Физиологическая характеристика микотоксинов микро- и макромицетов, действие их на человека

Физиологическая характеристика микотоксинов микро- и макромицетов, действие их на человека

 

Введение

Микотоксины - продукты жизнедеятельности грибов, оказывающие в малой концентрации более или менее специфическое патологическое действие на организм человека, животных и растений. Известно до 100 видов токсинообразующих (токсических) грибов, но только для отдельных из них установлена этиологическая роль в заболеваниях человека и животных (микотоксикозы).

Способность образовывать токсины присуща определенным группам макро- и микромицетов, например, бледной поганке (Amanita phalloides), красному мухомору (Amanita muscaria), желтому аспергиллу (Aspergillus flavus), различным видам фузариев (Fusarium sporotrichoides = F. tricinctum, F. nivale) и т.д.

 

Микромицеты

Микромицеты - [от греч. mikros  маленький и mykes  гриб], микроскопические сапрофитные и паразитические грибы.

Среди микроскопических грибов наибольшую и наиболее вредоносную группу составляют так называемые «плесени», принадлежащие к различным систематическим категориям (зигомицетам — Zygomycetes, оомицетам — Oomycetes, аскомицетам, дейтеромицетам — Deuteromycetes) и вызывающие токсическую порчу пищевых продуктов.

В настоящее время известно около 250 видов токсических микромицетов, продуцирующих более 100 наименований отравляющих веществ, являющихся опасными природными загрязнителями продуктов питания человека и кормов сельскохозяйственных животных, многие из которых обладают кумулятивным действием и вызывают тяжелейшие последствия.

 

Афлатоксины

Химический состав и механизм токсичного действия. Продуцируются A. flavus Link и A. parasiticus Speare. Представлены более чем десятью соединениями, из которых основными являются афлатоксины В1 и В2, обладающие голубой флуоресценцией и d и G2 — с зеленой флуоресценцией в УФ-свете. По химической структуре они являются фурокумаринами.

Афлатоксины избирательно поражают печень и ингибируют синтез белка. Уже через несколько часов после введения афлатоксинов отмечаются структурные нарушения в гепатоцитах: дегрануляция шероховатого и пролиферация гладкого эндоплазматического ретикулума; появление множества миелиноподобных фигур и вторичных лизосом. При остром отравлении афлатоксином В1 очаги некроза развиваются в миокарде, почках, селезенке. Однако основной «мишенью» воздействия является печень, где наблюдаются обширные коагуляционные и жировые некрозы гепатоцитов, жировая и белковая дистрофия в менее поврежденных клетках. В настоящее время афлатоксины считаются наиболее сильными гепатотропными ядами с выраженными канцерогенными свойствами.

Картина отравления. Отравление наступает при употреблении в пищу загрязненных афлатоксинами продуктов или кормов (часто немного или заметно подпорченных при их неправильном хранении). Основные симптомы острого отравления: вялость, отсутствие аппетита, нарушение координации движений, судороги, парезы, нарушение функций желудочно-кишечного тракта, потеря массы тела, отставание в развитии. Специфическими симптомами острого афлатоксикоза являются коагулопатия и множественные геморрагии, отеки, водянки и в некоторых случаях развитие желтухи.

 

Трихотеценовые микотоксины

Химическая структура и механизм токсического действия. Продуцируется грибами рода Fusarium. Известно более 40 трихотеценовых микотоксинов (ТТМТ), относящихся к сесквитерпенам. В качестве природных загрязнителей пищевых продуктов в настоящее время идентифицировано четыре соединения: Т-2-токсин, ниваленол, дезоксиниваленол, диацетоксискирпенол.

ТТМТ ингибируют синтез белка и нуклеиновых кислот, изменяют функциональную активность митохондрий, блокируют перенос ē в электронно-транспортной цепи, повреждают лизосомы эпителиальных клеток, вызывая их некроз и тем самым дополнительно открывая «ворота» инфекции, а также избирательно повреждают лизосомы стволовых клеток кроветворных органов, в результате чего резко падает количество форменных элементов крови, снижается общая иммунореактивность, развиваются геморрагии и анемия.

Картина отравления. Подобные отравления относятся к наиболее распространенным микотоксикозам человека и животных (при употреблении загрязненных ТТМТ продуктов).

Отравления так называемым «пьяным хлебом» вызываются употреблением зерна и муки, зараженных F. graminearum, и характеризуются следующими симптомами: через 30—60 мин появляется рвота, боли в животе, понос, слабость, чувство тяжести в конечностях, скованность походки. Через сутки наступает состояние, напоминающее последствия тяжелого опьянения: сильные головные боли, головокружение. При длительном употреблении «пьяного хлеба» наблюдается истощение, потеря зрения, нарушения психики.

Алиментарная токсическая алейкия связана с употреблением в пищу продуктов переработки перезимовавшего под снегом зерна, зараженного F. sporotrichiella. Основные симптомы: слабость, недомогание, потливость; позднее развивается острая прогрессирующая лейкопения, осложненная появлением ангины (катаральной, некротической или гангренозной).

 

Эрготоксины

Химический состав и механизм токсического действия. Эрготоксины — основные действующие вещества из плодовых тел (склероциев) паразитического гриба спорыньи [Склероции спорыньи под официальным названием «маточные рожки» (Secale cornuta) применяются в медицинской практике как ускоряющее маточные сокращения и кровоостанавливающее (в гинекологии) средство.] — Claviceps purpurea Tulasne (рис. 78) (поражает более 150 видов дикорастущих и культурных злаков, главным образом рожь, а также пшеницу, овес, ячмень и др.).

Всего в склероциях спорыньи содержится около 50 соединений, по химической природе разделяющихся на производные лизергиновой кислоты и клавиновые алкалоиды. Среди первых известны — эрготамин, эргозин, эргосекалин, эргокристин и др.

Вторая группа представлена — агроклавином, элимоклавином, сетоклавином и др.

Эрготоксины обладают выраженной биологической активностью. Под их действием наступает спазм гладкой мускулатуры кровеносных сосудов и матки, снижаются эффекты от адреналина и серотонина, развиваются галлюцинации, стимулируется дыхательный центр. Дегидрированные производные алкалоидов спорыньи (дигидроэрготоксин и дигидроэрготамин) обладают альфа-адреноблокирующей активностью и вызывают снижение АД.

Картина отравления. Отравления возникают при попадании в пищеварительную систему склероциев спорыньи (вместе с зерном, мукой, печеным хлебом, а также при употреблении маточных рожков в народной медицине в качестве абортивного средства). При содержании в зерне более 2% склероциев (по массе) возможно развитие массовых отравлений. В процессе выпечки хлеба из муки, загрязненной эрготоксинами, их содержание в пшеничном хлебе падает почти до нуля, а в ржаном — на 85%. При длительном хранении муки с измельченными склероциями (не менее двух лет) содержание в них эрготоксинов значительно снижается (почти до полного исчезновения). В настоящее время в связи с улучшением агротехники возделывания хлебных злаков и выведением устойчивых против этого паразита сортов засоренность полей спорыньей во многих местах практически ликвидирована. Переносу грибка на другие поля способствуют насекомые (на конидиальной стадии).

Основные симптомы отравления спорыньей (эрготизма) могут проявляться в двух клинических формах: гангренозной («антонов огонь») и конвульсивной («злые корчи»). При гангренозной форме: острые боли и чувство жжения в конечностях, развитие сухой гангрены (вплоть до отторжения мягких тканей или целых конечностей — в местах суставных сочленений). Наиболее тяжелой формой является конвульсивная, характеризующаяся психическими расстройствами, возникающими через 2—3 недели, а в тяжелых случаях и на третьи сутки. Отмечаются тошнота, рвота, понос, спазмы, боли в животе. Воздействие на ЦНС сопровождается бессоницей, оглушенностью, трансформирующейся в психомоторное возбуждение с делирием, напоминающим алкогольный. Болезненные тонические судороги чередуются с эпилептиформными припадками.

Первая помощь и профилактика микотоксикозов

 

Применяют промывание желудка взвесью активированного угля в 2%-ном растворе натрия гидрокарбоната, солевые слабительные. Контроль за состоянием пищевых продуктов и кормов, изъятие пищевых продуктов, подозреваемых на загрязненность микотоксинами. Следует помнить, что микотоксины являются химически высокостабильными соединениями и обычная термическая (и прочная кулинария) обработка продуктов не приводит к их инактивации.

Макромицеты

Макромицеты (от греч. makros — большой и греч. mykes — гриб) — грибы, плодовые тела которых имеют макроскопические размеры.

Большинство макромицетов селится на всевозможных растительных остатках – опавшей хвое и листве, на веточках и шишках, стеблях однолетних трав и других элементах лесного опада, в подстилке – это подстилочные сапрофиты. К сапротрофам также относятся плесени (пеницилл, мукор), селящиеся на почве, хлебе, гниющих фруктах, и дрожжи.

Другая большая группа – дереворазрушающие макромицеты, или ксилофаги, – состоит из видов, которые поселяются на древесине. Многие из них живут за счёт разложения живой древесины – это грибы-паразиты.

Широко распространены в природе грибы-симбиотрофы, которые получают необходимые для жизни органические вещества при помощи симбиоза с высшими растениями (микориза или грибокорень). Вероятно, большинство наземных растений способно вступать в такого рода связь с почвенными грибами. У макромицетов микориза эктотрофная (наружная, не врастающая в корень растения). Возникает она следующим образом: встречаясь в почве с мелкими боковыми корешками деревьев или кустарников, мицелий оплетает их, и на поверхности корня развивается грибной чехлик. Всасывающие волоски на корне отмирают, их функцию берет на себя мицелий. Обильно ветвящиеся, далеко протянувшиеся гифы всасывают влагу из почвы всей своей огромной поверхностью и снабжают своего симбионта не хуже, а в некоторых случаях в тысячи раз лучше, чем утраченные волоски. В свою очередь, через микоризу растение доставляет грибу необходимые для него органические вещества, главным образом, углеводы. Встречается среди растений и эндотрофная микориза (когда гриб проникает в ткани растения-хозяина).

К макромицетам относится все многообразие шляпочных грибов и гастеромицетов (дождевиков). Грибы традиционно принято разделять на съедобные, условно-съедобные, практически несъедобные и ядовитые (в том числе смертельно ядовитые). Рассматривая макромицеты как продукт питания, необходимо отметить, что плодовые тела всех без исключения съедобных грибов относятся к плохо перевариваемым продуктам. Гифы гриба содержат значительное количество трудноусвояемой грибной клетчатки, хитиноподобного вещества — мицетина (из-за чего грибы пытались относить к царству животных), а также для многих видов свойствен горький и едкий млечный сок (млечники, волнушки, некоторые сыроежки, грузди). Поэтому употребление в пищу значительной массы любых грибов, а также неправильно приготовленных млечников (без предварительного отваривания), неусолившихся волнушек, груздей и т.п. приводит к серьезным нарушениям работы пищеварительного тракта, расстройствам функции печени, являя собой первые признаки отравления. В некоторых странах Западной Европы и Америки несъедобными и даже ядовитыми считают все грибы с едким млечным соком (в том числе грузди, волнушки и т.д.). Совершенно не употребляют в пищу грибов многие народы Севера, Кавказа, Востока.

Кроме того, грибы, обладая повышенной ферментативной активностью и попадая в пищеварительной тракт, резко усиливают секрецию и всасывание. Поэтому при ошибочном употреблении ядовитых грибов в пищу в смеси со съедобными происходит не только маскировка их от своевременного обнаружения, но и усиление токсического воздействия, стимулируемого наполнением желудка раздражающей грибной массой.

Не все из так называемых несъедобных грибов обладают прямыми ядовитыми свойствами. Многие из них (желчный гриб — Boletus felleus Bull., перечный гриб — В. piperatus Bull., свинушка толстая — Paxilus atromentosus Fr. и др.) лишь имеют неустранимый горький вкус, жесткую, невкусную мякоть, неприятный запах. Горечь большинства других грибов (например, груздей и т. п.) проходит после отваривания (или длительного вымачивания) и засаливания.

Выделяют также группу съедобных грибов, но ядовитых до соответствующей кулинарной обработки (сморчки и строчки; валуи — Russula foetans Fr., свинушку тонкую — P. involutus Fr.). Рекомендуется предварительно отварить и тщательно промывать эти грибы или высушивать их в течение длительного времени (2—2,5 мес), инактивируя токсины термической обработкой или окислением на воздухе.

В последнее время доказано, что ядовитые свойства этого гриба полностью не исчезают при варке. Свинушка тонкая содержит ряд довольно опасных токсинов, в том числе мускарин накапливает канцерогенные соединения и особые белковые антигены, изменяющие состав крови. Эти антигены обладают кумулятивным действием, что приводит по мере аккумуляции в организме к тяжелым последствиям.

 

Бледная поганка — Amanita phalloides (Fr.) Seer.

Семейство Аманитовые (Мухоморовые) — Amanitaceae

Бледная поганка — наиболее ядовитый гриб среди всех представителей рода. Шляпка 5—10 см, зеленоватая или сероватая, без поверхностного крапа (характерного для мухоморов); пластинки белые; ножка — светлая, иногда чешуйчатая; верхнее кольцо — широкое, бахромчатое, снаружи — полосатое; влагалище хорошо выражено, лопастное, белое. Старые грибы с неприятным сладковатым запахом. Плодовые тела: август—сентябрь.

Ядовитые органы. Плодовые тела и споры (смертельно ядовиты).

Химический состав и механизм токсического действия. Содержит бициклические токсические полипептиды, в основе которых — индольное кольцо. Изученные к настоящему времени токсины бледной поганки разделяются на две группы: аманитины — более ядовитые, но медленнее действующие (дают фиолетовую окраску с коричным альдегидом в парах НСl), и фаллоидины — менее ядовитые, но действующие быстрее (синее окрашивание с теми же реактивами). Промежуточное положение занимает аманин (синяя окраска подобно фаллоидинам), но действует медленнее.

В группу аманитинов входят: α-аманитин (DL50 2,5 мкг/20 г), β-аманитин (DL50 5—8 мкг/20 г), γ-аманитин (DL50 10— 20 мкг/20г). Фаллоидины: фаллоин (DL50 20—30 мкг/20 г), фаллоидин (DL50 40 мкг/20 г), фаллин В (DL50 300 мкг/20 г), фаллацидин, фаллализин. Токсичность аманина — 0,5 мкг/кг. В 100 г свежего гриба содержится (в мг): 8 α-аманитина, ~5 β-аманитина, 0,5 γ -аманитина и 10 фаллоидина. Для человека смертельная доза фаллоидина — 20—30 мг