Классификация микотоксинов

В настоящее время не существует единой классификации микотоксинов. Возможным представляется деление микотоксинов на «полевые» и «амбарные».

Полевые микотоксины выделяют грибы, которые поражают растения во время вегетации. Эти грибы являются паразитами, т.е. питаются только за счет своих хозяев - живых организмов, вследствие чего организм-донор получает огромный вред или погибает. Амбарные микотоксины поражают зерно, готовый комбикорм в процессе хранения. Эти токсины выделяют г рибы-сапрофиты- организмы, питающиеся остатками растений и животных.

Рис.1.2.5 Классификация микотоксинов

Зеараленон - лактон 6-(10-окси-6-кето-транс-1-ундеценил)-b-резорциловой кислоты (F-2-токсин).

Зеараленон - бесцветное кристаллическое вещество, плохо растворим в воде и гексане, хорошо растворим в низших спиртах, ацетонитриле, ацетоне, бензоле, с молекулярной массой 318 а.е.м. Зеараленон обладает сине-голубой флуоресценцией низкой интенсивности при возбуждении длинноволновым (360 нм) УФ-светом, которая повышается при возбуждении коротковолновым УФ-светом (254 нм).

Зеараленон: X= CO Mолекулярная масса – 318 Зеараленол: X= CHOH Mолекулярная масса – 312

Основной продуцент — гриб Fusarium graminearum. Гриб распростра­нен в южной части Российской Федерации, а также во многих странах, выращивающих кукурузу на зерно. Споры гриба обита­ют в почве, откуда они попадают на вегетирующие растения и при благоприятных условиях (высокая влажность) прорастают, поражая колос или початок и образуя продукты своей жизнедея­тельности — микотоксины. Наибольшей продуцирующей спо­собностью грибы обладают на кукурузе, рисе, сорго, меньшей — на других зерновых культурах. Токсигенный штамм гриба F. graminearum продуцирует также дезоксиниваленол, поэтому не­редко в образцах зерна, пораженного этим грибом, присутствуют оба микотоксина, в результате чего не исключена возможность развития потенциированного эффекта.

Обладает выраженным эстрогенным действием на большинство видов сельскохозяйственных животных, а также на приматов, вызывая нарушения функций воспроизводства. Эстрогенное действие зеараленона, по-види­мому, проявляется так же, как и растительных эстрогенов, содер­жащихся в клевере и люцерне, например кумэстрола. Однако пол­ностью механизм действия как растительных эстрогенов, так и зе­араленона недостаточно выяснен. Однако зеараленон не влияет отрицательно на воспроизводительные функции кур.

Зеараленон, как и другие микотоксины, сравнительно быстро разрушается в организме животных. Его не удается обнаружить в тканях через 5 сут после однократного вве­дения внутрь в дозах 40—50 мг/кг массы животного.

Фумонизины впервые были выделены из F. vericillioides и позже обнаружены в культурах F. proliferatum и некоторых других видов Fusarium, менее распространенных.

Фумонизин В₁

Содержат диэфир пропан-1,2,3-трикарбоновой кислоты и 2-амино-12,16-диметил-3,5,10,14,15-пентагидроксиэйкозана. Было описано четыре группы фумонизинов, обозначенных как А, В, С и Р. Группа В включает наиболее активные фумонизины, в частности, вызывающий большой микотоксикологический интерес В₁.

Фумонизин В₁ встречается повсеместно в биологически значительных количествах в кукурузе и продуктах питания и кормах, изготовляемых из нее. Загрязнение пищи вызывает лейкоэнцефалопатию у лошадей, отек легких и печеночный синдром у свиней, плохое развитие птицы, нарушение функции печени и иммунной системы крупного рогатого скота.

Дезоксиниваленол – 3,7,15-тригидрокси-12,13-эпокси-трихотец-9-ен-8-он (ДОН, вомитоксин).Относится к химическому классу 8-оксотрихотеценов.

Дезоксиниваленол - бесцветное кристаллическое вещество с молекулярной массой 296 а.е.м., имеет слабо выраженный максимум поглощения УФ-света при длине волны 219 нм, не обладает флуоресценцией.. Дезоксиниваленол хорошо растворим в воде, спиртах, ацетонитриле, этилацетате, нерастворим в гексане и бензоле.

Дезоксиниваленол (ДОН): R1=R3=R4=OH, R2=Н Mолекулярная масса – 296 Нивеленол: R1=R2=R3=R4=OH Mолекулярная масса – 312 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

Основной гриб — продуцент ДОНа — возбудитель фузариоза зерновых культур Fusarium graminearum. Он распространен в юж­ной зоне европейской части России, начиная от Белгородской об­ласти. Споры гриба обитают в почве, откуда они попадают в вегетирующие растения. При по­вышенной влажности (затяжная дождливая весна) споры прорас­тают, поражают колос, продуцируя ДОН.

Микотоксин малотоксичен для кур. Наибольшую опасность ДОН представляет для свиней, вызы­вая в очень низких концентрациях отказ от корма, в сравнительно высоких — рвоту, непосредственно действуя на рвотный центр. Отсюда второе название микотоксина — вомитоксин (рвотный токсин). В результате этого резко снижается прирост живой массы. Степень интоксикации напрямую зависит от содержа­ния в рационе незаменимых серосодержащих аминокислот — метионина, цистина, триптофана, которые выполняют функции антидота. ДОН, так же как и другие микотоксины, сравнительно быстро разрушается в желудочно-кишечном тракте и печени животных, не накапливаясь в их органах и тканях. Поэтому продукты убоя животных, получав­ших с кормами ДОН, неопасны и могут использоваться в пищу без ограничений.

Т-2 токсин – относится к группе 12-, 13-эпокситрихотеценов. Хорошо растворяется в аце­тоне, ацетонитриле, хлороформе, практически нерастворим в воде. При щелочном гидролизе Т-2-токсина происходит образова­ние НТ-2-токсина, Т-2-триола и Т-2-тетраола, которые по физи­ко-химическим свойствам незначительно отличаются от Т-2-токсина, но обладают значительно меньшей биологической активно­стью.

В 1968г. Бамбург из культуры гриба Fusarium tricinctum выделил в кристаллическом виде микотоксин, обладав­ший высокой общей токсичностью, дерматонекротическим дей­ствием и вызывавший клинические симптомы отравления. Его назва­ли Т-2-токсином.

Основным продуцентом Т-2-токсина в условиях России явля­ется гриб F. sporotrichioides. Этот вид грибов широко распространён во всех зонах России. Уровень содержания микотоксина невысок и составляет 30-80 мкг/кг. Т-2-токсин, так же как и другие микотоксины, сравнительно быстро метаболируется в организме животных, превращаясь в более полярные соединения, такие, как НТ-2-токсин, Т-2-триол и Т-2-тетраол, обладающие меньшей биологической активнос­тью. Микотоксин полностью выводится из организма в течение 48 ч.

Т-2-токсин обладает резко выраженным дерматонекротическим действием. Аналогично он действует на сли­зистые оболочки ротовой полости, пищевода, желудочно-кишеч­ного тракта, а также на клетки печени, кроветворных органов. В результате этого в начале интоксикации развивается лейкоцитоз, а в последующем — лейкопения.

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

Афлатоксины – по химической структуре относятся к классу фурокумаринов. Группа афлатоксины включает два основных соеди­нения — B₁ и G₁, получившие обозначения по голубому (blue) и зеленому (grееn) свечениям в ультрафиолетовых лучах после разде­ления продуктов метаболизма гриба-продуцента посредством тон­кослойной хроматографии (ТСХ). Кроме основных метаболитов гриба В₁ и G₁ в субстрате могут присутствовать гидроксилированные дериваты В₂ и G₂. Основное санитарно-токсикологическое значение имеет афлатоксин В₁, на который приходится более 80 % всей суммы афлатоксинов.

Афлатоксин B₁ является одним из наиболее опасных микотоксинов. Он обладает резко выраженным гепатотоксическим, мутагенным, канцерогенным и эмбриотоксическим действием. Микотоксин не выделяется с яйцами кур. Вероятность загрязнения мяса и мясопродуктов очень мала. В Индии, где арахисовый шрот служит основным ис­точником белков растительного происхождения и вводится в ком­бикорм для животных в количестве до 25 % от массы его, не удава­лось обнаружить остатков афлатоксинов в органах и тканях жи­вотных. При попадании афлатоксина В₁ вместе с кормом дойным животным в молоке может присутство­вать его метаболит, получивший обозначение M₁. Степень выделения с молоком не пре­вышает 0,2% от дозы, поступившей внутрь с кормами.

Основными грибами-продуцентами афлатоксинов являются токсигенные штаммы грибов Aspergillus flavus и A. parasiticus. От видового названия гриба A. flavus произошло и название этой группы микотоксинов. Гриб A. flavus сапрофитный, широко рас­пространен во всех сельскохозяйственных зонах России. Однако по­тенциальная токсинообразующая способность выделенных штаммов грибов в условиях нашей страны не может ре­ализоваться из-за низкой температуры окружающего воздуха и субстрата. Афлатоксины наиболее широко распространены в тропических странах с влажным климатом, таких, как Индия, Бразилия, Таи­ланд, Филиппины. В связи с развитием мировой торговли и зна­чительным импортом Россией фуражного и продовольственного сырья проблема афлатоксикозов имеет определенное значение и для нашей страны. Описаны случаи отравления афлатоксинами крупного рогатого скота, свиней, индеек, уток, лошадей и других животных.

	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
	Афлатоксин G1 Mолекулярная масса – 328 Афлатоксин G2: положения 9 и 10 гидрированы Mолекулярная масса – 330

Охратоксины продуцируются грибами ро­дов Aspergillus и Penicillium. Первые сообщения о токсичности для уток продуктов жизнедеятельности гриба A. ochraceus сделаны Скоттом в 1965 г. Охратоксины были названы по виду гриба — первого продуцента этого микотоксина. Из культуры гриба A. ochraceus выделено четыре охратокси­на — А, В, С и D. Наибольшее санитарно-токсикологическое зна­чение имеет охратоксин А. Он хорошо растворяется в ацетоне, бензоле, ацетонитриле, хлороформе, спиртах. При взаимодей­ствии с железа хлоридом образует окрашенный в красный цвет комплекс, прочные комплексы — с щелочами.

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

Основные грибы-продуценты охратоксинов — грибы A. ochra­ceus и P. veridicatum. В странах с теплым климатом корма наибо­лее часто контаминированы охратоксином гриба A. ochraceus, в странах умеренного климата — гриба P. veridicatum. Грибы — продуценты охратоксина А — достаточно часто обна­руживают в кормах в России, однако случаев заболевания живот­ных зарегистрировано очень мало. Это связано с отсутствием чув­ствительного и специфичного метода определения охратоксина А в кормах. Охратоксины, так же как и другие микотоксины, сравнительно быстро разрушаются в организме животных. Однако имеются со­общения, что микотоксин в зависимости от дозы может задержи­ваться в мышечной ткани и в мышцах свиней до 2 нед, в печени до 3 и в почках до 4 нед. Наиболее чувствительны к нему свиньи, особенно молодые, затем птицы. Охратоксин А преимущественно действует на почки, поэтому в Дании, где впервые был зарегистрирован этот микотоксикоз у свиней, его назвали «микотоксическая нефропатия свиней».

Патулин – лактон (4-окси- 4Н -фуро[3,2-с]пиран-2-(6Н)-один).

Патулин

Термоустойчив, устойчив в растворах кислот и лабилен в щелочной среде. Впервые патулин был выделен в 1943 году из культуры Penicillium patulum (синоним Penicillium urticae) как антибиотик. Сначала патулин не считали особо опасным микотоксином, однако в 1954г. он стал причиной гибели 100 коров в Японии, потреблявших корма, контаминированные продуцентами микотоксина. Наиболее важным продуцентом патулина считается гриб Penicillium expansum. Обладает высокими токсическими, канцерогенными и мутагенными свойствами. Ингибирует синтез белка, ДНК, РНК, ферменты, содержащие в активном центре группы SH.

ХИМИЯ ПОЧВЫ

Литосфера – твердая оболочка Земли, включает земную кору и часть верхней мантии планеты, имеет толщину от 50 до 75 км на континентах и 5-10 км ниже дна океана. Верхние слои литосферы (2-3 км, а по некоторым данным – до 8,5 км) иногда называют литобиосферой. В этой части литосферы существуют или способны существовать живые организмы или жизнеспособные системы, в основном особые виды анаэробных бактерий. Одно из отличий литосферы от других объектов окружающего нас мира заключается в том, что она является постоянным местом обитания человека, а поэтому в наибольшей степени подвержена антропогенному воздействию (с учетом эксплуатации поверхностного слоя и недр Земли). При этом максимальному загрязнению и разрушению подвергается почва – самый верхний и плодородный слой литосферы, который является связующим звеном между всеми оболочками планеты и живыми организмами, играет важную роль в процессах обмена веществом (энергией) между компонентами биосферы. Основным свойством почвы является плодородие.

Почва – среда обитания большого количества живых организмов, и многие химические процессы, происходящие в почве, как части литосферы, напрямую связаны с процессами в биосфере. В почве одновременно могут протекать химические, физические и биологические процессы. Почва состоит из твердой (минеральной и органической), жидкой и газообразных фаз.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: