Lékárna Panax 

Aflatoxiny

​Již delší dobu se zájem široké veřejnosti obrací k aflatoxinům, které představují v současnosti výrazné zdravotnické riziko.
     Jejich objev sahá do počátku šedesátých let minulého století. Tehdy došlo ve Velké Británii k náhlému a hromadnému úhynu zhruba sto tisíc krůtích mláďat. Nemoc měla charakter virové epidemie, a proto dostala označení „Turkey disease“ (krůtí X nemoc). Po vyloučení všech okolností se pozornost zaměřila na krmivo, jehož hlavní součást tvořila arašídová mouka. Důkladný rozbor prokázal, že obsahuje velmi patogenní plíseň kropidlák (Aspergilus), identifikovaný záhy jako Aspergilus flavus.
     Další práce potvrdily, že tato plíseň za vhodných růstových podmínek produkuje vysoce toxické metabolity – mykotoxiny, označované jako aflatoxiny.
     Během následujících šesti let vědečtí pracovníci věnovali otázce aflatoxinů nebývalé úsilí, které bylo nakonec korunováno úspěchem. Podařilo se charakterizovat zmíněnou plíseň po všech stránkách.
     V krátkosti možno uvést chronologický přehled výzkumného programu: 1961 – zjištěna toxicita i pro jiné živočichy, příčina přisouzena plísňovému metabolitu, 20 μg / 24 hodin je smrtelná dávka pro kachňata a zjištěna karcinogenita pro krysy, 1962 – objasněny některé fyzikálně chemické vlastnosti a  analytické techniky. Výzkumy potvrdily, že tyto látky jsou velmi citlivé na světlo, jsou-li rozpuštěny v kyslíkatých rozpouštědlech, 1963 – uveřejněna chemická struktura aflatoxinů, 1964 – pomocí X-paprsků byla potvrzena krystalografická konformace struktury, 1965 – objeven vliv aflatoxinů na jádro buněk, 1966 – popsána totální syntéza racemického aflatoxinu B1.    
     Pro další studia měly zásadní význam prvotní poznatky o životním cyklu a růstových podmínkách této patogenní plísně. Přispěly k tomu experimenty simulované v laboratořích, tj. pokusy prováděné na vhodných živných substrátech (metoda „in vitro“).
     Zjistilo se, že toxigenní kmeny vegetují na většině rostlinných a živočišných tkáních pokud mají k dispozici 20 až 30 % relativní vlhkosti, teplotu v rozmezí 25 až 40 o Celsia, určitou hranici pH prostředí (pH>3 a pH<10) s optimem pH 5.
     Významné postavení zaujímá prvek zinek, který se zdá být určujícím esenciálním elementem pro produkci aflatoxinů. Jeho nedostatek vede k výrazným biochemickým změnám. Živné medium se též neobejde bez přítomnosti monosacharidu glukózy a aminokyseliny asparaginu. Pokud jsou dodrženy výše popsané podmínky, lze aflatoxinovou produkci dokázat již za 48 hodin po kontaminaci.
     Aspergilus flavus bývá obvykle označován jako skladištní plíseň. Obecně aflatoxinové zamoření ohrožuje především tropické a subtropické oblasti, v nichž probíhá zdárný růst plísní vzhledem k vysoké teplotě a vlhkosti zdejšího prostředí. Uvádí se, že například v Thajsku je napadeno 54 % arašídové produkce, na Filipínách 88 %, v USA 19 %. Celosvětovým problémem jsou bavlníková semena, jež jsou považována za základní surovinu pro tukový průmysl. K hlavním producentům náleží Spojené státy a Indie. V postižených lokalitách dosahuje kontaminace 80 až 100 %. Poměrně odolné vůči napadení Aspergilus flavus jsou sojové boby. Nejvyšší znehodnocení obilnin bylo zaznamenáno na Filipínách, kde činí asi 97 %. Stupeň kontaminace obilí v rozvojových krajinách je často podmíněn chybným skladováním. Současné napadení vyšších rostlin plísněmi též úzce souvisí s celkovým zhoršením životních podmínek. Obzvláště když rostliny trpí suchem, nevyhovující agrotechnikou, hmyzím poškozením.
     Druhotně pak aflatoxiny znehodnocují rozličné produkty a potravinářské výrobky. Nalezeny byly v chlebu, stolních vínech, moštech, ovocných šťávách, sirupech, rozinkách, sýrech, octových nálevech, sladu, bramborách, mouce, oleji, zelené kávě, kakau, čokoládě, sušeném ovoci apod. Všeobecně možno opět konstatovat, že v evropských produktech je kontaminace mnohem řidší než v produktech pocházejících z tropických a subtropických oblastí.
     Vědecké práce potvrdily, že aflatoxiny vstupují do potravního řetězce. Prostřednictvím krmiva se dostávají do organismu zvířete, které se pak stává zdrojem živočišné potravy člověka.
     K matematickému vyjádření kontaminace živočišných produktů slouží tzv. feed / tissue poměr, tj. poměr mezi množstvím přijatých aflatoxinů v krmivech a množstvím, které se z něho objeví jako zbytky (rezidua) v živočišných tkáních. Poměry jsou vztahovány na játra, kde je nejvyšší kumulace aflatoxinů.
     Značný význam mělo zjištění, že se plísně sice dají zlikvidovat, jejich sekundární produkty, mykotoxiny, jen velmi těžko.
     Dnes známe více než deset aflatoxinů. V čistém stavu to jsou krystalické sloučeniny. Vyznačují se velkou stabilitou v kontaminovaných substrátech. Všechny aflatoxiny vykazují charakteristickou fluorescenci v oblasti ultrafialového záření (365 nm). Díky této vlastnosti byly určeny čtyři základní představitelé, a to aflatoxin B1 a B2 vykazují modrou a G1 a G2zelenou fluorescenci.Analytické metody založené na principu fluorescence umožnily prokázat tyto látky až v množství 10-9 g.      
     Během několika let došlo k izolaci dalších aflatoxinů jako M1 a M2, které byly identifikovány jako savčí metabolity aflatoxinů B1 a B2. Aflatoxiny M1 a M2 se též označují jako mléčné toxiny M1 a M2, neboť se vyskytují v mléku dojnic krmených potravou kontaminovanou aflatoxiny B1 a B2
     Zásluhou systematického bádání došlo k objasnění struktur dalších sloučenin ze skupiny aflatoxinů jako O-methylstigmacistin, aflatoxicol, aflatoxical H1, aspertoxin, aflatoxiny P1, Q1, B3 aj.  
       O negativním vlivu aflatoxinů na živý organismus dnes už nikdo nepochybuje. Jejich toxicita spočívá v tom, že jako primární orgán napadají játra, v nichž podporují vznik karcinomů. Mnohdy však dochází i k rakovinnému poškození ledvin, střev, plic, slzních žláz a varlat. Jaterní tumory se mohou objevit i po dlouhodobém užívání velmi nepatrných dávek.
     Aflatoxiny nevyvolávají pouze tvorbu zhoubných nádorů (karcinogenní účinek), ale způsobují též vývojové vady plodu (teratogenní účinek) a pozměňují strukturu nukleových kyselin, čímž přímo ovlivňují genetické vlastnosti (mutagenní účinek).
     Toxikologicky nejvýznamnější je aflatoxin B1, který má většinou ve směsi aflatoxinů nejvyšší procentuální zastoupení. Zároveň patří mezi nejaktivnější, nejtoxičtější a nejúčinnější rakovinotvornou sloučeninu. Již 0,1 μg aflatoxinu B1 na kilogram živé hmotnosti způsobuje chromozomální změny u laboratorních zvířat.
     Akutní otrava aflatoxiny (aflatoxikóza) se projevuje žlutým zbarvením pokožky a sliznic, rozptýlenými hemoragiemi (krvácení) a tukovou degenerací jater. Nezřídka může mít otrava tragické následky.
     Přesně diagnostikovaných úmrtí v důsledku aflatoxikóza bylo u lidí zaznamenáno několik. Postižené jsou především děti, jejichž vnímavost do jednoho roku stáří je extrémní. Jako příklad těžké intoxikace je uváděn případ z Thajska, který skončil letálně vlivem poškození mozku a tukové degenerace vnitřních orgánů. Nejrozsáhlejší výskyt lidské aflatoxikóza se vyskytl v roce 1975 v Indii. Tehdy onemocnělo přibližně 400 lidí, z nichž více než sto zemřelo.
     Chronická aflatoxikóza se zpočátku vyznačuje zcela nespecifickými symptomy, tj. ztrátou chuti, sníženou hmotností, celkovým zvýšením katabolických procesů v organismu, poškozením jaterních buněk. Narušením imunitního systému otevírají aflatoxiny cestu pro různá infekční onemocnění virového, bakteriálního nebo parazitárního původu.
     Citlivost živočichů k akutní a chronické aflatoxikóza je různá mezi druhy i uvnitř druhu a je podstatně ovlivněna stářím jedinců. Riziko poškození se posouvá směrem k nejmladším věkovým skupinám. Aflatoxiny pronikají v podobě metabolitů přes placentu a též přecházejí do mateřského mléka. Před vlivem mykotoxinů se proto musí chránit zejména mláďata a nastávající matky. Nezáleží na tom, zda jde o jedince zvířecího či lidského rodu.
     Rozvinutí toxických příznaků závisí na stupni znehodnocení stravy. Statistické výpočty jednoznačně prokázaly, že existuje přímá korelace mezi výskytem jaterního karcinomu a aflatoxinovou kontaminací. Za relativně „bezpečnou“ hranici aflatoxinové koncentrace byla určena hodnota 3,0 ng na jeden kilogram potravy.
     Pro stanovení i velmi malých koncentrací aflatoxinů se hledaly vhodné způsoby biologické detekce. Velký význam měl a doposud má tzv. „duckling test“ – zkouška prováděná na kachňatech, při níž se sledují morfologické změny na jejich játrech.
     Experimentálně bylo ověřeno, že nejcitlivěji reagují na infikovanou potravu duhoví pstruzi. Po uměle navozené intoxikaci vzniká u těchto ryb rakovinné onemocnění jater do jednoho roku.
     Ještě vnímavější odezva nastává u pstružích zárodků. Jsou-li tato embrya umístěna do vodného extraktu testované látky, trvá vyvinutí karcinomu přibližně do jednoho měsíce. Tato technika je vysoce citlivá, kancerogenita aflatoxinu se projeví i při přítomnosti asi 30 μg / ml media.
     Velmi specifickým testem na důkaz aflatoxinů skupiny B a M je tzv. „virescence-preventive effect“, jenž spočívá v ovlivnění produkce listového asimilačního barviva. K testování se používá dvanáctidenních klíčících rostlin kukuřice. Test nalezl uplatnění při zkoušení toxinů v mléčných produktech. Zásah do tvorby chlorofylu je možno následně kvantitativně spektrofotometricky vyhodnotit. Potlačení chlorofylové syntézy bylo prokázáno i u ostatních druhů rostlin.
     Kromě biologických zkoušek hrají důležitou roli pro ujištění aflatoxinů analytické metody fyzikálně-chemické. V současnosti se nejvíce používá pro kvalitativní a kvantitativní hodnocení plynová chromatografie vysokoúčinná kapalinová chromatografie. Opodstatnění nalezla též spektrofotometricky a fluorescenční kvantitativní analýza. Ověřuje se též zavádění a využití radioizotopů do analytické praxe.
     Aflatoxiny nejsou jedinými nebezpečnými produkty plísní. V uplynulých desetiletích bylo prozkoumáno přibližně sto tisíc různých plísní, přičemž u 120 druhů se potvrdila produkce strukturálně odlišných mykotoxinů. Jako příklad možno uvést rod Fusarium, jenž vytváří velmi jedovaté látky typu sporofusarinu a poefusarinu.
     Některé druhy známého rodu Penicillium zase poskytují toxické idolové deriváty, a to fumitremogen A a B, oxalin, paxilin, paspalin, paspalicin. Zároveň biosyntetizuje vysoce toxický patulin a skupinu sloučenin společně označovaných jako ochratoxiny, u nichž se projevují výrazné toxické účinky na ledviny. Za poškození buněčných struktur nesou zase odpovědnost cytochalasiny, tj. látky prokázané u rodu Phomopsis.
     Ochraně před nežádoucími vlivy mykotoxinů byla od počátku věnována značná pozornost. Historickým mezníkem v boji proti mykotoxikózám se stal rok 1962. Tehdy Organizace spojených národů založila novou agenturu „United Nations Environment Programme“ (UNEP) se specializovaným oddělením „Control of Environmental Contaminants in Food - Mycotoxins“. Tento počin měl zásadní význam pro položení základů celosvětové spolupráce. Mykotoxiny se totiž staly aktuální hrozbou pro široce rozvinutý mezinárodní potravinový a krmivářský obchod, do něhož aktivně vstoupily i země tzv. „třetího světa“.
     Ojedinělý výskyt mykotoxinů byl zaznamenán i u nás. Jednalo se hlavně o nálezy dovážených krmiv, proteinových koncentrátů, ale též u potravin. Aby k takovým případům nedocházelo je nutné zabezpečit přísnou a soustavnou kontrolu výrobních vstupů a výstupů, technologických postupů. Jedině tak lze spolehlivě zabránit průniku mykotoxinů i dalších cizorodých látek do potravního řetězce.
     Závěrem je třeba podotknou, že účinná ochrana vůči rozličným mykotoxikózám závisí především na stavu proteinové výživy organismu. Proti rozvinutí toxických příznaků má nezastupitelné místo vitamin A (retinol), B1 (thiamin), B6 (pyridoxin), B12 (cyanokobalamin), dále methionin a cholin.