Афлатоксин B ₁ ( АФB ₁ , AFB ₁ , сокр. от англ. A spergillus fla vus toxin B ₁ ) — органическое соединение из группы поликетидов (декакетид), относится к микотоксинам . Один из наиболее встречающихся афлатоксинов . Контаминант , вторичный метаболит , который продуцируется некоторыми видами микроскопических плесневых грибов (микромицетов) рода Аспергилл ( Aspergillus flavus , A. parasiticus ). Данные микромицеты поражают в основном корма для скота и пищевые продукты растительного происхождения: зерновые культуры , масличные культуры (семена хлопчатника, подсолнечника и так далее), орехи (арахис и другие) и сухофрукты , встречаются также, но намного реже, в продуктах животного происхождения. Чрезвычайно токсичен и обладает сильнейшей гепатотоксичностью и гепатоканцерогенной активностью . В опытах на животных АФB ₁ показал мутагенные , тератогенные и иммунносупрессивные воздействия . Вследствие этих свойств представляет большую угрозу здоровью и жизни человека.

История

Как и другие афлатоксины , афлатоксин B ₁ не был известен до 60-х годов XX века. Изучение его структуры и свойств началось после загадочной гибели огромного количества индеек в Англии в 1961 году. Загадочное вещество Х (смесь афлатоксинов, большую часть, которой составлял АФB ₁ ) было обнаружено в арахисовой муке, которую использовали в составе корма для индеек. Мука была поражена микроскопическими плесневыми грибами аспергиллами («жёлтая плесень»): Aspergillus flavus , A. parasiticus ) . Точное строение молекулы АФB1 установили в 1967 году. В 1969 году структура была подтверждена с помощью химического синтеза.

Физико-химические свойства

Представляет собой кристаллическое вещество или белый порошок от бесцветного до бледно-жёлтого цвета. Плохо растворим в воде , хорошо в метаноле , хлороформе . Соединение очень стабильно (в растворе), имеет высокие температуры плавления и кипения, однако, в химически чистом виде относительно неустойчивое и чувствительно к действию воздуха и света, особенно к УФ-излучению. При детектировании в УФ свете флуоресцирует синим цветом.

Продукты питания как источники

Афлатоксин B ₁ встречается в основном в заражённых пищевых продуктах (является контаминантом ), и люди подвергаются воздействию им почти исключительно через продукты питания .

Основными источниками афлатоксина B ₁ являются заражённые аспергиллами продукты растительного происхождения, такие как:

• Бобовые культуры ( соя , арахис , нут ), особенно большое содержание встречается в семенах арахиса;
• Масличные культуры (семена подсолнечника и хлопчатника )
• Зерновые культуры ( рис , пшеница , кукуруза и так далее)
• Орехи и сухофрукты ( грецкие орехи , миндаль , фисташки , инжир , курага , фейхоа и так далее)

Гораздо меньше содержится афлатоксина B ₁ в продуктах животного происхождения — молоке, кисломолочных продуктах, яйцах и сыре.

Для роста аспергиллов ( A. flavus , A. parasiticus и других) оптимальны довольно высокие температуры (35-45 °С) и относительно высокие значения влажности воздуха (при относительной влажности атмосферного воздуха ниже 85 % синтез афлатоксина прекращается), на субстратах с влажностью выше 9-10 % (для масличных и бобовых культур) или 18 % (зерновые). Росту благоприятствуют субстраты с повышенным содержанием растительных масел, такие как семена подсолнечника или сои, или крахмала .

Сохранность афлатоксина B ₁ после обычной кулинарной или технологической термической обработки пищевых продуктов очень высока, даже стерилизация в автоклавах в течение 30 мин при 135 °C существенно не снижает его содержания. Полное разрушение молекул АФB ₁ достигается при взаимодействии с жидким аммиаком или раствором гипохлорита натрия .

Биосинтез

Афлатоксин B ₁ является дериватом, полученным при действии синтазы жирных кислот (СЖК) и поликетидной синтазы (ПКС) (известные как синтазы норсолариневой кислоты).

Воздействие

Афлатоксин B ₁ может проникать через кожу. Накожное (дермальное) воздействие данного афлатоксина в конкретных условиях окружающей среды может привести к серьёзным рискам для здоровья . Печень является наиболее восприимчивым из органов человека, по отношению к токсичности афлатоксина B ₁ . В исследованиях на животных, патологические очаги, связанные с интоксикацией афлатоксином B₁, включают: снижение веса печени, вакуолизацию гепатоцитов (появление многочисленных вакуолей) и карциному печени . Другие поражения печени включают: расширение печеночных клеток, жировую инфильтрацию , некроз , кровоизлияния , фиброзы , регенерацию узелков и пролиферации/ гиперплазии жёлчных протоков .

Молекулярный механизм действия

Сам по себе афлатоксин B ₁ не обладает канцерогенным действием, то есть он является проканцерогеном . Канцерогеном является его активный метаболит — эпоксид. Попадая в гепатоцит , афлатоксин B ₁ гидроксилируется микросомальной системой окисления, катализируемой цитохромом P450 , до эпоксида (8,9-эпокси-АФB ₁ ). Эпоксид проявляет чрезвычайно высокую реакционную способность вследствие наличия неспаренных электронов у атома кислорода и напряжения эпоксидного цикла, который легко разрушается и увеличивается его активность (образование электрофильных групп). Эпоксид немедленно начинает алкилировать ДНК с образованием прочных ковалентно-связанных ДНК-аддуктов , особенно с гуанином (8,9-эпокси-АФB ₁ -N⁷-гуанин). Процесс алкилирования протекает по механизму мономолекулярного нуклеофильного замещения S _N 2 .

Алкилирование ДНК эпоксидом АФB ₁ приводит к повреждениям гена-онкосупрессора p53 , вплоть до утраты способности к экспрессии белка , тем самым лишая гепатоцит апоптоза . Дальнейшее продолжение процесса приводит к трансформации клеток посредством активации некоторых онкогенов , например, K-ras, вызывая гепатоцеллюлярную карциному .

Всё вышеперечисленные нарушения приводят к так называемому метаболическому хаосу и гибели клетки.

Токсикология

Афлатоксин B ₁ — СДЯВ , обладающее сильнейшим гепатотоксическим и гепатоканцерогенным действием. Среди афлатоксинов наиболее токсичный для человека и животных. Помимо этого обладает и ярко выраженной мутагенной активностью , тератогенностью и иммунносупрессивным действием .

Токсичность афлатоксина B ₁ для некоторых животных представлена в таблице.

Наименование животного	LD 50 в мг/кг
Мыши	9 (перорально)
Крысы	7,2-17,8 (перорально)
Кролики	0,4 (перорально)
Морские свинки	2 (перорально)
Лошади	2 (перорально)
Обезьяны (павианы)	2 (перорально)

Афлатоксин B ₁ способен вызывать у человека острые и хронические микотоксикозы , названные афлатоксикозами. Возникновению афлатоксикозов способствует отсутствие надлежащего санитарно-эпидемиологического контроля за продуктами питания, особенно в странах с жарким и влажным климатом (страны тропической Африки, Юго-восточной Азии и Индия), где среди местного населения наблюдаются высокие показатели цирроза печени и гепатоцеллюлярной карциномы.

Острый афлатоксикоз

Этиология острого афлатоксикоза связана с однократным приёмом пищевых продуктов с высоким содержанием афлатоксина B ₁ (от 100 мкг/кг и более). При этом у пострадавших наблюдается следующая клиническая картина: рвота , конвульсии или судороги, кома , отёк головного мозга , острая печёночная недостаточность , при этом в крови наблюдается высвобождение аммиака . Особенно опасны острые афлатоксикозы у детей, так как среди них наблюдается довольно высокая летальность.

Хронический афлатоксикоз

Этиология данного афлатоксикоза связана с многократным и долговременным приёмом пищевых продуктов с низким показателями содержания афлатоксина B ₁ (намного ниже летальных доз порядка 35-45 мкг/кг). В отличие от острого афлатоксикоза, при хроническом наблюдаются почти 100 % возникновения цирроза печени и злокачественных опухолей.

Контроль риска и регуляция

Одним из важных доказательств реальной опасности афлатоксинов (включая и афлатоксин B ₁ ) для здоровья человека явилось установление корреляции между частотой и уровнем загрязнения пищевых продуктов афлатоксинами и частотой первичной карциномы печени среди населения.

Методы определения

Наиболее эффективным методом определения афлатоксина B ₁ в пищевых продуктах, сырье и комбикормах является высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) с использованием флюоресцентного детектора .

Безопасность пищевых продуктов

Нормативные документы

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), человек при благоприятной гигиенической ситуации потребляет с суточным рационом до 0,19 мкг/кг афлатоксина B ₁ .

В России и странах таможенного союза согласно техническому регламенту таможенного союза и содержание афлатоксина B ₁ в пищевых злаках (зерновые культуры), масличных и бобовых культурах, а также продуктах из этих культур (растительные масла, маргарины итд.), орехах, чае, кофе, в мучных и сахаристых кондитерских изделий, восточных сладостях, жевательной резинки (для изделий, содержащих орехи); шоколаде и изделий из него, какао-бобах и какао-продуктах не должно превышать 0,005 мг/кг. В ферментных молокосвёртывающих препаратах грибного происхождения, продуктах для детей, беременных и кормящих женщин наличие афлатоксина B ₁ не допускается.

Примечания

См. также

• Афлатоксины
• Гепатоканцерогены