Афлатоксикоз симптомы

Биологические науки/ 6. Микробиология

к.х.н. Таутова Е.Н., к.х.н. Хамитова А.С., Гулевская Е.Г.

Кокшетауский государственный университет им. Ш. Уалиханова, Казахстан

Афлатоксины в пищевых продуктах
животного происхождения

Микотоксины – это вторичные метаболиты микроскопических плесневых грибов, являющиеся особо опасными токсическими веществами, загрязняющими корма и пищевые продукты. Высокая опасность микотоксинов выражается в том, что они обладают токсическим эффектом в чрезвычайно малых количествах и способны весьма интенсивно диффундировать в глубь продукта. Микотоксины по своим химическим свойствам относятся к различным химическим классам и имеют молекулярную массу от 200 до 500 kD. В настоящее время из кормов и продуктов питания выделено около 250 видов плесневых грибов, большинство из которых продуцирует высокотоксичные метаболиты, в том числе около 120 микотоксинов. Существует предположение, что с биологической точки зрения микотоксины выполняют в обмене веществ микроскопических грибов функции, направленные на выживание и конкурентоспособность в различных экологических нишах .

Плесневые грибы поражают продукты как растительного, так и животного происхождения на любом этапе их получения, транспортирования и хранения, в производственных и домашних условиях. Микотоксины могут попадать в организм человека через пищевые продукты – с мясом и молоком животных, которым скармливали корма, загрязненные плесневыми грибами. Использование в животноводстве кормов, пораженных грибами, ведет к гибели или заболеванию скота и птицы .

В продуктах питания распространены следующие высокотоксичные микотоксины: афлатоксины, охратоксины, зеараленон, трихотеценовые микотоксины, патулин, а так же и другие микотоксины, которые еще менее изучены.

Афлатоксины – представляют собой одну из наиболее опасных групп микотоксинов, обладающих сильными канцерогенными свойствами . Афлатоксины впервые были выделены в 1961 году из арахисовой муки, зараженной грибом Aspergillus flavus, который и дал название этой группе микотоксинов.

Афлатоксины действуют практически на все компоненты клетки. Афлатоксины нарушают проницаемость плазматических мембран. В ядрах они связываются с ДНК, ингибируют репликацию ДНК, ингибируют активность ДНК-зависимой-РНК-полимеразы – фермента, осуществляющего синтез матричной РНК, и тем самым подавляют процесс транскрипции. В митохондриях афлатоксины вызывают повышение проницаемости мембран, блокируют синтез митохондриальных ДНК и белка, нарушают функционирование системы транспорта электронов, вызывая тем самым энергетический голод клетки. В эндоплазматическом ретикулуме под воздействием афлатоксинов наблюдаются патологические изменения: ингибируется белковый синтез, нарушается регуляция синтеза триглициридов, фосфолипидов и холестерина. Афлатоксины оказывают прямое действие на лизосомы, что приводит к повреждению их мембран и высвобождению активных гидролитических ферентов, которые, в свою очередь, расщепляют клеточные компоненты. Все перечисленные нарушения приводят к так называемому метаболистическому хаосу и гибели клетки .

Часто источником афлатоксинов является, зерно кукурузы, проса, риса, пшеницы, ячменя, орехи – бразильские, грецкие, миндаль, фисташки, фундук, арахис, кешью, специях (различные виды перца, мускатный орех), бобы какао и кофе, некоторые овощи и фрукты, а также семена хлопчатника и других масличных растений. Афлатоксины так же обнаруживают в молоке, мясе, яйцах .

В настоящее время семейство афлатоксинов включает четыре основных представителя (афлатоксины В1, В2, G1, G2) и еще более 10 соединений, являющихся производными или метаболитами основной группы (М1, М2, В2а, G2a, GM1, Р1, Q1 и другие). Продуцентами афлатоксинов являются некоторые штаммы 2 видов микроскопических грибов: Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus .

Aspergillus flavus – вторая ведущая причина аспергиллеза у людей. Пациенты, у которых определяются антитела к Aspergillus flavus часто страдают ослаблением или нарушением иммунной системы. В отличие от большинства грибов, Aspergillus flavus предпочитает сухой жаркий климат. Оптимальная температура для развития гриба составляет 370 С, хотя гриб одинаково хорошо развивается при температурах от 120 С до 480 С. Такой высокий температурный оптимум отчасти обусловливает его патогенность для человека. Aspergillus flavus продуцирует ядовитое вещество в организме человека только в кислых условиях среды .

Идеальными условиями для роста Aspergillus flavus являются:

­ условия окружающей среды и содержание влаги оказывает влияние на продукцию микотоксинов. Образование токсинов усиливается при содержании свободной воды 0,90;

­ Aspergillus flavus может начать образовывать афлатоксин при 0,83;

­ при температуре около 250С Aspergillus flavus активно производит афлатоксины. При 100С образование токсинов не отмечалось;

­ развитие колоний плесневых грибов имеют место при значениях рН от 4 до 8;

­ идеальная температура от 12 до 480С;

­ концентрация кислорода и кислотность субстрата не являются существенными для продукции микотоксина;

­ тип субстрата. Растительный субстрат усиливает образование микотоксинов больше, чем животный и животного происхождения .

Современные методы обнаружения и определения содержания микотоксинов в пищевых продуктах и кормах включают скрининг-методы, количественные аналитические и биологические методы.

Скрининг-методы (миниколоночный метод, методы тонкослойной хроматографии (ТСХ-методы), флуоресцентный и др.) отличаются быстротой и удобны для проведения серийных анализов, позволяют быстро и надежно разделять загрязненные и незагрязненные образцы.

Количественные аналитические методы определения микотоксинов представлены химическими, радиоиммунологическими и иммуноферментными методами. Химические методы являются в настоящее время наиболее распространенными и состоят из двух стадий: стадии выделения и стадии количественного определения микотоксинов. Стадия выделения включает экстракцию (отделение микотоксина от субстрата) и очистку (отделение микотоксина от соединений с близкими физико-химическими характеристиками). Окончательное разделение микотоксинов проводится с помощью различных хроматографических методов, таких как газовая (ГХ) и газожидкостная (ГЖХ), тонкослойная хроматография (ТСХ), высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) и масс-спектрометрия.

Количественную оценку содержания микотоксинов проводят путем сравнения интенсивности флуоресценции при ТСХ в ультрафиолетовой области спектра (максимум возбуждения 360-365 нм) со стандартами .

Афлатоксины В1 и В2 обладают синей флуоресценцией (максимум эмиссии 425 нм), афлатоксины G1 и G2 сине-зеленой флуоресценцией (максимум эмиссии 450 нм). Флуоресцентные методы анализа имеют высокую чувствительность и позволяют обнаружить афлатоксины В1 и G1 на уровне 1-2 мкг/кг, афлатоксины В2 и G2 на уровне 0,5-1 мкг/кг и афлатоксин М1 на уровне 0,5-1 мкг/кг. Отбор проб производится в соответствии с нормативными документами на данный вид продукции. Анализ необходимо произвести в течение 3 суток с момента отбора при условии хранения проб при температуре, предусмотренной для хранения данного вида продукции. Количество пробы, отбираемой для анализа, составляет не менее 100 г.

Все более широкое применение находят радиоиммуно-химические и иммуноферментные методы, что связано с их высокой чувствительностью. Эти методы основаны на получении антисывороток к коньюгатам микотоксинов с бычьим сывороточным альбумином.

В настоящее время вопросы контроля за загрязнением продовольственного сырья, пищевых продуктов и кормов микотоксинами остаются особо актуальными и решаются не только в рамках отдельных государств, но и на международном уровне, под эгидой ВОЗ и ФАО.

Литература:

1. Нечаев А.П. Пищевая химия. СПб.: ГИОРД, 2003 – 640 с.

2. Григорьева Р.З. Безопасность продовольственного сырья и продуктов питания. Уч. Пособие. Кемерово, 2004. – С. 21-26.

МИКОТОКСИКО́ЗЫ ЖИВО́ТНЫХ (от греч. μύϰης – гриб и ток­си­коз), бо­лез­ни, вы­зы­вае­мые ми­ко­ток­си­на­ми. Из­вест­но ок. 250 ви­дов разл. мик­ро­ско­пич. гри­бов, про­ду­ци­рую­щих св. 300 ми­ко­ток­си­нов. Осо­бен­но чув­ст­ви­тель­ны к ми­ко­ток­си­нам пти­цы, ло­ша­ди, сви­ньи; ме­нее чув­ст­ви­те­лен круп­ный и мел­кий ро­га­тый скот. Ми­ко­ток­си­ко­зы ча­ще про­яв­ля­ют­ся у мо­лод­ня­ка, бе­ре­мен­ных и ос­лаб­лен­ных жи­вот­ных. По про­ис­хо­ж­де­нию раз­ли­ча­ют М. ж. али­мен­тар­ные (наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны) и рес­пи­ра­тор­ные (ре­ги­ст­ри­ру­ют­ся зна­чи­тель­но ре­же). Ми­ко­ток­си­ко­зы на­зы­ва­ют по ро­ду гри­ба (напр., фу­за­рио­ток­си­коз), по ток­си­ну, вы­звав­ше­му от­рав­ле­ние (напр., аф­ла­ток­си­коз), а так­же по кли­нич. про­яв­ле­нию от­рав­ле­ния (напр., ми­ко­ти­че­ский вуль­во­ва­ги­нит). Эпи­зо­ото­ло­гия М. ж. обыч­но ха­рак­те­ри­зу­ет­ся вне­зап­но­стью и мас­со­во­стью по­яв­ле­ния за­бо­ле­ва­ния; от­сут­ст­ви­ем кон­та­ги­оз­но­сти; оча­го­во­стью, се­зон­но­стью и зо­наль­но­стью; пре­кра­ще­ни­ем за­бо­ле­ва­ния при за­ме­не ток­сич­но­го кор­ма доб­ро­ка­че­ст­вен­ным. Кли­нич. про­яв­ле­ния ми­ко­ток­си­ко­за и тя­жесть те­че­ния бо­лез­ни за­ви­сят от ви­да и ко­ли­че­ст­ва ми­ко­ток­си­на, по­пав­ше­го в ор­га­низм, дли­тель­но­сти его по­сту­п­ле­ния, его био­ло­гич. и хи­мич. ак­тив­но­сти, а так­же от воз­рас­тных, ви­до­вых и ин­ди­ви­ду­аль­ных осо­бен­но­стей жи­вот­ных, со­стоя­ния за­щит­ных сил ор­га­низ­ма, ус­ло­вий сре­ды. При разл. ми­ко­ток­си­ко­зах на­блю­да­ют: по­ра­же­ние нерв­ной сис­те­мы, ча­ще – цен­траль­ной (сим­пто­мы раз­но­об­раз­ны); же­лу­доч­но-ки­шеч­но­го трак­та, от ро­то­вой по­лос­ти до пря­мой киш­ки (ато­нии, тим­па­нии и др.); сер­деч­но-со­су­ди­стой и ды­ха­тель­ной сис­тем (та­хи­кар­дия, арит­мия, по­верх­но­ст­ное ды­ха­ние и др.); мо­че­по­ло­вой сис­те­мы (аль­бу­ми­ну­рия, ге­ма­ту­рия, абор­ты, бес­пло­дие, вы­па­де­ние вла­га­ли­ща и др.). Темп-ра те­ла ча­ще нор­маль­ная. За­дол­го до пер­вых кли­нич. про­яв­ле­ний ме­ня­ет­ся со­став кро­ви (ре­ги­ст­ри­ру­ют­ся стой­кая лей­ко­пе­ния, тром­бо­ци­то­пе­ния). Па­то­ло­го-ана­то­мич. при­зна­ки ха­рак­те­ри­зу­ют­ся, как пра­ви­ло, мно­жеств. ге­мор­ра­гия­ми поч­ти во всех внутр. ор­га­нах, нек­ро­за­ми в же­лу­доч­но-ки­шеч­ном трак­те и др. Ди­аг­ноз ста­вят на ос­но­ва­нии эпи­зо­ото­ло­гич. дан­ных, кли­нич. при­зна­ков, па­то­ло­го-ана­то­мич. ис­сле­до­ва­ний, из­ме­не­ний со­ста­ва кро­ви, по ре­зуль­та­там пол­но­го ток­си­ко-ми­ко­ло­гич. ис­сле­до­ва­ния ис­поль­зо­вав­ших­ся кор­мов. Ток­сич­ный корм ис­клю­ча­ют из ра­цио­на. Ле­че­ние сим­пто­ма­ти­че­ское, при­ме­ня­ют сор­бен­ты (напр., ак­ти­вир. уголь).

Самым опасным и распространенным афлатоксином является афлатоксин B1.

Афлатоксин В1 является гепатотропным ядом и поражает в первую очередь печень. У животных он может вызывать острые и хронические отравления, которые сопровождаются дегенеративными изменениями в печени, геммарагическим диатезом, гидроперекардитом, отеком легких, асцитом и другими поражениями. Установлена взаимосвязь между уровнем ежедневного поступления в организм афлатоксина и частотой рака печени животных.

Результаты многочисленных исследований свидетельствуют, что афлатоксины вызывают генные мутации, оказывают тератогенное действие, являются сильными иммунодепресантами.
Основное негативное действие афлатоксинов проявляется в связывании ДНК и ингибировании синтеза РНК — полимеразы, что приводит к подавлению синтеза белка животного организма. Поэтому, при обнаружении афлатоксинов в кормах целесообразно увеличить концентрацию белка в рационе, это необходимо для нормального роста животных.

При действии совсем малых доз афлатоксинов, недостаточных для отравления, но поступающих в организм постоянно или многократно, развивается цирроз или рак печени. В печени снижается уровень витамина А и повышается содержание жиров. Она увеличивается в размерах, приобретая желтовато-коричневый оттенок, по структуре становится рыхлой.
Афлатоксины снижают содержание протромбина (фактор свертывания крови) в среднем на 20 %, в связи с этим увеличивается восприимчивость животных к образованию кровоподтеков, иногда отмечаются кишечные кровоизлияния.

Корма, загрязненные микотоксином афлатоксин B1, не только снижают продуктивность и ухудшают здоровье животного, как было изложено выше, но также являются серьезным фактором загрязнения молока. Поглощенный афлатоксин B1 с кормом, интенсивно преобразуется в печени в афлатоксин М1, который также быстро выводится с молоком и мочой. Многие авторы указывают, что афлатоксин M1 появляется в молоке уже спустя 12 часов после приема коровой корма, загрязненным афлатоксином B1. Максимальная концентрация его в молоке наступает через 24 часа, и полностью выводится из организма через 4 дня, после того, как животное прекращает потреблять афлатоксин B1.

При уровне 0,7 мг/кг афлатоксина В1 подавляются рост птицы и синтез ДНК, падает потребление корма. В печени, как было уже описано выше, снижается уровень витамина А и повышается содержание жиров. Она увеличивается в размерах, приобретает желтовато-коричневый оттенок, становится рыхлой. Иногда происходит кровоизлияние. Гематокритное число и уровень гемоглобина, а также глобулина и протеина в плазме крови значительно падают при наличии 5 мг/кг корма афлатоксина В1. У несушек снижаются яичная продуктивность и масса яйца и, как у бройлеров, увеличивается содержание жира в печени, меняются некоторые параметры плазмы крови. При уровне афлатоксина 1 мг/кг корма и более в течение 4 недель падает яйценоскость, поскольку ухудшается нормальное транспортирование жира из печени в яйцевод.

Существуют два основных метода снижения концентрации свободных афлатоксинов. В корма добавляют сорбенты, которые связывают токсин и предотвращают его всасывание из кишечного тракта. Чаще всего для этой цели используют добавки на основе минеральных глин (цеолитовых, бентонитовых, алюмосиликатных), комплексных карбогидратов и активированного угля. Однако эти сорбенты не очень эффективны и предназначены только для животных. Другой, относительно новый способ нейтрализации Афлатоксина В1 – озонирование кормов и продуктов растительного происхождения. Это дешевый метод, который позволяет быстро обработать большие объемы продукции. Однако и он не разрушает афлатоксины полностью.

Учитывая высокую токсичность афлатоксина В1, в Российской Федерации введены довольно жесткие нормативы по максимально допустимым уровням содержания его в кормах: 0,01 мг/кг — для собак, кошек и декоративных птиц. В рационе кур-несушек и бройлеров афлатоксина В1 должно содержаться не более 0,025 мг/кг; дойных коров и поросят (старше двух месяцев) – 0,05 мг/кг; телят, откормочного поголовья и быков-производителей – 0,1 мг/кг; овец (старше четырех месяцев) – 0,1 мг/кг. В комбикормах для молодняка птицы он не допускается. В продовольственном зерне (пшеница, рожь, овес, ячмень и другие), семенах масличных культур (подсолнечник, соя, арахис и другие) содержание афлатоксина В1 не должно превышать 0,005 мг/кг.

В испытательной лаборатории Амурского филиала ФГБУ «Забайкальский референтный центр Россельхознадзора» проводятся исследования зерна и продуктов его переработки на содержание афлатоксина В1 методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. В 2012 году исследовано 20 образцов продуктов переработки зерна, превышений предельно-допустимых и максимально-допустимых уровней не выявлено.