Введение

Микотоксин (от греческого μύκης, "гриб" и τοξικός, "ядовитый") – токсичный вторичный метаболит, производимый грибами, способный вызывать заболевания и смерть у людей и других животных. Термин "микотоксин" обычно применяется к токсичным химическим соединениям, вырабатываемым грибами, которые легко колонизируют сельскохозяйственные культуры. Примеры микотоксинов, вызывающих заболевания у людей и животных, включают афлатоксины, цитринин, фумонизины, охратоксин А, патулин, трихотецены, зеараленон и алкалоиды спорыньи, такие как эрготамин.

Производство

Большинство грибов являются аэробными (используют кислород) и встречаются почти повсеместно в крайне малых количествах из-за микроскопических размеров их спор. Они потребляют органическое вещество при достаточной влажности и температуре. В благоприятных условиях грибы размножаются, образуя колонии, и уровень микотоксинов повышается. Причина выработки микотоксинов пока не установлена; они не необходимы для роста или развития грибов. Поскольку микотоксины ослабляют восприимчивый организм, они могут создавать более благоприятную среду для дальнейшего распространения грибов. Выработка токсинов зависит от окружающей внутренней и внешней среды, и эти вещества значительно различаются по токсичности в зависимости от зараженного организма, его восприимчивости, метаболизма и защитных механизмов.

Основные группы

Афлатоксины – это тип микотоксинов, производимых грибами рода Aspergillus, такими как A. flavus и A. parasiticus. Общий термин «афлатоксин» относится к четырем различным типам микотоксинов: B1, B2, G1 и G2. Афлатоксин B1, наиболее токсичный из них, является мощным канцерогеном и напрямую связан с неблагоприятными последствиями для здоровья, такими как рак печени, у многих видов животных. Охратоксин – это микотоксин, существующий в трех вторичных метаболических формах: A, B и C. Все они производятся видами Penicillium и Aspergillus. Эти три формы различаются тем, что охратоксин B (OTB) является нехлорированной формой охратоксина A (OTA), а охратоксин C (OTC) – этиловым эфиром охратоксина A. Aspergillus ochraceus встречается как загрязнитель широкого спектра товаров, включая напитки, такие как пиво и вино. Aspergillus carbonarius является основным видом, обнаруживаемым на плодах винограда, который выделяет свой токсин в процессе производства сока. OTA классифицируется как канцероген и нефротоксин и связан с развитием опухолей мочевыводящих путей у человека, хотя исследования на людях ограничены из-за наличия сопутствующих факторов. Несмотря на то, что он встречается во многих продуктах питания (пшенице, рисе, кукурузе, ячмене, овсе, ржи и продуктах, окрашенных пигментом Monascus), его полное влияние на здоровье человека остается неизвестным. Цитринин также может синергически взаимодействовать с охратоксином A, подавляя синтез РНК в почках мышей. Он разрушается в процессе ферментации и поэтому не содержится в яблочных напитках, таких как сидр. Хотя канцерогенности патулина не установлено, сообщалось о его способности повреждать иммунную систему у животных. К их числу относятся различные микотоксины, такие как: фумонизины, которые поражают нервную систему лошадей и могут вызывать рак у грызунов; трихотецены, наиболее тесно связанные с хроническими и смертельными токсическими эффектами у животных и людей; и зеараленон, который не связан с какими-либо смертельными токсическими эффектами у животных или людей. Другие основные типы токсинов Fusarium включают: эниатины (например, боверицин), бутенолид, эквизетин и фузарины.

Возникновение

Хотя различные дикие грибы содержат широкий спектр ядов, которые, безусловно, являются грибными метаболитами, вызывающими серьезные проблемы со здоровьем у людей, они довольно произвольно исключаются из обсуждений микотоксикологии. В таких случаях различие основано на размере гриба-продуцента и намерениях человека. Воздействие микотоксинов почти всегда происходит случайно, в то время как отравления грибами обычно вызваны неправильной идентификацией и употреблением в пищу. Употребление в пищу неправильно идентифицированных грибов, содержащих микотоксины, может приводить к галлюцинациям. Циклопептид, продуцируемый Amanita phalloides, хорошо известен своим токсическим потенциалом и является причиной примерно 90% всех смертельных случаев, связанных с грибами. Другие основные группы микотоксинов, обнаруженных в грибах, включают: ореланин, монометилгидразин, соединения, подобные дисульфираму, галлюциногенные индолы, мускариновые, изоксазольные и специфические раздражители желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Основная часть данной статьи посвящена микотоксинам, содержащимся в микрогрибах, а не в ядах, выделяемых макроскопическими грибами. Stachybotrys chartarum содержит большее количество микотоксинов, чем другие плесени, растущие в помещениях, и связан с аллергией и воспалением дыхательных путей. Заражение S. chartarum в зданиях с гипсокартоном, а также на потолочных плитах, очень распространено и в последнее время стало более признанной проблемой. При повторном воздействии влаги S. chartarum легко разрастается на целлюлозной поверхности гипсокартона. Это подчеркивает важность контроля влажности и вентиляции в жилых домах и других зданиях. Негативное влияние микотоксинов на здоровье зависит от концентрации, продолжительности воздействия и индивидуальной чувствительности. Концентрации, наблюдаемые в обычных домах, офисах или школах, часто слишком низки, чтобы вызвать какие-либо побочные эффекты у находящихся в них людей. В 1990-х годах общественная обеспокоенность по поводу микотоксинов возросла после многомиллионных судебных разбирательств, связанных с токсичной плесенью. Иски были поданы после исследования, проведенного Центром по контролю и профилактике заболеваний (CDC) в Кливленде, штат Огайо, которое выявило связь между микотоксинами из спор Stachybotrys и легочным кровоизлиянием у младенцев. Однако в 2000 году, на основе внутреннего и внешнего анализа данных, CDC пришел к выводу, что из-за недостатков в методологии эта связь не была доказана. В исследованиях на животных было показано, что споры Stachybotrys могут вызывать кровотечение в легких, но только при очень высоких концентрациях. Одно исследование, проведенное Центром интегративной токсикологии при Мичиганском государственном университете, изучало причины заболеваний, связанных с влажными зданиями (DBRI). Было установлено, что Stachybotrys, возможно, является важным фактором, способствующим развитию DBRI. На данный момент модели на животных показывают, что воздействие S. chartarum на дыхательные пути может вызывать аллергическую сенсибилизацию, воспаление и цитотоксичность в верхних и нижних дыхательных путях. Токсичность трихотеценов, по-видимому, является основной причиной многих из этих неблагоприятных эффектов. Недавние исследования показывают, что более низкие дозы (в исследованиях обычно используются высокие дозы) также могут вызывать эти симптомы.

В пище

Микотоксины могут попадать в пищевую цепь в результате грибкового заражения сельскохозяйственных культур, либо при непосредственном употреблении людьми, либо при использовании в качестве корма для животных. В 2004 году в Кении 125 человек погибли и около 200 потребовали медицинской помощи после употребления кукурузы, зараженной афлатоксинами. Смертельные случаи были в основном связаны с домашней кукурузой, которая не была обработана фунгицидами или должным образом высушена перед хранением. В связи с нехваткой продовольствия в то время фермеры могли собирать кукурузу раньше обычного, чтобы предотвратить кражи с полей, из-за чего зерно не успело полностью созреть и стало более восприимчивым к заражению. Специи являются благоприятной средой для роста микотоксигенных грибов и выработки микотоксинов. Красный перец чили, черный перец и сушеный имбирь оказались наиболее загрязненными специями. Микотоксины также могут быть удалены химическим и биологическим путем с использованием противогрибковых/антимикотоксических средств и противогрибковых растительных метаболитов. В конце 2005 и начале 2006 годов, а также в конце 2011 года в Северной Америке были зафиксированы вспышки заболеваний, вызванные собачьим кормом, содержащим афлатоксины. Микотоксины в кормах для животных, особенно в силосе, могут снижать продуктивность сельскохозяйственных животных и приводить к их гибели. Многочисленные случаи естественного присутствия микотоксинов в лекарственных растениях и травяных лекарственных средствах были зарегистрированы в различных странах, включая Испанию, Китай, Германию, Индию, Турцию и страны Ближнего Востока.

Влияние на здоровье

Некоторые из последствий для здоровья, обнаруженные у животных и людей, включают смерть, выявляемые заболевания или проблемы со здоровьем, ослабление иммунной системы без специфичности к токсину, а также проявление аллергических реакций или раздражения. Некоторые микотоксины вредны для других микроорганизмов, таких как другие грибы или даже бактерии; пенициллин – один из примеров. Предполагается, что микотоксины в хранимых кормах могут быть причиной редких фенотипических изменений пола у кур, из-за чего они выглядят и ведут себя как самцы. Воздействие микотоксинов на здоровье может быть крайне серьезным и их можно классифицировать в три формы: мутагенные, канцерогенные и генотоксические.

У людей

Микотоксикоз – это термин, используемый для обозначения отравления, вызванного воздействием микотоксинов. Микотоксины способны вызывать как острые, так и хронические эффекты для здоровья при попадании внутрь организма, контакте с кожей, вдыхании, а также при проникновении в кровь и лимфатическую систему. Они подавляют синтез белка, повреждают макрофаги, замедляют удаление частиц из легких и повышают чувствительность к бактериальным эндотоксинам. Симптомы микотоксикоза зависят от типа микотоксина, концентрации и длительности воздействия, а также от возраста, состояния здоровья и пола пострадавшего.