БИОХИМИЧЕСКИЕ И ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МИКОТОКСИНОВ, ПРОДУЦИРУЕМЫХ ГРИБАМИ-ПАТОГЕНАМИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

МТ - это вторичные метаболиты микроскопических грибов, обладающие выраженными токсическими свойствами, т.е. метаболиты, не являющиеся эссенциальными для роста и развития продуцирующих их микроорганизмов [8]. МТ образуются из первичных метаболитов в результате изменения физиологических факторов, как, например, содержания питательных веществ, соотношения микроэлементов и других факторов роста. Усиленное образование МТ может, вероятно, быть свидетельством нарушения равновесия между микроскопическими грибами и окружающей средой. К настоящему времени достигнуты значительные успехи в установлении распространенности, химической структуры МТ, изучении их физико-химических свойств, разработке методов анализа. Менее изучены особенности биогенеза, метаболизма и механизмов действия. В.А.Тутельян полагает, что число известных МТ будет увеличиваться по мере изучения роли микроскопических грибов в развитии алиментарных токсикозов человека и животных с пока неясной этиологией [8].
МТ образуются в цепи последовательных ферментных реакций из относительно небольшого числа химически простых промежуточных продуктов основного метаболизма, таких как ацетат, малонат, мевалонат и аминокислоты [8]. Наиболее значимыми этапами биосинтеза МТ являются реакции конденсации, окисления-восстановления, алкилирования и галогенизации, которые приводят к образованию весьма различных по структуре предшественников МТ. Известно пять основных путей биосинтеза МТ [3, 8]: поликетидный, хаpaктерный для патулина (тетpaкетиды), охратоксина А (пентакетиды), мальторизина (гексакетиды), виомеллеина (гептакетиды), эргохромов (октакетиды), зеараленона (нонакетиды), афлатоксинов и стеригматоцистина (декакетиды) и др.; терпеноидный - для трихотеценовых МТ (ТТМТ); через цикл трикарбоновых кислот - для рубратоксинов; аминокислотный, в котором исходными соединениями являются аминокислоты-эргоалкалоиды, споридесмин, циклопиазоновая кислота и др.; смешанный (сочетание двух или более основных путей) - для производных циклопиазоновой кислоты. Наибольший интерес представ-ляет поликетидный путь - основной для биосинтеза большой группы МТ. В основе его лежит линейная конденсация ацетил-СоА с тремя или более молекулами малонил-СоА с сопутствующим декарбоксилированием, но без обязательного восстановления промежуточных β-дикарбонильных систем. Исходя из числа С2-единиц, включенных в молекулу, МТ, синтезирующиеся этим путем, подразделяются на тетра-, пента-, гекса-, гепта-, окта-, нона- и декакетиды. Терпеноидный путь биосинтеза, хаpaктерен для большой группы ТТМТ. Начинает цепь превращений мевалонат, важным этапом является продукция фарнезилпирофосфата; образование основной циклической системы трихотеценовой молекулы осуществляется циклизацией фарнезилпирофосфата - превращение в триходиен, триходиол и, наконец, 12,13-эпокситрихотецен. Последующие этерификация, гидроксилирование трихотеценового ядра приводят к синтезу триходермола, веррукарола, трихотеколона и трихотецина. Полагают, что биогенез трихотеценового ядра идентичен у всех видов Trichothecium и Fusarium, но синтез разных ТТМТ отличается особенностями в процессе гидроксилирования, катализируемом ферментными системами, генетически своеобразными у разных видов грибов.
Единая таксономия микроскопических грибов, классификация и номенклатура МТ в целом отсутствует [8]: в одних случаях в основу группового деления МТ положена их химическая структура, в других - хаpaктер токсического действия, в третьих - видовая принадлежность грибов-продуцентов.
Содержание МТ в зерне должно строго регламентироваться, так как они представляют серьезную опасность для здоровья человека и животных. Наиболее существенное значение в силу токсических свойств и повсеместного распространения традиционно придается афлатоксинам, охратоксинам, ТТМТ, эрготоксинам, зеараленону (ЗЛ) и патулину, хотя потенциально опасными для человека являются и другие токсины. Однако в последние годы внимание все большее переходит от афлатоксинов к ТТМТ [8].
Афлатоксины обладают широким спектром токсикологических эффектов [1, 3, 4, 8]: гепатотоксическим, канцерогенным, мутагенным, тератогенным, нейротоксическим, цитотоксическим, иммунодепрессивным; способны нарушать репродуктивные функции и эндокринный статус, провоцировать злокачественные опухоли печени, легких, кишечника; вызывали массовые cмepтельные отравления населения в Индии и Таиланде. Поступление с пищей 2 мг/кг токсина В1 влечет за собой летальный исход.
Охратоксикозы [5, 8] приводят к заболеваемости и cмepтности населения вследствие нефропатии, опухолей мочевыводящих путей и печени. Известны тератогенные, противосвертывающие, треморогенные, канцерогенные свойства охратоксинов. МТ грибов рода Aspergillus вызывают пять инвазивных и аллергических синдромов.
Патулин, продуцируемый грибами Penicillium), оказывает на организм через зараженные фрукты и овощи мутагенное, тератогенное, иммуномодулирующее и цитонекротическое действие [3, 4]. Отравления эрготоксинами (из склероциев спорыньи), связанные с мукой и хлебопродуктами, имеют гангренозные и судорожные формы [3].
ТТМТ составляют наиболее распространенную группу из более чем 40 метаболитов различных видов грибов Fusarium, Cephalosporium, Myrothecium и др. Тpaктовка данных о токсических свойствах рода Fusarium, полученных разными авторами в различных странах, осложнена отсутствием единой систематики этого рода [8]. Согласно классификации В.И.Билай [2], основные продуценты ТТМТ типа относятся к виду F.sporotrichiella, a F. tricinctum и F. poae являются его разновидностями, т.е. F. sporotrichiella var. tricinctum и F. sporotrichiella var poae. Кроме того, один и тот же вид гриба-продуцента в зависимости от условий культивирования может синтезировать несколько ТТМТ разных типов [3, 8]. Химическая структура ТТМТ относится к сесквитерпенам [7, 8]. Они содержат основное ядро из трех колец (трихотекан). Поскольку ТТМТ содержат эпоксидное кольцо при С-12 - С-13 и двойную связь при С-9 - С-10, вся группа получила название 12,13-эпокситрихотец-9-ены. В зависимости от структуры трихотеценового ядра они разделяются на 4 группы: тип А составляют соединения, содержащие при С-8 в качестве радикала Н, либо ОН (табл. 1); тип В - соединения, имеющие у С-8 карбоксильную группу (табл. 2); тип С - макроциклические ТТМТ; тип D включает соединения, содержащие второй эпоксид при С-7 - С-8.
Таблица 1. Структура трихотеценовых микотоксинов типа А
|
Микотоксин |
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
R5 |
|
Тип А |
|
||||
|
Триходермол |
H |
OH |
H |
H |
H |
|
Триходермин |
H |
OCOCH3 |
H |
H |
H |
|
Веррукарол |
H |
OH |
OH |
H |
H |
|
Скирпентриол |
OH |
OH |
OH |
H |
H |
|
Моноацетоксискирпенол |
OH |
OH |
OCOCH3 |
H |
H |
|
Диацетоксискирпенол |
OH |
OCOCH3 |
OCOCH3 |
H |
H |
|
7,8-Дигидроксиди-ацетоксискирпенол |
OH |
OCOCH3 |
OCOCH3 |
OH |
OH |
|
Т-2-Тетраол |
OH |
OH |
OH |
H |
OH |
|
Неосоланиол |
OH |
OCOCH3 |
OCOCH3 |
H |
OH |
|
НТ-2-Токсин |
OH |
OH |
OCOCH3 |
H |
OCOCH2CH(CH3)2 |
|
Т-2-Токсин |
OH |
OCOCH3 |
OCOCH3 |
H |
OCOCH2CH(CH3)2 |
|
Т-2-Триол |
OH |
OH |
OH |
H |
OCOCH2CH(CH3)2 |
Таблица 2. Структура трихотеценовых микотоксинов типа В
|
Микотоксин |
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
|
Тип В |
|
|||
|
Трихотеколон |
H |
OH |
H |
H |
|
Трихотецин |
H |
OCOCH=CHCH3 |
H |
H |
|
Ниваленол |
OH |
OH |
OH |
OH |
|
Дезоксиниваленол |
OH |
H |
OH |
OH |
|
Фузаренон-Х |
OH |
OCOCH3 |
OH |
OH |
|
Диацетилниваленол |
OH |
OCOCH3 |
OCOCH3 |
OH |
|
Тетраацетилниваленол |
OCOCH3 |
OCOCH3 |
OCOCH3 |
OCOCH3 |
В качестве природных контаминантов пищевых продуктов и кормов среди фузариотоксинов встречаются главным образом ниваленол, дезоксиниваленол (ДОН, вомитоксин), токсин Т-2 и диацетоксискирпенол (ДАС) [4], причем из них наибольшее значение придается ДОН и Т-2 токсину [7]. Имеются отдельные сообщения о выявлении в зерновых НТ-2-токсина, неосоланиола и биологического предшественника ДОН - 3-ацетилдезоксиниваленола (3-ацДОН) [8]. На токсинообразование влияет химический состав среды культивирования: максимальный синтез токсинов наблюдается при наличии в качестве источника углерода целлобиозы, галактозы, мальтозы, маннита и крахмала, а в качестве источника азота - мочевины, углекислого ацетата и цитрата аммония, а также некоторых аминокислот (аланина, глицина, аспарагина, валина, тирозина и глутаминовой кислоты). Избыток серы и железа стимулирует синтез МТ, дефицит серы - подавляет; цинк, ванадий и магний стимулируют, а кобальт полностью подавляет рост мицелия.
ТТМТ представляют собой бесцветные кристаллические, химически стабильные соединения, плохо растворимые в воде. МТ типа А растворимы в умеренно полярных растворителях (ацетон, этилацетат, хлороформ); типа В - в более полярных (этанол, метанол). В целом ТТМТ типа А более токсичны, чем В, а соединения типа D, несмотря на две эпоксидные группы, - малотоксичны. Восстановление двойной связи при С-9;10 приводит к незначительному снижению токсичности, в то время как размыкание эпоксидного кольца лишает МТ биологической активности. Эпоксид при С-12, С-13 очень стабилен и для размыкания этого кольца необходимы жесткие воздействия, например, концентрированными кислотами, перекисью водорода, длительным кипячением [8].
Эти токсины, за исключением лишь некоторых макроциклических, не обладают флюоресценцией, и для их обнаружения после разделения методом тонкослойной хроматографии (ТСХ) применяют различные способы обработки с целью получения окрашенных или флюоресцирующих производных. При обработке хроматограмм 10-50% спиртовым раствором Н2SO4 с последующим нагреванием при 100-150оС ТТМТ типа А приобретают серую или пурпурную окраску, а типа В - коричневую. МТ типа А после обработки кислотой флюоресцируют гoлyбым цветом в ультрафиолете (360 нм). Гoлyбая флюоресценция у токсинов типа В появляется после обработки хроматографических пластин 50% раствором хлорида алюминия и нагревания при 130оС. Эффективным хромогенным реагентом является n-анисовый альдегид, обработка которым хроматографических пластин с последующим нагреванием при 100-130оС приводит к образованию пурпурно-красных производных токсинов типа А и желтых - типа В. После обработки ТТМТ типа А приобретают способность флюоресцировать гoлyбым цветом в длинноволновой области ультрафиолета. В качестве хромогенного реагента для выявления всех типов ТТМТ, имеющих эпоксидную группу при С-12, С-13, возможно использование 4-(п-нитробензил)-пиридина, при обработке которым токсины приобретают сине-фиолетовую окраску [8]. Тем не менее, по-прежнему одной из причин малочисленности данных о распространенности ТТМТ является отсутствие высокочувствительных и достаточно простых и надежных методов их анализа.
Отравление ТТМТ хаpaктеризуется [3, 7, 8] поражением центральной нервной системы, желудочно-кишечного тpaкта, кожи, кровеносной, кроветворной, иммунной и других систем, тератогенным действием. Высокое содержание фузариотоксинов (токсин Т-2, ниваленол, ДОН, ДАС) в зерновке (и соломе) может быть причиной массовых отравлений.
Метаболизм Т-2 токсина осуществляется при участии микросомных ферментных систем [8]: он подвергается деацетилированию с образованием НТ-2 токсина, затем 4-деацетилнеосоланиола и, наконец, Т-2-тетраола. Таким образом, 4-деацетилнеосоланиол и Т-2-тетраол представляют собой продукты детоксикации Т-2 токсина в организме. Существует и другой путь биотрaнcформации Т-2 токсина: Т-2 токсин → неосоланиол → 4-деацетилнеосоланиол → Т-2-тетраол. Реакция С-4-деацетилирования катализируется микросомной неспецифической карбоксилэстеразой. Наряду с деацетилированием Т-2 токсин может подвергаться окислению с образованием оксипроизводных Т-2 и НТ-2 токсинов. Гидроксилирование последних происходит при участии цитохром Р-450-зависимых монооксигеназ.
Метаболизм (детоксикация) ДОН протекает в направлении образования деэпоксидированного производного - 3α,7α,15-тригидрокси-трихотец-9,12-диен-8-он. Остается неясным, способна ли микросомальная эпоксигидролаза участвовать в обезвреживании ТТМТ, а также значение реакций конъюгации с SH-глутатионом, UDP-глюкуроновой кислотой и другими соединениями, которые, как известно, играют существенную роль в детоксикации 2,3-эпоксида афлатоксина В1. Тем не менее, ряд косвенных признаков указывают на важную роль реакций конъюгации в детоксикации Т-2 токсина [8].
Грибы рода Fusarium наряду с ТТМТ способны продуцировать и другие МТ, например, зеараленон (ЗЛ) - лактон 6-(101-окси-61-оксо-трaнc-11-ундеценил)-β-резорциловой кислоты с эмпирической формулой С18Н22О5 и молекулярной массой 318. Это белое кристаллическое вещество с температурой плавления 164-165оС, с трaнc-конфигурацией, ограниченно растворимое в воде и хорошо растворимое в спиртах, ацетоне, хлороформе. ЗЛ обладает сине-зеленой флуоресценцией в ультрафиолетовом свете при 360 нм. [3, 8]. Основными продуцентами ЗЛ являются F. graminearum (F. roseum), F. moniliforme и F.tricinctum.
Известны его эстрогенные, мутагенные, тератогенные (эмбриотоксические) и канцерогенные свойства, склонность нарушать репродуктивную функцию и вызывать преждевременное пoлoвoе созревание [3, 8]. ЗЛ подвергается быстрой биотрaнcформации в организме. Около 60% его метаболитов представлены легко выводящимися малотоксичными конъюгатами (глюкуронидами), а 25% - α-зеараленолом, который в силу высокой эстрогенной активности рассматривают как активированную форму ЗЛ. В числе активных метаболитов ЗЛ известны α- и β-зеараленол, а также α- и β-зеараланол.
Особую значимость имеет проблема воздействия МТ на иммунную защиту организма, являясь одной из главных причин роста инфекционной, аутоиммунной, аллергической и oнкoлoгической заболеваемости. Она и потребует в будущем первоочередного решения.
Список литературы
- Афлатоксины. Сер.: Обзоры научной литературы по токсичности и опасности химических веществ / Под ред. Н.Ф.Измерова. - М., 1993. - С.26-27.
- Билай В.И.; Курбацкая З.А. Определитель токсинообразующих микромицетов. - Киев: Наукова думка, 1990. - 236 с.
- Донченко Л.В., Надыкта В.Д. Безопасность пищевой продукции. - М.: Пищепромиздат, 2001. - 528 с.
- Кравченко Л.В. Микотоксины как природные контаминанты пищевых продуктов и кормов //Оценка загрязнения пищевых продуктов микотоксинами. - М., 1985. - Т.2. - С.7-28.
- Кравченко Л.В., Авреньева Л.И., Тутельян В.А. Оценка комбинированного действия микотоксинов дезоксиниваленола (вомитоксина) и Т-2 токсина на крыс //Токсикологический вестник. - 2000. - №1. - C.2-8.
- Монастырский О.А. Современное состояние и проблемы исследования токсиногенных грибов, поражающих злаковые культуры //Актуальные вопросы биологизации защиты растений. - Пущино, 2000. - С.79-89.
- Соболев В.С. Химические методы анализа трихотеценовых микотоксинов. Краткие сведения о трихотеценах //Оценка загрязнения пищевых продуктов микотоксинами. - М., 1985. - Т.3. - С.216-239.
- Тутельян В.А., Кравченко Л.В. Микотоксины (медицинские и биологические аспекты). - М.: Медицина, 1985. - 320 с.
Работа представлена III научную конференцию с международным участием «Медицинские, социальные и экономические проблемы сохранения здоровья населения», г. Анталия (Турция), 22-29 мая 2005 г. Поступила в редакцию 11.04.2005 г.
Статья в формате PDF
272 KB...
27 09 2026 17:45:56
Статья в формате PDF
149 KB...
26 09 2026 11:31:21
Статья в формате PDF
121 KB...
24 09 2026 12:49:36
Статья в формате PDF
115 KB...
23 09 2026 8:46:55
Статья в формате PDF
129 KB...
22 09 2026 18:28:25
Статья в формате PDF
222 KB...
21 09 2026 11:56:13
Статья в формате PDF
109 KB...
19 09 2026 3:54:21
Статья в формате PDF
281 KB...
18 09 2026 9:36:17
Статья в формате PDF
113 KB...
17 09 2026 7:12:36
Статья в формате PDF
117 KB...
16 09 2026 10:33:28
Статья в формате PDF
107 KB...
15 09 2026 7:17:38
Статья в формате PDF
116 KB...
14 09 2026 5:53:33
Среди населения Муганской зоны Азербайджана проведены медико-генетические исследования по выявлению нарушений ЦНС и органов чувств, установлены типы наследования патологий. Путем цитогенетического анализа идентифицированы кариотипы больных синдромом Клайнфельтера. Среди 352 больных с 21 наследственными и врожденными заболеваниями большая часть приходится на моногенные патологии с аутосомно-рецессивным типом наследования, что объясняется кровнородственными бpaками среди родителей пробандов.
...
11 09 2026 10:32:43
Статья в формате PDF
178 KB...
09 09 2026 17:32:45
В представленной статье дается попытка разграничения понятия «образовательное прострaнcтво» на основе анализа имеющихся дефиниций и примере формирования целостного образовательного прострaнcтва в профессиональном образовательном учреждении, интегрирующем его начальный, средний и высший уровни.
...
08 09 2026 11:11:32
Статья в формате PDF
124 KB...
07 09 2026 7:24:41
Статья в формате PDF
335 KB...
06 09 2026 3:40:51
В работе проводились исследования 129 больных в возрасте от 1 месяца до 14 лет. У 68 (52,7 %) детей был диагностирован сальмонеллез еnteritidis, а у 61 (47,3 %) – сальмонеллез typhimurium. В ходе исследования проведена оценка клинической эффективности антибиотикотерапии с определением чувствительности к антимикробным препаратам. Выявлено, устойчивость клафорана к действию большинства бета-лактамаз, определена его клиническая эффективность в терапии тяжелых форм сальмонеллеза еnteritidis. Подтверждена не высокая эффективность монотерапии ципрофлоксацином. Рекомендована коррекция лечения путем использования комбинации препаратов – ципрофлоксацин + меронем.
...
05 09 2026 15:40:39
Статья в формате PDF
114 KB...
04 09 2026 15:22:36
Статья в формате PDF
110 KB...
01 09 2026 8:55:36
Статья в формате PDF
118 KB...
31 08 2026 16:37:56
Статья в формате PDF 106 KB...
30 08 2026 7:19:49
Статья в формате PDF
131 KB...
29 08 2026 11:37:44
Статья в формате PDF 126 KB...
28 08 2026 13:28:40
Статья в формате PDF
124 KB...
27 08 2026 12:23:20
Статья в формате PDF
120 KB...
26 08 2026 23:39:58
Статья в формате PDF
220 KB...
24 08 2026 2:29:43
23 08 2026 4:39:14
Статья в формате PDF
139 KB...
22 08 2026 11:48:22
Депо-моделирование описывает круговые процессы в метаболизме, качели депо-пулов, обратные связи между ними, связь воспаления и энергетики в организме, медленные ритмы в метаболизме. Сравнительное изучение противодействия дегенеративным процессам в консервативном и восстановительном лечении показывает, что формирование медленных ритмов, при которых воспаление и дегенеративные процессы идут по менее повреждающему и более оновляющему ткани сценарию, и с повышением энергоэффективности клеток, более успешно происходит при восстановительном, чем при консервативном лечении. Слабые медленные (недели, сезоны) отрицательные и положительные обратные связи отличают метод восстановительного лечения от сильных и быстрых (часы, сутки, 2 недели) при консервативном.
...
21 08 2026 12:47:55
Лимфатическая система с момента закладки является частью единой сердечно-сосудистой системы и образуется в эмбриогенезе путем выключения части первичных вен и их притоков с эндотелиальными стенками из кровотока. Неравномерный рост первичного лимфатического русла с эндотелиальными стенками, в т.ч. путем его частичной магистрализации и редукции, лежит в основе морфогенеза вариабельной дефинитивной лимфатической системы у плодов в прямой связи с закладкой лимфатических узлов.
...
20 08 2026 16:23:47
Статья в формате PDF
152 KB...
19 08 2026 14:55:51
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::