Воздействие микотоксинов на организм человека

Министерство образования  и науки российской федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

Высшего Профессионального  Образования

Иркутский государственный  технический университет

Институт недропользования

Кафедра промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности

 

 

 

 

 

Допускаю к защите

Руководитель ______

__________________

 

 

Курсовая работа по дисциплине

«Физиология и токсикология человека» на тему

 

" Воздействие микотоксинов на организм человека"

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы  БТПб-11-1 Роскошная А.И.________

 

 

 

Курсовая работа защищена с оценкой _________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск-2012

Содержание

 

Введение

 

1. История открытия микотоксинов

 

2. Физико-химические и токсикологические характеристики микотоксинов

 

1. Общие сведения о микотоксинах

 

2. Общая характеристика основных микотоксинов

 

3. Воздействие микотоксинов на организм человека

 

4. Меры защиты и профилактики от микотоксинов

 

Заключение

 

Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Среди многочисленных факторов окружающей среды токсические  вещества — микотоксины, образуемые микроскопическими грибами, в последнее время привлекают все большее внимание. С одной стороны, — токсигенные грибы чрезвычайно широко распространены в природе, и при благоприятных условиях (повышенные влажность, температура) они могут поражать различные пищевые, кормовые, производственные вещества и наносить существенный урон народному хозяйству. С другой стороны, — потребление продуктов и кормов, контаминированных этими грибами и микотоксинами, может сопровождаться тяжелыми заболеваниями человека и сельскохозяйственных животных — микотоксикозами.

Цель  работы: изучить воздействие микотоксинов на организм человека, об основных представителях микотоксинов. Также рассмотреть меры защиты и профилактики от отравления микотоксинами.

Задачи: изучить историю открытия микотоксинов. Изучить физико-химические и токсикологические  характеристики микотоксинов. Изучить  общие сведения о микотоксинах. Изучить общие характеристики основных микотоксинов. Изучить воздействие микотоксинов на организм человека.  Изучить меры защиты и профилактики от воздействия микотоксинов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

История открытия микотоксинов

 

Первые  письменные свидетельства о микотоксинах находятся в Библии, в рукописях древних государств: Рима, Греции, Египта. В истории периодически упоминаются случаи отравлений среди людей и животных продуктами, контаминированных токсичными метаболитами грибов (микотоксины). Наиболее известна гибель 14 тысяч человек в Париже в 1129 году при употреблении хлеба, в котором содержался эрготоксин, который образуется в результате жизнедеятельности спорыньи (Сlaviceps purpurea). Аналогичная ситуация наблюдалась и в России: происходили массовые отравления животных и людей зерновыми и хлебом, в которых находились микотоксины, вырабатываемыми грибками рода Fusarium. В отечественной литературе Н.А.Грандилевский в 1938 г. при описании симптомов отравления лошадей соломой, в которой наблюдались изменения, вызванные грибком Stachybotrys alternans, было применено название «стахиботриотоксикоз», в 1944 г. в работах Муратова, Преображенского Н. Г. и Саликова Г. И. при описании клинических признаков отравления животных кормами, пораженных спорыньей, был применен термин «клавицепсотоксикоз». Алколоиды рожков были выявлены в 1864 г., а к метаболитам грибов их причислили позже. Название «микотоксины» и «микотоксикозы» можно встретить в работе Саркисова А. Х. (1948 г.). В 1960 г. в Великобритании в ряде фермерских хозяйств наблюдался массовый падеж индеек после скармливания им корма, в состав которого входила арахисовая мука. Клинические симптомы и патологоанатомические изменения у индеек были следствием неизвестного в ветеринарии заболевания. Позже, в результате исследования арахисовой муки было выделено кристаллическое вещество, которое продуцируется грибками из рода Aspergillus flavus. Так впервые был выделен микотоксин, который получил название афлатоксин.[2]

 

Физико-химические и токсикологические характеристики микотоксинов

 

Определить  понятие микотоксины весьма сложно, поскольку их действие не ограничивается только влиянием на животных и человека, а распространяется также на растения, простейших, насекомых, микроорганизмы, вирусы, то есть понятие микотоксины интерферирует с понятием антибиотики, которые, в свою очередь, оказывают действие не только на микроорганизмы. Введение "дозовых нормативов" мало чем помогает определению понятия микотоксины. Микотоксины являются важнейшими вторичными метаболитами микроскопических грибов, которые в течение последних 35–40 лет признаны одними из наиболее вредных для здоровья человека и животных агентов. И не случайно микотоксины введены в перечень регламентированных в пищевых продуктах, кормах и сырье веществ.[1]

В настоящее  время науке известно около 200 видов  микромицетов, образующих свыше 400 микотоксинов, и число их, по-видимому, в ближайшие годы будет пополняться за счет установления этиологии новых микотоксикозов .

Для многих из микотоксинов установлена структура, изучены свойства и биохимический  механизм действия, разработаны методы выделения, идентификации и количественного  определения. К их числу относятся  афлатоксины, охратоксины, патулин, цитринин, зеараленон, трихотеценовые микотоксины. Учитывая, что микотоксины, помимо общетоксического действия, обладают мутагенными, тератогенными и канцерогенными свойствами, а также существенно влияют на иммунный статус теплокровных их следует рассматривать как одну из важнейших медицинских проблем.

Потенциальная и реальная опасность микотоксинов значительно усиливается их высокой  стабильностью к различным неблагоприятным  воздействиям, как-то: кипячение, обработка  минеральными кислотами, щелочами и  другими агентами.

География распространения микотоксинов охватывает большинство стран всех континентов, контаминации микотоксинами подвержены все основные продукты питания, корма, продовольственное сырье, а интенсивные торговые связи между различными странами в значительной степени способствуют распространению как микотоксинов, так и микотоксикозов, и есть все основания полагать, что эта проблема является глобальной.[9]

 

Классифицируются  микотоксикозы по преимущественному поражению тех или иных органов или систем. Так, к нейротоксикозам относят эрготизм (Claviceps purpurea), микотоксикозы, сопровождающиеся тремором (Aspergillus fumigatus и др.), сердечную форму бери-бери связывают с действием цитреовиридина (Penicillium citrеo-viride). Гепатоксикозы включают преимущественно довольно редкие случаи острых афлатоксикозов (Asp. flavus, Asp. parasiticus), синдром Рейя, циррозы печени, которые, как считают, вызываются циклохлоротином (P. islandicum). К нефротоксикозам относят Балканскую нефропатию, в этиологии которой прослеживается связь с охратоксином А (Asp. ochraceus). К токсикозам с преимущественным поражением желудочно-кишечного тракта и кроветворных органов относят алиментарную токсическую алейкию (АТА), причинным агентом которой являются главным образом токсины Fusarium sporotrichiella. Самостоятельный тип составляют дерматоксикозы и респираторные микотоксикозы (Stachybotrys chartarum, Dendrodochium toxicum, Myrothecium verrucaria и др.). Предполагают, что зеараленон (F-2 токсин), обладающий эстрогенным эффектом, может быть причиной наблюдавшихся случаев раннего полового созревания и изменения вторичных половых признаков (F. graminearum).[10]

Некоторые формы рака (первичный рак печени, легких, пищевода) также могут быть связаны с наличием микотоксинов в пищевых продуктах.

Существующие  классификации микотоксинов основаны преимущественно на их химической природе. Среди микотоксинов встречаются  не только вещества белковой природы, а и глюкозиды, стероиды, поликетиды, сесквитерпеноиды, различные гетероциклы, полисахариды, органические кислоты, макролидные структуры и т. п. Многообразие химических структур микотоксинов затрудняет оценить пути их биогенеза . Однако при более детальном рассмотрении оказывается, что они синтезируются из довольно ограниченного числа продуктов основного метаболизма, таких как ацетат, мевалонат, некоторые аминокислоты путем конденсации, окисления, восстановления, алкилирования, циклизации. В настоящее время хорошо изучено 5 основных путей биосинтеза микотоксинов:  
— поликетидный, характерный для афлатоксинов, стеригматоцистина, патулина и др.; 
— терпеноидный, характерный для обширной группы трихотеценовых микотоксинов; 
— через цикл трикарбоновых кислот, характерный для рубратоксинов; 
— аминокислотный, характерный для эргоалкалоидов, споридесмина и др. 
— смешанный путь, характерный для производных циклопиазоновой кислоты.

Характерной особенностью продуцентов микотоксинов является их способность синтезировать  семейства микотоксинов. Эта особенность  хотя и не является для них уникальной, поскольку широко распространена среди  микроорганизмов, образующих антибиотики, до настоящего времени не нашла убедительного  объяснения. Образование семейств микотоксинов, незначительно различающихся по строению и физико-химическим свойствам, определяет исключительную сложность  выделения многих их них. Данные, приведенные  в таблице, на примере макроциклических трихотеценов (МЦТЦ), дают представление о способности различных штаммов грибов синтезировать эти вещества.

Многообразие  структур, образуемых тем или иным штаммом, с одной стороны, — значительно усложняет клиническую картину микотоксикозов, а с другой, — может служить иллюстрацией возможной многовекторности биологических эффектов микотоксинов.

О современном  состоянии микотоксикологии можно судить по многочисленным оригинальным публикациям, посвященным главным образом изучению распространения токсинообразующих грибов и их токсигенного потенциала, химической природы микотоксинов, методов их определения и биологических свойств. Эти сведения обобщены в ряде монографических работ .

Настоящая работа ставит своей целью рассмотреть  некоторые фундаментальные и  прикладные аспекты проблемы, которые, как нам кажется, не нашли должного освещения, либо вообще остались вне поля внимания исследователей.[3]

 

Общие сведения о микотоксинах

 

Наличие микотоксинов в кормах приводит к  ухудшению продуктивности, репродуктивности и иммунного состояния животных. Микотоксины отличаются между собой по химическому строению, токсичности и механизму действия. Общим признаком всех микотоксинов является токсичность преимущественно относительно эукариотическихорганизмов. Наиболее часто применяется классификация микотоксинов по молекулярному строению, согласно которой различают афлатоксины, трихотеценовые микотоксины, охратоксины, фумонизин, зеараленон и его производные, монилиформин, фузарохроманон, алкалоиды спорыньи, циклопиазоновую кислоту, патулин, цитринин и т. п.Термин «микотоксикозы» впервые встречается в статье А. Х. Саркисова, опубликованной в 1948 г. В работе Н. А. Грандилевского 1938 года для описания отравления лошадей соломой, пораженной грибом Stachybotrys alternans, был употреблен термин «стахиботриотоксикоз», а в трудах Муратова, Преображенского Н. Г. и Саликова Г. И., опубликованных в 1944 г., отравление сельскохозяйственных животных кормами с примесями спорыньи (Claviceps purpurea) было определено как клавицепсотоксикоз. Термин «микотоксини» (от греческих слов микос — гриб и токсикон — яд) был впервые использован в начале 60-х годов прошлого века. Но природа и токсичность многих веществ, которые позже были отнесены к микотоксинам, а также заболевания в результате отравления ими, которые впоследствии были объединенные под названием микотоксикозы, были открыты и описаны еще задолго до введения этих терминов. Первые упоминания об отравлении людей и животных хлебом и зерном, контаминированным токсичными метаболитами грибов, а именно алкалоидами спорыньи (Claviceps purpurea), встречаются в средневековых летописях. Природу алкалоидов рожков впервые установили в 1864 г., но к микотоксинам алкалоиды были отнесены значительно позже.

Внимание  исследователей к микотоксинам привлекли афлатоксины, открытые при исследовании причины «заболевания Х» — падежа 100000 индеек на фермерских хозяйствах Англии в 1960 г. Заболевание сопровождалось апатией, потерей аппетита, опусканием крыльев, выгибанием шеи, отбрасыванием головы назад и гибелью в течение недели. Во время вскрытия обнаруживали кровоизлияния и некрозы в печенке. После тщательных и длительных исследований из арахисовой муки, которую скармливали индейкам, было выделенное бесцветное кристаллическое вещество, введение которого утятам позволило воспроизвести признаки « заболевания Х». Оказалось, что это вещество синтезируется грибами рода Aspergillus (A. flavus, A. parasiticus), которые растут на арахисе, кукурузе, сое и семенах масличных культур в условиях умеренного климата. По названию одного из продуцентов (A. flavus) вещество получило название афлатоксин.[7]