Каліновська К.М., Бондрабура А.Л.

Буковинський державний медичний університет, м.Чернівці

АФЛАТОКСИНИ І ОНКОЗАХВОРЮВАННЯ

Мікотоксини – це вторинні метаболіти мікроскопічних цвілевих грибів, які є особливо небезпечними токсичними речовинами, що забруднюють корми та харчові продукти. Одними з найнебезпечніших мікотоксинів є афлатоксини.

Як харчові отрути афлатоксини вперше були ідентифіковані в 60-х роках ХХ століття, коли на фермах Великобританії, де вирощують індичок, спалахнула невідома хвороба, яка супроводжувалася загибеллю майже ста тисяч голів птиці. У хворих птахів спостерігали гострий некроз печінки після вигодовування кормами, що містили арахісову муку і насіння бавовнику. Як з’ясувалося, отруйна речовина, що спричинила розвиток цих захворювань, була продуктом діяльності гриба Aspergillus flavus. З усіх біологічних отрут афлатоксини є найсильнішими гепатоканцерогенами. При попаданні в організм великої кількості смерть настає впродовж декількох діб через незворотні ураження печінки.

Виділяють 2 основні групи афлатоксинів — B і G (від «blue» і «green»). Потрапляючи в організм ссавців, афлатоксини метаболізуються печінкою до активної речовини, афлатоксину M₁, епоксиду.

Афлатоксини – подібні за хімічною структурою до органічних сполук (заміщені кумарини). Встановлено, що це термостійкі речовини з температурою плавлення 268-269°С, чутливі до дії окиснювачів. Ідентифіковано чотири основних види афлатоксинів (В1, В2, G1 та G2), проте в цілому група цих речовин охоплює принаймні 16 сполук, які відрізняються деякими властивостями і рівнем токсичності. У клітинах гриба A. flavus синтезуються афлатоксини В1 і В2, гриб A.parasiticus синтезує ще й афлатоксини G1 і G2.

Афлатоксини добре розчиняються в органічних розчинниках (ацетоні, хлороформі, дихлорметані, диметилсульфоксиді, етанолі, ізопропанол), але не розчинні в ефірі. У воді їх розчинність становить 15 мг/л. У чистому вигляді досить стійкі до нагрівання, проте легко руйнуються під дією світла. У бензолі і хлороформі афлатоксини зберігаються в темряві декількв років.

Афлатоксини діють практично на всі компоненти клітини – порушують проникність плазматичних мембран, у ядрі зв’язуються з ДНК та інгібують її реплікацію, а також інгібують активність ДНК-залежної-РНК-полімерази-ферменту, що здійснює синтез матричної РНК, і тим самим пригнічують процес транскрипції. У мітохондріях афлатоксини збільшують проникність мембран, блокують синтез мітохондріальних ДНК і білка, порушують функціонування системи транспорту електронів, викликаючи тим самим енергетичний голод клітини. В ЕПР під впливом афлатоксинів спостерігаються патологічні зміни: пригнічення синтезу білка, порушення регуляції синтезу тригліцеридів, фосфоліпідів і холестерину. Афлатоксини мають пряму дію на лізосоми, що призводить до пошкодження їх мембран і вивільнення активних гідролітичних ферментів із розщепленням компонентів клітин. Всі перераховані порушення призводять до так званого метаболічного хаосу і загибелі клітини.

Метаболізм афлатоксинів в організмі є досить складним процесом. У печінці афлатоксин B1 та інші токсини цієї групи незворотньо зв’язуються з молекулами білків і ДНК, утворюючи аддукт (наприклад, афлатоксин В1-лізин в молекулі альбуміну). Руйнування білків і азотистих основ ДНК в гепатоцитах призводить до токсичної дії на печінку. В гепатоцитах афлатоксин В1 перетворюється в більш токсичні і канцерогенні метаболіти з участю цитохром-Р450-монооксигенази. Епоксидна форма афлатоксину зв’язується із залишками гуаніну в молекулах ДНК, з утворенням гуанін-N7-адуктів, які індукують мутації. Вважають, що одна з мутацій (G → T трансверсії) в 249-м кодоні гена білка р53 ініціює утворення гепатокарциноми.

При надходженні в організм великої дози афлатоксинів спостерігається отруєння – афлатоксикоз. Він супроводжується підвищенням температури тіла, жовтяницею, набряком кінцівок, болем, блювотою, порушенням травлення, збільшенням печінки. Крайніми проявами можуть бути некроз печінки та жовчовивідних шляхів.

Для хронічного афлатоксикозу характерна гепатоканцерогенність. Це доведено в дослідах на щурах, у яких спостерігались важкі ураження печінки (при введенні 1 мг токсину впродовж 20 місяців). Афлатоксини мають також негативний вплив на орган імунної системи, зокрема тимус і селезінку. При сильному токсикозі можливе порушення їх функцій.

Потрапити в організм людини афлатоксини можуть переважно з харчовими продуктами. Найчастіше джерелом їх надходження є кукурудза, просо, рис, пшениця, ячмінь, горіхи – бразильські, волоські, мигдаль, фісташки, фундук, арахіс, кеш’ю, спеції (різні види перцю, мускатний горіх), какао боби і зерна кави, деякі овочі і фрукти, а також насіння бавовнику та інших олійних рослин, також афлатоксини можуть виявляють у молоці, м’ясі, яйцях тощо.

На даний час прямі докази канцерогенного впливу афлатоксинів на організм людини не чисельні і несистематизовані переважно через складність виявлення та обліку їх обігу, проте це питання заслуговує великої уваги.

Багато вчених, зокрема Б.Глемзер, автор книги «Людина проти раку», стверджують, що афлатоксини – метаболічна випадковість. Однак ця випадковість повинна змусити людей задуматися, як мало ми ще знаємо про представників царства грибів.

Тому вивчення питання афлатоксикозів є вкрай важливим. Не менш важливим є і розробка методів виявлення та ідентифікації афлатоксинів у продуктах харчування з метою попередження отруєння людей та тварин.

На даний момент існують наступні методи виявлення афлатоксинів:

· Скринінг-методи (мініколоночний метод, методи тонкошарової хроматографії (ТШХ-методи), флуоресцентний та ін.). Відрізняються швидкістю і зручні для проведення серійних аналізів, дозволяють швидко і надійно розділяти забруднені і незабруднені зразки.

· Кількісні аналітичні методи визначення мікотоксинів представлені хімічними, радіоімунологічними і імуноферментними методами.

Найчастіше використовуються хімічні методи, які складаються з 2 стадій: стадії виділення і стадії кількісного визначення мікотоксинів. Проте складність полягає у термінах визначення (необхідно 3 доби з моменту відбору проб за умови належного зберігання), а також у кількості самих афлатоксинів у зразках (не менше 100 мкг на пробу).

Все більш широке застосування знаходять радіоімунохімічні та імуноферментні методи, що пов’язано з їх високою чутливістю.

Всі ці методи досить ефективні, проте розрахований на визначення афлатоксинів в однорідних біологічних об’єктах – зерні, зернопродуктах, макусі і абсолютно не підходить для таких складних і неоднорідних матриць, якими є корми для дрібних домашніх тварин, що містять одночасно м’ясо-кісткове борошно, рибне борошно, зерно, білкові екстракти, масла і жири, мінеральні та вітамінні добавки.

Виходячи з вищевикладеного, необхідність розробки нового, сучасного, високочутливого і селективного методу визначення афлатоксинів у кормах очевидна. На даний час можна виділити 2 основних напрямки роботи:

· Заміна на стадії підготовки проб традиційної рідинної на твердофазну екстракцію, засновану на сорбційних процесах взаємодії сорбенту і витягуванні компонента. Завдяки цим процесам можливо кероване селективне витягування компонентів об’єкта, причому ступінь вилучення близький до 100%. Крім того, зменшується кількість витрачених розчинників в десятки разів і прискорюється процес підготовки зразка;

· розробка методики хроматографічного визначення афлатоксину B1 в підготовленій пробі з флуорометричним визначенням його після дериватизаціі з трифтороцтовою кислотою:

Як бачимо, є конкретні цілі, напрямки розвитку, в яких варто працювати. Робота ця важлива не тільки тому, що дозволить попередити зараження великої кількості тварин, але і перешкодить поширенню отруєння на людей.