Микотоксины – когда плесень может убивать

Плесневелые грибы, которым характерны признаки как растений, так и животных, произрастают везде, но отдают предпочтение тёплым средам с повышенной влажностью. Аллергические заболевания, вызванные попаданием в человеческий организм спор плодовых тел плесени, входят в пятёрку самых распространённых аллергий.

Тем не менее, около 100 видов плесени могут вызывать у человека отравления другого рода – микотоксикозы, которые, в свою очередь, могут стать причиной развития тяжёлых и опасных для жизни патологий или генных мутаций.

Общая характеристика микотоксинов

В процессе роста и размножения, некоторые плесневелые грибы вырабатывают особые жидкости – микотоксины. Эти ядовитые вещества образуются при поражении плесенью различных кормовых, пищевых и других субстратов, которое может произойти как во время выращивания растений, так и при их хранении, или на этапе производства из них продовольственных товаров.

Наибольшую опасность для человека представляют микотоксины в пищевых продуктах (молоке, мясе, яйцах, печени, т.д.) и микотоксины в зерне.

В зависимости от видовой принадлежности микотоксины способны поражать:

• органы кроветворения – токсины Т-2 и НТ-2, спорофузариотоксины;
• мышечные волокна – патулин, алкалоиды спорыньи;
• печеночную ткань – афлатоксины, лютероскирин, исландицин;
• сердечно-сосудистую систему – дендродохины;
• ткани нервной системы – эрготоксины, алкалоиды спорыньи;
• почечную ткань – охратоксин и пеницилловиридикатотоксин.

Реже, но всё-таки, подвержены поражению микотоксинами кожные покровы и желудочно-кишечный тракт. Эти вещества также становятся причиной септических ангин, дерматитов, могут вызвать нарушение гормонального баланса и оказать негативное влияние на функцию воспроизведения.

Все известные микотоксины относятся к разным группам химических веществ. Среди них встречаются: алкалоиды, стеролы, кумарины, пептиды, антрахиноны, пиперазины, трихотецены и другие соединения. При этом, и, что интересно, активность образования микотоксинов у разных штаммов одного вида плесени кардинально отличается, а токсическая составляющая, проявляющаяся в подавлении синтеза РНК и белковых соединений, может быть как остро токсической, так и слабо токсической или, вообще, а-токсической.

Опасность микотоксинов состоит ещё и в том, что они не видны в продуктах, не изменяют их запах, цвет и вкус, а также, устойчивы, как к высоким, так и к низким температурам.

Поэтому в большинстве стран установлены предельные нормы концентрации (ПДК) содержания микотоксинов в продуктах и кормах.

Далее рассмотрим основные характеристики самых распространённых представителей видов плесневелых грибов, вырабатывающих микотоксины, которые представляют разную степень опасности для человека и сельскохозяйственных животных.

Агаритин

Этот микотоксин выделяется не плесневелыми грибами, а некоторыми видами «обычных» пластинчатых грибов, в том числе и двуспоровыми шампиньонами. Агаритин представляет собой ароматический гидразид.

Несмотря на то, что ВОЗ отнесла это микотоксин к агентам III степени опасности – потенциально канцерогеноопасные, Международное агентство по изучению рака продолжает исследования, направленные на выявление условий, которые приводят к образованию из этого микотоксина, опасной для человека, диазониевой соли.

Агаритин относится к токсичным веществам, опасным при их разложении. Особую опасность он, точнее пары этого микотоксина, представляют во время пожаров. В настоящее время доказано, что агаритин способен оказывать мутагенное воздействие на человеческую ДНК.

Поэтому в США существуют следующие указания об оказании первой помощи при поражении агаритином, например, людям, выращивающим грибы:

1. При попадании микотоксина в глаза – тщательно, длительно и обильно промыть глаза и ничем не закапывать. Обязательно обратиться за помощью к врачу-токсикологу, даже если состояние не вызывает никакого дискомфорта.
2. При контакте микотоксина с кожей – выбросить одежду, которая была обсеменена агаритином, а поражённый участок кожи тщательно промыть водой, по возможности с мылом. В случае зуда или покраснения пораженного участка кожи следует вызвать скорую помощь или обратиться за медицинской помощью самостоятельно.
3. При вдыхании микотоксина – сразу же покинуть загрязнённый участок и глубоко провентилировать лёгкие кислородом, делая глубокие вдохи и шумные длинные выдохи в течение нескольких минут. Если проявились одышка, кашель, жжение во рту, горле или груди, следует обратиться за квалифицированной помощью.
4. При проглатывании микотоксина – рвоту не вызывать, а дать выпить 1-2 стакана чистой воды, и транспортировать пострадавшего в больницу.

Афлатоксины

Самая распространенная причина развития микотоксикозов у людей – это поражение микотоксинами, выделяемые плесенью рода Aspergillus. Эти плесневелые грибы попадают в зерновые культуры ещё на этапе их роста, а также поражают зерно во время хранения или при переработке в муку. Более всего эти разновидности плесени «любят» земляные орехи – арахис.

Микотоксины Aspergillus также могут присутствовать в рисе, кукурузе, пшенице и других зерновых, а поэтому и в хлебе. Попадая вместе с кормом к животным, афлаткосины потом обнаруживаются в молоке, яйцах, мясе и субпродуктах. Плесень Aspergillus великолепно чувствует себя в пряностях и сухофруктах, чайных листьях, зёрнах кофе и какао-бобах. Довольно часто экспертиза детских продуктов и соков в пет-упаковках обнаруживает присутствие этих микотоксинов и в них.

Всего существует 4 вида мико-афлотоксинов и 10 разновидностей их метаболитов. Их основная мишень в человеческом организме – это печёночная ткань. Убивая клетки печени, которые при гибели быстро замещаются жировой тканью, афлатоксины В1 могут также влиять на работу сердца, почек и селезёнки. Более того, если афлатоксин В1 попадёт с кормом к дойным коровам, то в молоке обязательно будет присутствовать его метаболит – афлатоксин М1. Опасность для человека заключается еще и в том, что микотоксин М1 обнаруживается не только в цельном молоке, но и в кисломолочных изделиях, и в продуктах диетического питания.

Афлатоксины могут стать причиной цирроза и рака печени, а также существенно снизить иммунитет, в том числе вызвать неправильное развитие плода у беременных женщин.

Смертельной дозой для взрослого человека считается 75 мг/кг, а токсической, при которой наступает острое отравление – 1,7 мг/кг. При летальном отравлении этим микотоксином смерть наступает в течение 2-х суток от острой почечной недостаточности. Тем не менее, и хроническое отравление афлатоксинами наносит существенный вред организму:

• из-за нарушения обмена витамина D снижается прочность костей;
• значительно сокращается синтез жёлчных солей;
• замедляется всасывание липидов и выработка пигментов;
• происходит нарушение баланса железа, меди и фосфора;
• у детей происходит значимая задержка психического и физического развития.

Основная мера профилактики отравления афлатоксинами в быту – обращать внимание на срок годности продукта, а также на отсутствие посторонних запахов и, тем более, на присутствие плесени, а также правильно хранить продукты дома.

Знаете почему рекомендуют покупать молочные продукты, которые произведены в заводских условиях? Потому, что они проходят 3 этапа химической проверки на присутствие микотоксина М1, которые не выдадут себя в молочных продуктах ни посторонним цветом, ни запахом, ни привкусом. В остальных продуктах обнаружить самостоятельно афлатоксины также невозможно, но для каждой из категорий продукции установлены минимальные дозы, которые обязательно проверяются во время их изготовления.  Например, для орехов и зерна – это не более чем 0,005 мг/кг афлатоксина В1, а в яйцах и мясе – не более чем 0,0005 мг /кг.

Для уничтожения микотоксинов Aspergillus в кормах применяют обеззараживание с помощью аммиака или гидроксида кальция, или методом экстракции с органическими растворителями. Возможна также обработка кормов горячей водой с солью.

Алкалоиды спорыньи

Спорынья – это род грибов, паразитирующих на пшенице, ржи и некоторых других злаках.

В средние века достаточно часто возникали эпидемии, получившие название «Антониев огонь». Это были массовые пищевые отравления алкалоидами спорыньи, в основном – эрготинином, который, при проглатывании, вызывает судороги и спазмы гладкой мускулатуры, расстройства психики и нарушения зрения. Отдалённым последствием отравления микотоксином спорыньи является осложнённая катаракта, а чрезмерное употребление алкалоидов спорыньи приводит к быстрой смерти.

Современная агротехника выращивания злаков практически избавила посевы зерновых от поражения спорыньёй. Однако, разновидность Claviceps purpurea-G1 в небольших количествах культивируется для производства лекарств, которые помогают в лечении психических, неврологических и гинекологических заболеваний, а также применяются при родах.

Тем не менее, любителям путешествий следует помнить, что споры и микотоксины G2 у разновидностей злаков спорыньи, растущих в лесах и горах, могут представлять реальную опасность отравления при тактильном контакте или вдыхании.

Дезоксиниваленол (ДОН, вомитоксин)

Этот микотоксин является вторичным метаболитом, который вырабатывается некоторыми разновидностями плесени рода Fusarium (особенно F.Graminearum), и относится к типу Трихотеценовые микотоксины. Для «производства» ДОНа физариумная плесень «предпочитает» в первую очередь пшеницу, затем кукурузу, а потом ячмень.

Микотоксин ДОН, содержащийся в этих зерновых культурах, не опасен для человека. Однако присутствие этих микотоксинов в кормах поражает домашний скот, особенно свиней.

У них развивается поражение кроветворных органов, а также тяжелые алиментарные токсикозы с геморрагическим синдромом, отказом от пищи и рвотой.  Этим обусловлено второе название этого микотоксина – вомитоксин, которое в дословном переводе означает «рвотный токсин».

Трихотеценовые микотоксины не способны накапливаться в организме животных, поэтому мясо животных, которые питались зараженными ДОН кормами, безопасно для человека и может применяться без каких-либо ограничений. Но, Международное агентство по изучению рака отнесло дезоксиниваленол к III степени опасности – потенциально канцерогеноопасным, поэтому в большинстве стран, пшеница и кукуруза, поражённые микотоксинами F.Graminearum не используются для производства муки и продуктов питания, а идут на корм скоту или птице.

Зеараленон

Этот микотоксин также вырабатывается плесневыми грибами, относящимися к роду Fusarium. Зеараленон представляет собой нестероидное эстрогенное вещество, механизм действия которого ещё недостаточно выяснен. Споры грибов обитают в почве, откуда они попадают и поражают растения, выделяя при этом микотоксин F2. «Любимый» продукт фузариумных грибов для выработки зеараленона – это кукуруза, зёрна которой при поражении микотоксином розовеют.  Эта плесень также «не брезгует» рисом, сорго, орехами, бананами, чёрным перцем и другими пряностями.

Пока не доказано то, что зеараленон представляет опасность для человека. Тем не менее, за рубежом, ведутся исследования по подтверждению данных, доказывающих что зеараленон может быть фактором развития рака молочной железы.

Зеараленон, а в особенности его разновидность – зеранол, который в 4 раза токсичнее, поражает свиней, коров и овец. У животных обоего пола опухают половые органы, начинается бесконтрольный рост грудных желез. У самок фиксируют выкидыши и бесплодие. При попадании зеранола с кормом к курицам, снижается уровень производства яиц и эти микотоксины могут в них накапливаться. В США и Канаде зераленон (α) используется как стимулятор роста и наращивания мышечной массы у мясных пород скота, но в Европейском союзе применение этой разновидности микотоксина запрещается.

В нашей стране запрещено даже малейшее присутствие этих микотоксинов в пищевых продуктах, предназначенных для детей, беременных и кормящих женщин. Для всей остальной продукции, норма содержания микотоксинов зеараленона не должна превышать 0,5 мкг/кг. Определение содержания микотоксинов F2 происходит методом иммуноферментного анализа и жидкостной хроматографии.

Лютеоскирин

Грибы из рода Penicillium islandicum, которые поражают жёлтый рис, содержат токсичный пигмент его мицелия – лютеоскирин, и вырабатывают такие митотоксины, как: руброскирин, эритроскирин, циклохлоратином и исландицин. Последний микотоксин, являясь хлорсодержащий пептидом, представляет особую токсическую опасность для организма человека.

Впервые о печёночной канцерогенности лютеоскирина заговорили в середине 50-х годов прошлого столетия, в Японии, где наблюдалась «эпидемия» микотоксикозов и циррозов печени. Как было выяснено, в этом были повинны лютероскирин и исландицин, содержащиеся в японском, американском и испанском рисе. Во время исследований, японские учёные установили, что наибольшую токсическую опасность представляет исландицин (исландитоксин), в то время, как токсичный пигмент – лютеоскирин, придающий рису особую желтушность, обладает слабой токсичностью, но зато является своеобразным маркером присутствия микотоксинов.

Охратоксин А

Охратоксины – это токсичные вещества, представляющие собой кумариновые соединения. В основном, микотоксины, относящиеся к этой разновидности, вырабатываются плесневыми грибами Penicillium verrucosum и Aspergillus ochraceus. Эти плесени паразитируют на пшенице, ячмене, кукурузе. Охратоксин имеет схожую молекулярную структуру и обладает сильной нефротоксичностью – поражает почки, а также печень и ЖКТ у молодых свиней, утят, цыплят и промысловых рыб. При этом охратоксиновые микотоксины не представляют опасности для жвачных животных.

Для человека, особо ядовитым охратоксином является самый распространённый его вид – охратоксин А, который по своим канцерогенным показателям отнесён ко II классу опасности. Помимо зерновых микотоксин А может присутствовать в муке и хлебе, вине и вяленом винограде, в кофе.

Охратоксин А подозревается в смертельном заболевании почек, распространённом среди населения Балкан – балканская эндемическая нефропатия.  При этом ведутся исследования, которые бы окончательно доказали, что микотоксин А повинен в снижении мужской репродуктивной функции, отрицательном воздействии на нервные волокна, в том числе и на угнетение развития всех тканей человеческого эмбриона.

В нашей стране существуют следующие нормативы содержания охратоксина А:

• в продуктах питания и кормах – не более чем 5 мкг/кг;
• в детском, диетическом, и в питании для беременных и кормящих – не более 0,5 мкг/кг;
• в ферментно-свёртывающих препаратах грибного происхождения – не более 0, 5 мкг/кг.

Несмотря на то, что охратаксин А не поражает костную, мышечную, соединительную и жировую ткани животных, если, при их убое, микотоксин будет обнаружен в почках, все туши подлежат полной утилизации.

Пенициллановая кислота

Это вещество представляет нейро- и нефротоксическую опасность для человека. Вырабатывается плесневелыми грибами Penicillium aurantiogriseum и Penicillium fennelliae, которые поражают фасоль, кукурузу, спаржу и землянику. Оба микотоксина рассматриваются, как возможные факторы в этиологии балканской эндемической нефропатии. В тоже время они вырабатывают особое вещество Anicequol, которое хотят использовать для производства лекарства против рака толстой кишки. За рубежом уже проведены положительные доклинические испытания.

Патулин

Микоткосин патулин вырабатывается мицелием грибов Penicillium expansum, Aspergillus, Byssochlamys и нескольких других, паразитирующих в основном на яблоках. Эти виды плесени также могут поражать плоды груш, персиков, вишен, а также грейпфруты, некоторые злаки и овощи.

Несколько десятилетий назад этот микотоксин применялся как антибиотик в ветеринарии, но сегодня его использование прекратили, поскольку доказано его сильное побочное воздействие на желудочно-кишечный тракт животных.

Доказательства канцерогенной и токсической опасности для человека пока не получены. Проводятся исследования по поводу понижающего иммунитет и мутагенного воздействия этого микотоксина на клетки человека. Поэтому существуют рекомендации о том, что при изготовлении яблочного сока в домашних условиях следует вырезать подгнившие участки плодов на глубину 1см здорового слоя. Однако для изготовления сидра или вина такие меры предосторожности излишни поскольку патулиновый микотоксин полностью разлагается при брожении.

Тем не менее, законодательством установлена ПДК путалина в продуктах содержащих яблоки, томаты, облепиху, калину и вышеперечисленные фрукты, производящиеся для детского и диетического питания – не более чем 20 мкг/кг.

Стеригматоцистин

Этот микотоксин вырабатывается в основном грибами рода Aspergillus, которые умеют расти на солёных и сладких средах. Он считается вторичным метаболитом, и структурно похож на афлатоксины, но гораздо менее токсичен, а поэтому представляет опасность при «хроническом» употреблении его в пищу.

Стеригматоцистин очень устойчив к температурным воздействиям и сохраняет свою токсичность даже после выпекания хлеба. Учёные обнаружили, что Aspergillus, развивающиеся на обветренных сырах, производят этот микотоксин в гораздо больших количествах. Так же стеригматоцистин обнаруживается в зерновых культурах, орехах, кофе, какао-бобах, специях, овощах и фруктах.

Как и афлатоксин В1, стеригматоцистин отнесён по канцерогеноопсаности к классу IIB, и может быть причиной развития рака печени, пищевода или желудка. Доказано не только мутагенное, но и гепатогенное (поражение печени) воздействие этого микотоксина на человеческие клетки, а также его влияние на значительное снижение иммунитета.

Стеригматоцистин представляет реальную угрозу здоровью сельскохозяйственных животных и промысловых рыб.

В связи с повышенной опасностью этого микотоксина, в нашей стране не допускается его присутствие в продуктах питания вообще, а для животноводческих кормов существует норма – не более чем 0,05-0,1 мг/кг.

Токсины Т-2 и НТ-2

Микотоксин Т-2 является продуктом жизнедеятельности плесени рода Fusarium, а микотоксин НТ-2 – это главный, особо токсичный его метаболит. Они сходны по своему строению, поэтому, лабораторные анализы на определение содержания их в продуктах и кормах, выполняются совместно. Оба микотоксина отнесены к веществам Трихотецены типа А.  Мультикомбинация афлотоксин + Т-2 + НТ-2 является характерной для разновидностей фузариумной плесени, которая любит влажные, но прохладные условия, поэтому поражает лишь некоторые зерновые во время их цветения, в основном – это овёс.

Микотоксины Т-2 и НТ-2 представляют опасность, как для человека, так и для всех сельскохозяйственных животных, а также для промысловых рыб, выращиваемых в искусственных водоёмах. Доказано, что трихотецины, содержащиеся в животноводческих кормах, приводят к высоким экономическим потерям у крупного рогатого скота и свойской птицы.

У людей, превышение граничных норм этих микотоксинов в продуктах питания свыше чем 50 мкг/кг, может привести к развитию алиментарной токсической алейкии или к алиментарному токсическому агранулоцитозу. Одной из причин развития таких заболеваний может быть употребление в пищу перезимовавшего на полях зерна, что в настоящее время практически исключено. Тем не менее, трихотеценовые микотоксины, и сегодня, включены в обязательный список обнаружения их содержания в продуктах.

Трихотеценен

Этот микотоксин вырабатывается грибами Fusarium tricinctum, которые обитают в почве и паразитируют на кукурузе, пшенице, луке, других овощах и фруктах. Трихотеценен относится к нейротоксинам и схож по своему воздействию с микотоксином Fusarin C. Проводятся исследования, которые изучают возможное угнетение роста и его мутагенное воздействие на человека.  Проверяется также возможность развития алиментарной токсической алейкии под воздействием микотоксина F.tricinctum.

В настоящее время, по своей токсичности этот микотоксин отнесён к I уровню опасности, и поэтому происходит всемирная стандартизация его определения и норм содержания в продовольственных товарах и кормах.

Фумонизин B1

Этот микотоксин, продуцируется грибами Fusarium moniliforme и F. Proliferatum, паразитирующими на кукурузе и продуктах, которые из неё производятся. Фумонизин B1 является ингибитором церамидсинтазы, и поэтому способствует тому, что в нервных клетках накапливаются сфинганин и сфингозин, которые в сою очередь ускоряют процесс программируемой клеточной гибели. Более того, благодаря особой структуре молекул, фумонизины легко встраиваются в клеточные биологические мембраны и повреждают их. Из-за этого фумонизиновый микотоксин В1 также представляет и канцерогенную опасность.

Медики однозначно доказали, что повышенная заболеваемость раком пищевода в некоторых провинциях Китая, в ЮАР и Италии, вызвана частым употреблением дроблёной кукурузы, поражённой фумонизином В1.

В животноводстве, применение кормов, поражённых микотоксином Ф-В1, приводит к отёку лёгких и поражению печени, почек и белого вещества головного мозга.

В нашей стране, содержание фуманизинов в продовольственных продуктах и животноводческих кормах закреплено законом и составляет:

• для детского питания – 0,2 мг/кг;
• для пищевого зерна – 0,4 мг/кг;
• для животноводческих кормов – 5 мг/кг.

Цитринин

Этот микотоксин впервые был выделен из Penicillium citrnlum в качестве антибиотика, но не был ни разу применён, поскольку оказался сильно токсичным для мочевыделительной системы человека. Сейчас эту разновидность микотоксина обнаруживают на поражённых плесенью злаках с повышенной влажностью зерна, в подсолнечном жмыхе и кокосовой стружке, пряностях, подгнивших яблоках и испорченных молочных продуктах. Цитринин также выделяется плесневелыми грибами Monascus, применяющийся для производства красного дрожжевого риса. Этот рис очень популярен в восточной и азиатской кухне, но в следствие высокой концентрации в нём цитринина – 360 мкг/кг, считается небезопасным для частого употребления.

На сегодня не доказано мутагенное и канцерогенное воздействие цитринина на человеческий организм, но проводятся исследования на его причастность к балканской эндемической нефропатии.

Поэтому, хоть и не существует никаких международных стандартов содержания микотоксина цитринин в продуктах и кормах, но негласно, безопасной дозой считается норма 20 мкг/кг.

В заключение следует добавить, что противоядия от микотоксинов для человека пока ещё не придуманы, а вот для сельскохозяйственных животных, адсорбенты микотоксинов уже существуют. Они представляют собой комплексные добавки к корму, которые деинтоксицируют организмы животных сразу от нескольких, наиболее опасных и распространённых микотоксинов.

И ещё, необходимо помнить о том, что, покупая продукты с рук, без соответствующей дорогостоящей проверки на содержание в них микотоксинов, вы лишний раз подвергаете себя и своих близких, как минимум, риску развития микотоксикозов, которые сложно диагностировать, а поэтому и сложно вылечить.