсутствие поглощения в УФ спектре или флуоресценции.}

А ф л а т о к с и н ы. В эту группу входят более 15 М., которые продуцируются грибами Aspergillus flavus и Aspergillus ра-rasiticus. Осн. загрязнители (гл. обр. токсин В_:) пищ. продуктов. Высокой токсичностью обладают афлатоксины В₁, В₂, G₁ и G₂ (для афлатоксина B₁ ЛД₅₀ 7,8 мг/кг, макаки, перорально). Афлатоксины-сильные мутагены (в т. ч. ге-патоканцерогены), обладают также тератогенным и имму-нодепрессивным действием. Токсич. действие обусловлено их взаимод. с нуклеоф. участками ДНК, РНК и белков.

В ряде стран Африки и Азии, где наблюдаются острые афлатоксикозы у людей, выявлена прямая корреляция между частотой заболевания населения раком печени и содержанием афлатоксинов в пищ. продуктах. Хим. детоксикация кормов аммиаком при повыш. давлении и температуре (США, Франция) или пероксидом водорода (Индия) позволяет снизить содержание афлатоксинов до безопасного уровня. При этом, однако, теряется часть питат. ценности корма. Перспективна биол. детоксикация афлатоксинов и др. М. некоторыми видами микроорганизмов. При употреблении животными кормов, загрязненных афлатоксином В₁, с молоком выделяется высокотоксичный афлатоксин M₁.

Т р и х о т е ц е н ы. Продуцируются грибами Fusarium spo-rotrichiella, Fusarium solani, Fusarium graminearum и др. Включают более 80 М., которые подразделяют на 4 типа: А, В, С и D. Представители группы А-токсин Т-2 и диацетокси-скирпенол, группы В-дезоксиниваленол и ниваленол, группы С-роридин А, группы D-кротоцин. ЛД₅₀ для этих М. (мыши, перорально) варьирует от 6,7 мг/кг (токсин Т-2) до 46 мг/кг (дезоксиниваленол). Биосинтез трихотеценов осуществляется через лактон мевалоновой кислоты и фарнезил-пирофосфат.

Трихотецены проявляют тератогенные, цитотоксич., им-мунодепрессивные, дерматотоксич. свойства, действуют на кроветворные органы, центр. нервную систему, вызывают лейкопению, геморрагич. синдром, ответственны за ряд пищ. микотоксикозов человека и животных. Токсич. свойства обусловлены их участием в подавлении биосинтеза белка. Из всех трихотеценов прир. загрязнителями пищ. продуктов являются только 4 (они приведены в качестве представителей группы А и В).

П а т у л и н. Впервые выделен в 1943 как антибиотик. Продуцируется грибом Penicillium expansum; ЛД₅₀ 17–36 мг/кг (мыши, перорально). Обладает высокими мутагенными свойствами. Ингибирует синтез белка, ДНК, РНК, ферменты, содержащие в активном центре группы SH.

О х р а т о к с и н ы. В эту группу входят охратоксины А, В и С. Продуцируются грибами Aspergillus ochraceus и Penicillium viridicatum. Наиб. токсичен охратоксин А (ЛД₅₀ 3,4 мг/кг, однодневные цыплята, перорально). Другие М. этой группы на порядок менее токсичны. Охратоксин А (им наиб. часто загрязняются пищ. продукты) в чистом виде нестабилен, чувствителен к действию света и кислорода, устойчив в растворах. Эти М. обладают нефротоксич., тератогенным и иммунодепрессивным действием. Ингибируют синтез белка, нарушают обмен гликогена. Охратоксины ответственны за возникновение нефропатии у свиней.

З е а р а л е н о н и е г о п р о и з в о д н ы е (к этой группе относят 15 М.). Продуцируются грибом Fusarium graminearum.

Для зеараленона ЛД₅₀ 10 000 мг/кг (крысы, перорально). Взаимод. с эстрадиолсвязывающими рецепторами в клетках-мишенях. Обладают эстрогенными и тератогенными свойствами, а также антибактериальным действием в отношении грамположительных бактерий. В качестве прир. загрязнителей встречаются только зеараленон и зеараленол.

Содержание М. в пищ. продуктах и кормах варьирует в широких пределах и может достигать сотен мкг/кг. Оптим. температура токсинообразования лежит в пределах от 8–12 °C (токсин Т-2) до 27–30 °C (афлатоксины). Для основных М. в ряде стран установлены ПДК. В СССР в пищ. продуктах ПДК афлатоксина B₁ 0,005, патулина 0,05, токсина Т-2 0,1, дез-оксиниваленола 0,5 и 1,0 (в зависимости от вида продукта), зеараленона 1,0 мг/кг. Продуценты афлатоксинов поражают гл. обр. зерновые, масличные и бобовые культуры; продуценты охратоксинов, зеараленона, трихотеценов типов А и В-зерновые; трихотеценов типа С-грубые корма, богатые клетчаткой; продуценты патулина-фрукты, овощи и продукты их переработки. Ежегодные потери с.-х. продукции в мире, связанные с загрязнением их М., превышают 15 млрд. долл. (1985). Потенциальная опасность загрязнения М. существует для 1 млрд. т с.-х. продукции.

Для определения М. в пробе его извлекают орг. растворите-лем, осуществляют предварит. очистку, переводят (в случае необходимости) в летучее, флуоресцирующее или окрашенное соединение. На конечном этапе используют разл. виды хроматографии, для некоторых М. — радиоиммунные и иммуно-ферментные методы.

^{Лит.: Тутельян В. А., Кравченко Л. В., Микотоксины, М., 1985; Trichothecenes — chemical, biological and lexicological aspects, ed. by Y. Ueno, Tokyo-Amst., 1983; Mycotoxins. Production, isolation, separation and purification, ed. by V. Betina, Amst.-[a.o.], 1984.}

_{В. С. Соболев}