hlavička

MYKOTOXINY

verze (c) Jan Šimůnek

 

Mykotoxiny

Značný počet mikroskopických hub je s to produkovat toxické látky, pronikající z kultury do okolního substrátu. V některých pracech je rozlišováno mezi endotoxíny, které jsou produkovány do nitra vlastních buněk, a exotoxiny, produkovanými přímo do okolního substrátu. Pro praxi není uvedený rozdíl příliš podstatný, protože každá kultura obsahuje značné množství odumřelých a rozpadajícíh se buněk, z nichž se endotoxiny uvolňují do okolí. Mykotoxiny nebývají produkovány do spor, výjimkou jsouStachybotrys atra a Pithomyces chartarum, jejichž výtrusný prach je proto nebezpečně jedovatý. Toxické spory se mohou dostat do dýchacího ústrojí a na povrch těla exponovaných lidí, odkud se toxiny vstřebají do celého organismu.
Větší praktický význam má rozlišení na toxiny bílkovinné a nebílkovinné povahy.
Plísně jsou s to produkovat značné množství bílkovinných toxinů, které mají mnoho shodných rysů s bakteriálními toxiny. Jejich význam z hlediska kontaminace potravin je však zanedbatelný. Některé by se teoreticky mohly uplatňovat jako faktor patogenity u původců mykóz. Jediným onemocněním, které může souviset s působením uvedených toxinů, je pulmonální mykotoxikóza, při níž se zaplesnivělý materiál dostává do bronchů a plicních alveolů, odkud se mohou podobné látky vstřebat. Při požití jsou cizorodé bílkoviny tohoto původu patrně destruovány trávicím procesem a snad již také přípravou stravy. Zatím nebyla u houbovitých organismů popsána produkce nějaké obdoby botulotoxinů, které nejenže vydrží krátkodobý var, ale jsou i odolné vůči trávení. Oligopeptidy těchto vlastností již řadíme k mykotoxinům.
Mykotoxiny proto představují toxické látky nebílkovinné povahy. Nepočítáme mezi ně toxiny velkých hub, přestože některé z nich jsou mykotoxinům podobné (např. toxiny Amanita phalloides se podobají cyclochlorotinu).
Uvedené uspořádání odpovídá situaci, jaká se po objevení mykotoxinů vytvořila. Zatímco toxiny velkých hub jsou tradičně sledovány toxikology (popř. soudními toxikology), toxiny bílkovinné povahy bakteriology (jsou na jejich studium metodicky i technicky vybavení), byly od počátku 60. let sledovány nově objevení mykotoxiny především pracovištěmi, zaměřenými na hygienu či toxikologii výživy a krmiv. Z tohoto historického důvodu je oddělení mykotoxinů od ostatních podobných látek poněkud nelogické. Mykotoxiny rovněž rozlišujeme od patotoxinů (vyvolávají onemocnění rostlin), antibiotik (působí na bakterie) a toxinů, působících vůči bezobratlým živočichům. Látky, které působí na uvedené skupiny organismů a vedle toho ještě na člověka a hospodářská zvířata, označujeme však jednoznačně jako mykotoxiny. Minimálně v jednom případě jde hranice vymezení mykotoxinů uvnitř jedné látky. Jde o griseofulvin, který je využíván rovněž jako antibiotikum. (Podává se celkově při některých povrchových mykózách, např. nehtů.) Tato látka má řadu negativních vedlejších účinků (proto jí také nelze léčit každého a za všech okolností) a v potravinách je nežádoucí. Jsou známy i úhyny dobytka, krmeného siláží, zaplísněnou produkujícím kmenem Penicillium griseofulvum.
O problému vymezení mykotoxinů bylo jednáno obcí československých mykologů a hygieniků na odborném semináři ČSVSM v Praze, roku 1983, kdy byla konsensem přijata následující definice (již jsem pouze nepatně stylisticky upravil):
Mykotoxiny jsou toxické látky mikroskopických hub nebílkovinné povahy, toxické vůči člověku a (nebo) hospodářským zvířatům a k expozici jimi dochází proti vůli a zájmům člověka.

 

Počet mykotoxinů

Naprosto stejné problémy jsou spojeny se stanovením celkového počtu mykotoxinů. Jde nejen o to, že jsou mykotoxiny na jedné straně nově objevovány, a na straně druhé jsou pak nově objevené mykotoxiny po stanovení chemické struktury ztotožňovány s již známými. Jde rovněž o vymezení mykotoxinů vůči metabolitům v produkujících organismech a v organismech, do nichž pronikly.
Každá produkční plíseň vytváří mykotoxin cestou řady meziproduktů. Ty zpravidla nemají praktický význam a jsou označovány jako menší metabolity (minor metabolites). U některých aberantních kmenů však může některý z těchto metabolitů přestat dále přeměňovat díky metabolickému bloku na některém enzymatickém systému a stát se metabolitem hlavním.
Mykotoxiny jsou dále přeměňovány po vstupu do živočišného (a v některých případech i do rostlinného) organismu. Často vzniká velké množství metabolitů.
V obou uvedených případech chybí jednoznačná hranice mezi mykotoxinem jako takovým a jeho metabolity, které již nemusíme považovat za samostatné mykotoxiny. Situaci komplikují i některé aberantní kmeny, produkující nejen prekursory či vedlejší metabolity jako svůj hlavní toxin, ale i ty, které jsou s to produkovat takové deriváty základního mykotoxinu, které byly v době svého objevu považovány za typické produkty živočišného metabolismu mykotoxinů. Jako nejvýznamnější příklad lze zmínit aflatoxin M1, objevený jako metabolit aflatoxinu B1, přecházející do mléka. Toxikologickému ústavu VŠV Brno (nyní VFU) se podařilo zachytit kmen Aspergillus flavus, který tento derivát aflatoxinu produkoval. Produkce byla natolik vysoká, že kmen posloužil k přípravě tohoto aflatoxinu pro tvorů setů na jeho stanovení RIA metodou (26, 85).
Zajímavý je i případ baccharinoidů, což jsou toxiny rostlin rodu Baccharis, rostoucích v povodí řeky Orinoko. Uvedené rostliny však toxiny neprodukují. Základní materiál (trichothecenové mykotoxiny) získávají od plísní, rostoucích v okolní bažinaté půdě. Ten ve svém metabolismu pouze upravují do výsledné podoby baccharinoidů (57). Je zajímavé, že dobytek nerozeznává tyto rostliny jako jedovaté a na pastvě se jimi může až fatálně otrávit. Podobně patrně přichází ke svým toxinům i pro nás méně exotická rostlina Pteridium aquilinum, Hasivka orličí, rostoucí i na našem území v podhorských a horských polohách. Také tato kapradina je ochotně spásána a požírána (i jako součást sena) dobytkem, který se jí otráví (88).
Uvedené nejasné a hraniční případy učiní zákonitě počet započtených mykotoxinů silně závislým na subjektivním názoru autora takovéhoto přehledu.
Z uvedených důvodů lze považovat za rozumný odhad počtu reálně existujících mykotoxinů hodnotu blízkou pěti stům.
Některé mykotoxiny mají i význam diagnostický (z hlediska determinace produkující plísně). Taxonomií některých skupin mikroskopických hub se u nás zabývá především Veselý a spol. (116), jejímu většímu rozšíření do rutinní praxe brání především to, že většina taxonomicky orientovaných pracovišť není zavedena na detekci produkce mykotoxinů.
Onemocnění člověka a hospodářských zvířat, vyvolaná mykotoxiny, se nazývají mykotoxikózy. Je jich značný počet. Můžeme si je rozdělit toho, nakolik jsou prokázány mykotoxiny jako etiologický činitel.

 

Rozdělení mykotoxinů

Mykotoxiny lze rozdělit podle velkého množství kritérií. Žádné z dosud používaných však nelze považovat za univerzálně použitelné. Nejjednodušší je rozdělení podle chemické struktury. Jeho výhodou je poměrně snadné a jednoznačné zařazení jakékoli látky o známé chemické struktuře.

Tabulka 1: Chemické dělení mykotoxinů podle (75 a 76)

Furanofurany aflatoxiny, sterigmatocystin, versicolorin, aj.
Substituované pyreny a hydroxypyreny kyselina koji, sekalonové kyseliny aj.
Substituované chinony luteoskyrin, rubratoxin, xanthomegnin, viridicatumtoxin aj.
Nenasycené laktony patulin, kyselina penicillová, kyselina mykofenolová, alternariol, citreoviridin, ochratoxiny, rubratoxin B, 4,5,8-trimetylpsoralen aj.
Griseofulviny griseofulvin
Epoxytrichotheceny T-2 toxin, diacetoxyscirpenol, vomitoxin (=deoxynivalenol), nivalenol, fusarenony, verrucariny, roridiny, satratoxiny aj
Polycyklické substituované indolové deriváty kyselina cyklopiazonová, paspaliny, penitremy aj.
Cyklické dipeptidy gliotoxin, sporidesminy, roquefortin, fumitremorgen, verruculogeny, brevianamidy aj.
Mykotoxiny jiné struktury zearalenon, curvularin, citrinin, PR-toxin, canthecellin, moniliformin, kyselina betanitropropionová aj.

Z hlediska toxikologické praxe má značný význam dělení podle toxicity, popř. vyčlenění mykotoxinů genotoxických a karcinogenních.V na konci 70. let se objevuje i třídění podle způsobu biosyntézy (112, 114). Jeho výhodou je velice dobré postižení vztahu k produkujícímu organismu a do určité míry respektuje i vztahy dané chemickou strukturou.

Tabulka 2: Dělení mykotoxinů podle způsobu biosyntézy (112, 114)

Biosyntéza moniliforminu - moniliformin (z kyseliny octové)
Biosyntéza z polyketidů - patulin, ochratoxin, emodin, kyselina sekalonová, aflatoxiny aj.
Biosyntéza z isoprenoidů - trichotheceny, roquefortiny aj.
Biosyntéza z aminokyselin - kyselina cyklopiazonová, cyklické dipeptidy aj.

Tabulka 3: Dělení mykotoxinů podle toxicity - kvantitativní (76, 112)

Silně toxické
aflatoxiny, patulin, luteoskyrin, sporidesminy, ochratoxin A, cyklochlorotin (= islandotoxin), zearalenon (F-2 toxin), T-2 toxin, DAS (diacetoxyscirpenol), citreoviridin, rubratoxiny, penitrem A (nejnižší LD50 ze známých mykotoxinů)
Středně toxické
citrinin, kyselina penicillová, sterigmatocystin, kyselina cyklopiazonová
Slabě toxické
griseofulvin, kyselina koji, trihothecin, kyselina mykofenolová, chaetomin

Nejtoxičtější mykotoxiny mají LD50 pro běžná laboratorní zvířata blízkou KCN (tj. cca 1 mg.kg-1 tělesné hmotnosti) (114). Této hodnotě se blíží např. penitrem A. Většina důležitých mykotoxinů má LD50 asi desetinásobnou. Existuje ovšem možnost vysoké toxicity vůči organismům v určité fázi vývoje (např. toxicita aflatoxinu B1 vůči savčím a ptačím mláďatům bývá i více než desetinásobná proti toxicitě vůči dospělcům), jiné jsou s to vyvolat v dávkách netoxických pro dospělé úhyn a resorpci plodu. Toxicita pro člověka je ovšem pouhým odhadem podle toxicity vůči různým živočichům a dalším biologickým objektům. Karcinogenní účinky se zpravidla projevují již při dávkách, které nemají jiné pozorovatelné účinky. U některých látek je nutné zohledňovat i chronické nekarcinogenní účinky. Na základě extrapolací je poté stanovována tolerovatelná denní dávka, tj. taková, která by ani při dlouhodobém příjmu neměla vyvolávat negativní účinky.

Tabulka 4: Dělení mykotoxinů podle toxicity - kvalitativní

Hepatotoxiny aflatoxiny, sporidesminy, luteoskyrin, sterigmatocystin aj.
Nefrotoxiny ochratoxin A, citrinin aj.
Toxiny zažívacího traktu T-2 toxin další trichotheceny
Neurotoxiny a myotoxiny tremorgeny (např. penitrem A), citreoviridin
Dermotoxiny verrucariny, psoraleny, sporidesminy, trichotheceny aj.
Toxiny dýchacího traktu patulin
Genitotoxiny zearalenony
Imunotoxiny aflatoxiny, ochratoxin A, trichotheceny aj.
Toxiny nezařaditelné nebo málo prozkoumané

(Austvickovo schéma z roku 1976 bylo z praktických důvodů doplněno o poslední dvě skupiny. V jiných obdobných schématech bývají spojovány neuro- myo- a genitotoxiny do jedné skupiny - toxinů narušujících přenos informací v organismu. Upraveno podle (76).)

Uvedené rozdělení má některé nevýhody. Již na poměrně malém výběru v tab. 4 lze najít toxiny rovnocenně zařazené do více skupin (trichotheceny mají účinky dermotoxické, neurotoxické i vůči zažívacímu traktu). V podobných případech bývá toxin často zařazen podle historického aspektu - které účinky byly objeveny jako první a více se vžily.

Tabulka. 5: Rozdělení podle účinku na buňku

Inhibitory tvorby energie citreoviridin, luteoskyrin, xanthomegnin, kyselina sekalonová D, moniliformin
Inhibitory proteosyntézy trichotheceny, ochratoxin A
Modifikátory cytoskeletu griseofulvin, cytochalasiny, cyclochlorotin
Estrogenní mykotoxiny zearalenon
Tremorgeny penitremy (A B C), fumitremorginy (A a B), verruculogeny
Karcinogenní mykotoxiny aflatoxin B1

(Řadu mykotoxinů do tohoto schematu dosud nedovedeme zařadit (112))

 

Návrat na úvodní stranu