Преглед на статии

  • Пълен член
  • Цифри и данни
  • Препратки
  • Цитати
  • Метрика
  • Препечатки и разрешения
  • PDF

Резюме

Въведение

Историческа перспектива за калъпите

Мухлясало хранително отравяне и човешки заболявания

Въпреки че терминът „микотоксин“ не е бил често използван до средата на 20-ти век, по-ранните записи показват, че замърсяването с храни с микотоксини и големите огнища на болести, свързани с консумацията на мухлясала храна, са се случвали често през историята. Разнообразни токсични ефекти на плесени могат да бъдат проследени до много ранни цивилизации, включително китайските преди почти 5000 години (Ramsbottom 1953; Van Rensburg and Altenkirk 1974). От повече от 300 микотоксини, които са идентифицирани и химически охарактеризирани, много от тях са открити като замърсители на храните и са свързани с етиологията на заболяванията при хората (и животните). От тях афлатоксините са широко проучени поради честата им поява в храни (особено в развиващите се страни) и тяхната мутагенност и канцерогенност (Wogan 1992; Wild and Hall 2000; Wild and Turner 2002).

намаляване

Афлатоксини

Откритие

Липсваше разбиране за последиците от излагането на афлатоксин върху здравето на хората и животните до началото на 60-те години, когато мухлясалата храна е свързана със загубата на хиляди млади пуйки във Великобритания. В този инцидент засегнатите животни показват признаци на тежка чернодробна некроза, както и мастна дегенерация, фиброза и обширна хиперплазия на жлъчните пътища (Siller and Ostler 1961). При разследване беше установено, че пуйките са били хранени с бразилско фъстъчено брашно, съдържащо плесента Aspergillus flavus заедно с четири метаболитни странични продукта, а именно афлатоксини B1 (AfB1) (Фигура 1), B2 (AfB2), G1 (AfG1) и G2 (AfG2) (Asao et al. 1963). За потвърждение същите симптоми са били получени при различни други видове, включително патета (Sargeant et al. 1961) и плъхове (Lancaster et al. 1961) след поглъщане на замърсеното фъстъчено брашно. Драматичните ефекти на афлатоксините доведоха до значителен научен интерес към очертаване на химичните структури и токсикологичните свойства на афлатоксините (и други микотоксини).

Публикувано онлайн:

Фигура 1. Молекулярен модел на афлатоксин В1, показващ пространственото разположение на атомите. Молекулата е плоска, с изключение на крайния фуран, който е извит в цис конфигурация (излиза от страницата). Бяло, водород; тъмно сиво, кислород; сиво, въглерод.

Фигура 1. Молекулярен модел на афлатоксин В1, показващ пространственото разположение на атомите. Молекулата е плоска, с изключение на крайния фуран, който е извит в цис конфигурация (излиза от страницата). Бяло, водород; тъмно сиво, кислород; сиво, въглерод.

Токсични ефекти

Биохимичен начин на действие

Публикувано онлайн:

Фигура 2. Молекулярен модел, показващ AfB1 (в средно сиво), интеркалиран между нишките на ДНК.

Фигура 2. Молекулярен модел, показващ AfB1 (в средно сиво), интеркалиран между нишките на ДНК.

Последици от експозицията

Въпреки че много страни имат регулаторни ограничения за афлатоксини в храни/фуражи, често се появяват огнища на отравяне. Неотдавнашното огнище на отравяне с афлатоксин в Кения доведе до 39% смъртност и беше свързано с консумацията на храни, съдържащи нива на токсини до 8000 ng g -1 (Центрове за контрол и превенция на заболяванията (CDC) 2004). Стресът от суша изостря гъбичната инфекция, като по този начин засилва производството на афлатоксини. Това е особено вярно между 40 ° северна ширина и 40 ° югоизток от екватора, гореща зона, която обхваща много развиващи се страни, където афлатоксините в диетата на хората и животните са до голяма степен неконтролирани (Williams et al. 2004). Най-бедните хора, които най-често консумират храни, замърсени с афлатоксини, страдат от най-тежките последици, включително болести и дори смърт след остро излагане (Lewis et al. 2005). Освен това се изчислява, че 80% от всички случаи на HCC се случват в развиващите се страни (Wild and Hall 2000). По този начин възможните интервенции и терапии за намаляване на излагането на хора и животни на афлатоксини са наложителни; диетичната калциева монтморилонитова глина, използвана като афлатоксинов ентеросорбент, може да осигури практично, рентабилно и устойчиво решение на проблема.

Подходи за намеса

Хемопревентивни агенти

Интервенции, които намаляват дозата на афлатоксини от замърсени храни

Надзор на храните

Надзорът и последващото регулиране на възприемчиви стоки, като фъстъци и царевица за афлатоксини и други микотоксини, обикновено се използват като основна намеса за защита на здравето на потребителите, както и на икономическите интереси на производителите и търговците в различни страни. Тези данни за наблюдение често се използват за установяване на регулаторни насоки, които определят границите на афлатоксини и други микотоксини в храните. В много развиващи се страни обаче тези насоки не се прилагат адекватно и водят до популации с висок риск от афлатоксикоза, т.е. скорошно огнище на остро отравяне с афлатоксин в Кения (CDC 2004; Lewis et al. 2005).

Общностно образование

Една от най-практичните и фундаментални интервенции на ниво ферма за препитание в развиващите се страни е използването на нискотехнологични подходи, като например обучение в общността за боравене и съхранение на храни, както е описано от Turner et al. (2005). Доказано е, че тези първични подходи намаляват значително нивото на замърсяване с афлатоксини в храни след прибиране на реколтата и свързаното с тях излагане на човешки популации с висок риск от афлатоксикоза.

Ентеросорбция на афлатоксин (глина NovaSil)

Механизми на сорбция на афлатоксин към NS

Селективност на NS глина

Дългосрочно проучване за безопасност при плъхове

Нежелани събития/изпитване за дозиметрия с NS при хора

Проверка на глини в Гана за свързващи вещества за афлатоксин

Преди започването на 3-месечно клинично интервенционно проучване в Гана, 73 „годни за консумация“ глини от пазара на ESD и 11 глини, използвани в керамичната промишленост от други места в Гана, бяха тествани за сорбция на афлатоксин, използвайки изотермични анализи в нашата лаборатория. Нашата обосновка за скрининг на глини в близост до мястото за изследване в Гана беше да идентифицираме онези, които са подобни на NS глината за последващи изследвания върху хора. Предполага се, че участниците в проучването могат да бъдат категоризирани като геофагични или негеофагични в контекста на излагане на афлатоксин. При анализ на 84 проби от различни географски местоположения в страната, установихме, че нито един от тези сорбирани афлатоксини с висок афинитет и капацитет (Фигура 3).

Публикувано онлайн:

Фигура 3. Представителни изотермични участъци на най-ефективните и най-малко ефективни глинени проби от Гана за сорбция на AfB1. Тези диаграми се сравняват със стандартна изотерма за NovaSil. Най-ефективната проба от Гана е получена от региона Brong/Ahafo (Въпрос: max = 0,07), а най-малко ефективната проба е получена от регион Ашанти (Въпрос: макс. = 0,00). Нито един не беше сравним с NovaSil (Въпрос: max = 0,40) и не се очаква да намали бионаличността на AfB1.

Фигура 3. Представителни изотермични участъци на най-ефективните и най-малко ефективни глинени проби от Гана за сорбция на AfB1. Тези диаграми се сравняват със стандартна изотерма за NovaSil. Най-ефективната проба от Гана е получена от региона Brong/Ahafo (Въпрос: max = 0,07), а най-малко ефективната проба е получена от регион Ашанти (Въпрос: макс. = 0,00). Нито един не беше сравним с NovaSil (Въпрос: max = 0,40) и не се очаква да намали бионаличността на AfB1.

Фаза IIa клинично интервенционно проучване с NS в Гана

Публикувано онлайн:

Фигура 4. NS капсули за изпитване за клинична интервенция фаза IIa в Гана. Дозите за лечение са 0, 1,5 или 3,0 g NS ден -1 преди хранене с вода (като плацебо се използва микрокристална целулоза).

Фигура 4. NS капсули за изпитване за клинична интервенция фаза IIa в Гана. Дозите за лечение са 0, 1,5 или 3,0 g NS ден -1 преди хранене с вода (като плацебо се използва микрокристална целулоза).

Това проучване представлява първото изпитване за клинична интервенция фаза IIa за оценка на безопасността и ефикасността на NS глина при хора. Резултатите показват, че краткосрочното включване на NS в диетата при минимална ефективна доза (MED) от 0,25% (w/w) вероятно няма да доведе до явна токсичност при хората. Освен това резултатите от това проучване подкрепят приложението на NS за лечение на афлатоксикоза при хора, които са остро изложени на високи нива на диетични афлатоксини. Допълнителни резултати от това проучване показват, че поглъщането на капсули, съдържащи MED на NS, значително намалява биомаркерите на експозицията на афлатоксин в кръвта и урината от участниците в изследването (Wang et al. 2007). Предвиждат се по-нататъшни проучвания за оптимизиране на дозиметрията и методите за доставяне на NS глина. Също така са необходими фаза IIb, фаза III и епидемиологични проучвания, за да се потвърди безопасността и ефикасността на NS за дългосрочна терапия и потенциалното включване в храни за хора в райони с висок риск от афлатоксикоза.

Обобщение

NS глината обикновено се използва като средство против слепване във фуражите за животни. Важното е, че включването му във фуражи (при относително ниски нива) може също да служи за защита на животните чрез плътно сорбиране на афлатоксини в стомаха и червата, което води до намалена бионаличност. Въз основа на многобройни проучвания се очаква, че ентеросорбцията на афлатоксини на базата на глина NS при животни ще доведе до подобрени темпове на растеж, преобразуване на фуражите и общо здраве, заедно с намалени остатъци от афлатоксин в храни от животински произход (като мляко).

Благоприятни термодинамични характеристики на сорбцията.

Допустими нива на приоритетни метали, диоксини/фурани и други опасни вещества.

Безопасност и ефикасност при множество животински видове.

Безопасност и ефикасност при дългосрочни проучвания.

Пренебрежимо малко взаимодействие с витамини, желязо и цинк.

Благодарности

Тази работа беше подкрепена от безвъзмездни средства от Американската агенция за международно развитие (USAID LAG-G-00-96-90013-00) чрез Peanut CRSP на Университета в Джорджия и NIEHS P42-ES04917.