Микотоксины

(от греч. mykes-гриб и toxikon-яд), токсичные продукты жизнедеятельности микроскопических (плесневых) грибов.

Известно более 250 видов грибов, продуцирующих несколько сотен микотоксинов. Многие из них обладают мутагенными (в том числе канцерогенными) свойствами. Среди микотоксинов, представляющих опасность для здоровья человека и животных, наиболее распространены афлатоксины (формула I и II), трихотеценовые микотоксины, или трихотецены (III-IV), охратоксины (V), патулин (VI), зеараленон и зеараленол (VII). Большинство микотоксинов – кристаллические вещества (см. таблицу), термически стабильны, хорошо растворимые в органических растворителях. Микотоксины (за исключением охратоксинов) достаточно устойчивы к действию кислот, разрушаются щелочами с образованием нетоксичных или малотоксичных соединений. Биосинтез микротоксинов включает обычно стадию конденсации 1 молекулы ацетил-кофермента А с тремя и более молекулами малонил-кофермента А.

	Группа I Афлатоксин В1: R=H Mолекулярная масса – 312 Афлатоксин В2: R=H, положение 8 и 9 гидрированы Mолекулярная масса – 314 Афлатоксин М1: R=OH Mолекулярная масса – 328
	Группа II Афлатоксин G1 Mолекулярная масса – 328 Афлатоксин G2: положения 9 и 10 гидрированы Mолекулярная масса – 330
	Группа III Токсин T-2: R1=OH, R2=R3=OAc, R4=H, R5=OCOCH2CH(CH3)2 Mолекулярная масса – 424 Токсин HT-2: R1=R2=OH, R3=OAc, R4=H, R5=OCOCH2CH(CH3)2 Mолекулярная масса – 466 Диацетоксискирпенол (ДАЗ): R1=OH, R2=R3=OAc, R4=H, R5=CH2 Mолекулярная масса – 366
	Группа IV Нивеленол: R1=R2=R3=R4=OH Mолекулярная масса – 312 Дезоксиниваленол (ДОН): R1=R3=R4=OH, R2=Н Mолекулярная масса – 296 3-ацетил-дезоксиниваленол: R1=OAc, R2=Н, R3=R4=OH Mолекулярная масса – 338 15-ацетил-дезоксиниваленол: R1=R4=OH, R2=Н, R3=OAc Mолекулярная масса – 338 Фузаренон: R1=R3=R4= OH, R2=OAc Mолекулярная масса – 354
	Группа V Охратоксин А: R=H, R1=Cl Mолекулярная масса – 403 Охратоксин B: R=H, R1=H Mолекулярная масса – 369 Охратоксин C: R=Cl, R1=C2H5 Mолекулярная масса – 431
	Группа VI Патулин Mолекулярная масса – 153
	Группа VII Зеараленон: X= CO Mолекулярная масса – 318 Зеараленол: X= CHOH Mолекулярная масса – 312

Основные физико-химические свойства некоторых микотоксинов

Микотоксин	Мол. масса	t пл., °С	λ макс, нм *	Флуоресценция, цвет, нм *
Афлатоксин B1	312	268-269	265,362	голубой, 425
Афлатоксин G1	328	244-246	-	зелёный, 450
Афлатоксин M1	328	299	265,357	голубой, 425
Токсин Т-2	466	150-151	- **	-
Диацетоксискирпенол	366	162-164	-	-
Дезоксиниваленол	296	151-153	218	-
Ниваленол	312	222-223	218	-
Зеараленон	318	164-165	236,274,316	сине-зелёный
Патулин	153	105-108	276	-
Охратоксин А	403	169	213,332	зелёный, 475
Охратоксин В	369	221	218,318	голубой

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

Афлатоксины. В эту группу входят более 15 микотоксинов, которые продуцируются грибами Aspergillus flavus и Aspergillus раrasiticus. Основные загрязнители (главным образом токсин В) пищевых 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. гепатоканцерогены), обладают также тератогенным и иммунодепрессивным действием. Токсичное действие обусловлено их взаимодействием с нуклеофильными 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 пищевых продуктах. Химическая детоксикация кормов аммиаком при повышенном давлении и температуре (США, Франция) или пероксидом водорода (Индия) позволяет снизить содержание афлатоксинов до безопасного уровня. При этом, однако, теряется часть питатательной ценности корма. Перспективна биологическая детоксикация афлатоксинов и других микотоксинов некоторыми видами микроорганизмов. При употреблении животными кормов, загрязненных афлатоксином В₁, с молоком выделяется высокотоксичный афлатоксин M₁.

Трихотецены. Продуцируются грибами Fusarium spo-rotrichiella, Fusarium solani, Fusarium graminearum и др. Включают более 80 микотоксинов, 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 микотоксинов (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, цитотоксические, иммунодепрессивные, дерматотоксические свойства, действуют на кроветворные органы, центральную нервную систему, вызывают лейкопению, геморрагический синдром, ответственны за ряд пищевых микотоксикозов человека и животных. Токсические свойства обусловлены их участием в подавлении биосинтеза белка. Из всех трихотеценов природными загрязнителями пищевых продуктов являются только 4 (они приведены в качестве представителей группы III и IV).

Патулин. Впервые выделен в 1943 году 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.

Охратоксины. В эту группу входят охратоксины А, В и С. Продуцируются грибами Aspergillus ochraceus и Penicillium viridicatum. Наиболее токсичен охратоксин А (ЛД₅₀ 3,4 мг/кг, однодневные цыплята, перорально). Другие микотоксины этой группы на порядок менее токсичны. Охратоксин А (им наиболее часто загрязняются пищевые продукты) в чистом виде нестабилен, чувствителен к действию света и кислорода, устойчив в растворах. Эти микотоксины обладают нефротоксичным, тератогенным и иммунодепрессивным действием. Ингибируют синтез белка, нарушают обмен гликогена. Охратоксины ответственны за возникновение нефропатии у свиней.

Зеараленон и его производные. К этой группе относят 15 микотоксинов. Продуцируются грибом Fusarium graminearum.

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

Содержание микотоксинов в пищевых продуктах и кормах варьирует в широких пределах и может достигать сотен мкг/кг. Оптимальная температура токсинообразования лежит в пределах от 8-12°С (токсин Т-2) до 27-30 °С (афлатоксины). Для основных микотоксинов в ряде стран установлены ПДК. В пищевых продуктах ПДК афлатоксина B₁ 0,005, патулина 0,05, токсина Т-2 0,1, дезоксиниваленола 0,5 и 1,0 (в зависимости от вида продукта), зеараленона 1,0 мг/кг. Продуценты афлатоксинов поражают главным образом 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 сельскохозяйственной продукции в мире, связанные с загрязнением их микотоксинами, превышают 15 млрд. долл. (1985). Потенциальная опасность загрязнения микотоксинами существует для 1 млрд. т сельскохозяйственной продукции.

Для определения микотоксинов в пробе его извлекают органическим растворителем, осуществляют предварительную очистку, переводят (в случае необходимости) в летучее, флуоресцирующее или окрашенное соединение. На конечном этапе используют различные виды хроматографии, для некоторых микотоксинов - радиоиммунные и иммуно-ферментные методы.