| Афлатоксин B1 | |
|---|---|
  | |
| Общие | |
| Систематическое наименование |
(6aR,9aS)-2,3,6a,9a-тетрагидро-4-метокси-1H,11H-циклопента[c]фуро[3',2':4,5]фуро[2,3-h][1]бензопиран-1,11-дион |
| Сокращения | АФB1, AFB₁ |
| Традиционные названия | Афлатоксин B₁ |
| Хим. формула | C17H12O6 |
| Физические свойства | |
| Молярная масса | 312,2798 г/моль |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | 269 °C |
| Химические свойства | |
| Растворимость | |
| • в воде | 0,0015 г/100 мл |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 1162-65-8 |
| PubChem | 14403 |
| Рег. номер EINECS | 214-603-3 |
| SMILES | |
| InChI | |
| ChEBI | 2504 |
| ChemSpider | 162470 |
| Безопасность | |
| ЛД50 |
0,4 мг/кг (кролики, перорально), 0,6 мг/кг (морская свинка, интерстициально) |
| Токсичность | Чрезвычайно токсичен, сильнейший гепатоканцероген |
| Пиктограммы ECB |
|
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Афлатоксин B₁ (АФB1, AFB₁, сокр. от англ. Aspergillus flavus toxin B₁) — 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 АФB1 показал мутагенные, тератогенные и иммунносупрессивные воздействия. Вследствие этих свойств представляет большую угрозу здоровью и жизни человека.
История
Как и другие афлатоксины, афлатоксин B₁ 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 АФB1) 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 было 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 B₁ встречается в основном в заражённых пищевых продуктах (является контаминантом), и люди подвергаются воздействию им почти исключительно через продукты питания.
Основными источниками афлатоксина B₁ 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 B₁ 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 B₁после 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 АФB1 достигается при взаимодействии с жидким аммиаком или раствором гипохлорита натрия.
Биосинтез
Афлатоксин B₁ является дериватом, полученным при действии синтазы жирных кислот (СЖК) и поликетидной синтазы (ПКС) (известные как синтазы норсолариневой кислоты).
Воздействие
Афлатоксин B₁ 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 B₁. 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 B₁ не обладает канцерогенным действием, то есть он является проканцерогеном. Канцерогеном является его активный метаболит — эпоксид. Попадая в гепатоцит, афлатоксин B₁ гидроксилируется микросомальной системой окисления, катализируемой цитохромом P450, до эпоксида (8,9-эпокси-АФB1). 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-АФB1-N⁷-гуанин). Процесс алкилирования протекает по механизму мономолекулярного нуклеофильного замещения SN2.
Алкилирование ДНК эпоксидом АФB1 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 B₁ — 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 B₁ для некоторых животных представлена в таблице.
| Наименование животного | LD50 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 B₁ 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 B₁ (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 B₁ (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 B₁) 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 B₁в 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 B₁.
В России и странах таможенного союза согласно техническому регламенту таможенного союза № 015/2011 о безопасности зерна и № 021/2011 о безопасности пищевой продукции содержание афлатоксина B₁ 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 B₁ не допускается.