Aktuální číslo:

2020/11

Téma měsíce:

Skladování energie

Mikroskopické vláknité houby

Účinky mykotoxinů na lidské zdraví
 |  5. 4. 2000
 |  Vesmír 79, 187, 2000/4

Po druhé světové válce vzbudily mikroskopické vláknité houby neboli mikromycety 1) zájem odborníků i veřejnosti. Významnými mezníky se staly objevy antibiotik, rozvoj biotechnologií využívajících mikromycety k výrobě léků, enzymů či potravin, a potom objevy aflatoxinů a dalších mykotoxinů (viz též Vesmír 65, 254, 1986/11). Škodlivé působení mykromycetů v životním a pracovním prostředí člověka je dáno nejen vhodnými podmínkami, které mají mikromycety pro svůj růst, rozmnožování a produkci mykotoxinů, ale především jejich přizpůsobivostí. Zvýšený výskyt spor či fragmentů hyf (houbových vláken) v ovzduší závisí mimo jiné na klimatických podmínkách a na stupni porušení biologické rovnováhy v důsledku narušeného životního prostředí. Toxinogenní a patogenní mikromycety a mykotoxiny patří k významným faktorům, které mohou negativně ovlivnit zdraví. Toxikologický výzkum zdravotního rizika spojeného s mykotoxiny prokázal, že lidská populace je vystavena zejména mykotoxinům z potravin. Byly však popsány i profesionální expozice u pracovníků, kteří manipulovali se surovinami ze subtropů a tropů, a u zaměstnanců mykotoxikologických laboratoří.

  • Mikromycety (mikroskopické vláknité houby, plísně) jsou vícebuněčné, eukaryontní, pokročile heterotrofní, saprofytické nebo parazitické mikroorganizmy. Některé druhy mikromycetů jsou rozšířeny po celém světě. Spolu s kvasinkami a kvasinkovitými mikroorganizmy tvoří skupinu mikroskopických hub (systematika hub je značně složitá, viz schéma). Jde o heterogenní skupinu, nejen z hlediska fylogenetického a taxonomického, ale i po stránce morfologie a ekologických nároků.

    Velká morfologická rozmanitost a schopnost mikromycetů přizpůsobit se nejrůznějším ekologickým podmínkám umožňuje jejich výskyt všude tam, kde existuje organická hmota. Spory mikromycetů jsou jednobuněčné či vícebuněčné výtrusy sloužící k jejich rozmnožování a přežívání. Jsou přítomny v ovzduší, půdě, vodě, na povrchu živých a odumřelých organizmů, na různých předmětech, v krmivech apod. Velmi vhodným substrátem pro osídlení, růst a rozmnožování toxinogenních mikromycetů jsou potraviny.

    Z celkového počtu 100 000 druhů hub tvoří mikroskopické houby 6000 rodů s 64 000 druhy. V potravinách bylo popsáno 114 druhů mikromycetů a 12 druhů kvasinek. V lékařské a veterinární mykologii se uplatňuje asi 150 druhů patogenních mikroskopických hub.

  • Toxinogenní mikromycety jsou mikroorganizmy, které mají schopnost produkovat mykotoxiny. Z celkového počtu 114 druhů mikromycetů, které mají význam v potravinách, je 65 druhů toxinogenních (viz tab. I).

    Produkci mykotoxinů lze shrnout v těchto pravidlech:

    • Určitý mykotoxin může být produkován zástupci několika rodů toxinogenních mikromycetů.
    • Dva i více mykotoxinů mohou být produkovány určitým druhem toxinogenních mikromycetů.
    • Záchyt toxinogenních mikromycetů v potravinách ještě neznamená přítomnost mykotoxinů.
    • Ne všechny kmeny potenciálně toxinogenních mikromycetů jsou toxinogenní.

    Dozorové organizace zajišťují zdravotní nezávadnost potravin během výroby a uvádění do oběhu, nikdo však nemá dozor nad potravinami, které člověk uchovává, skladuje či konzervuje v domácnosti 2) nebo si je sám vypěstuje. Zde se uplatňují pouze preventivní výchovné programy ochrany a podpory zdraví, které organizuje Ministerstvo zdravotnictví ČR.

  • Mykotoxiny 3) patří mezi významné přírodní toxiny v potravinách.

    Je známo přes 290 mykotoxinů a jsou objevovány další, např. fuzariové (rod Fusarium) – chlamydosporoly, visoltricin, acuminatopyrone, beauvericin a nejnovější zatím bez názvu, s označením YM-47524, YM-47525. Základní toxikologický výzkum mykotoxinů nebyl ukončen a nadále pokračuje.

    Mykotoxiny jsou produkovány myceliem mikromycetů a vylučovány do substrátu, mohou však být obsaženy také ve sporách, které kontaminují životní a pracovní prostředí člověka. Volatilní mykotoxiny jsou těkavé organické látky, různé typy alkoholů, ketonů, aldehydů, éterů, esterů a terpenů. Na plísňovém zápachu se podílí zejména 2-metyl izoborneol a 2-metoxy-3-izopropyl pirazin a geosmin. Stanovením volatilních mykotoxinů se zjišťuje přítomnost mikroskopických hub a jejich metabolických aktivit v prostředí. Mykotoxiny se mohou vyskytovat nejen v potravinách rostlinného původu, ale i v potravinách živočišného původu (např. v mléce, mléčných výrobcích, masných výrobcích, vejcích), kam se dostávají cestou z kontaminovaných krmiv přes organizmus hospodářských zvířat.

    Produkovat mykotoxiny a biologicky účinné látky může i kulturní mykoflóra, například toxinogenní kmeny Penicillium camemberti mohou produkovat mykotoxin kyselinu cyklopiazonovou a toxinogenní kmeny Penicillium roqueforti mykotoxiny roquefortiny. Aspergillus oryzae nebo sojae, které se používají při výrobě asijských fermentovaných potravin, produkují na sojovém substrátu soli kyseliny glutamové. Nadměrné požívání pokrmů čínské kuchyně s vysokým obsahem glutamanů může vyvolat onemocnění KWOK, projevující se zčervenáním v obličeji a pálením pod prsní kostí (viz Vesmír 77, 612, 1998/11). Odborníci zvažují zdravotní nebezpečí konzumace asijských fermentovaných potravin pro Evropany, zejména u potravin, jejichž součástí je mycelium „kulturních“ mikromycetů.

  • Toxikologické hodnocení mykotoxinů. Mykotoxiny je možné členit do několika skupin podle jejich toxických účinků na cílové orgány (viz tab. II). Mykotoxiny také mohou způsobovat řadu onemocnění a otrav – mykotoxikóz (viz tab. III). K nejstarším popsaným mykotoxikózám patří ergotizmus (viz text v rámečku na protější straně), onemocnění ze žluté rýže a alimentární toxická aleukie.

    Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny kategorizuje vybrané mykotoxiny z hlediska karcinogenních účinků. Zatím byl z mykotoxinů prokázán jako karcinogen pro člověka pouze aflatoxin B1. 4) Komise pro potravinářské přísady a škodlivé látky, sestavená z odborníků Organizace pro výživu a zemědělství a Světové zdravotnické organizace, stanovuje expoziční standardy vybraných mykotoxinů (tab. IV).

Hodnocení dietární expozice a zdravotního rizika:

  • Odhadem denního přívodu mykotoxinů z potravin na základě stanovení mykotoxinů v potravinách a spotřeby uvedených potravin. Stanovený odhad denního přívodu je porovnán s expozičním standardem a výsledek se vyjádří jako procento čerpání expozičního standardu.

    Sledování aflatoxinů v potravinách bylo zahrnuto do systému monitorování zdravotního stavu obyvatelstva ve vztahu k životnímu prostředí v ČR. Obsah aflatoxinů v sledovaných potravinách byl pod mezí stanovitelnosti analytické metody.

  • Stanovením biomarkerů mykotoxinů v biologických tekutinách a tkáních člověka (např. v krevní plazmě, v krevním séru, moči nebo posmrtně v játrech, plicích). Odhad se stanoví na základě znalostí o změnách v metabolizmu, šíření a vylučování mykotoxinů a jejich biomarkerů v organizmu. V Národním referenčním centru pro mikroskopické houby a jejich toxiny v potravinových řetězcích se od r. 1997 zabýváme stanovením ultrastopových množství aflatoxinu M1 v lidské moči – biomarkeru dietární expozice aflatoxinu B1. 6) Odběr vzorků moči u dospělých osob se provádí ve 4 okresech ČR. 7) Na základě získaných výsledků stanovení aflatoxinu M1 v moči a po jejich standardizaci na obsah kreatininu je možné odhadnout dietární expozici aflatoxinu B1. V toxikologických studiích byla stanovena exkrece aflatoxinu M1 močí 1,2–2,2 % z dietárního přívodu aflatoxinu B1. Odhad dietární expozice aflatoxinu B1 pro populaci v ČR byl v r. 1997 stanoven 0,14 nanogramu a v r. 1998 jen 0,09 nanogramu na kilogram tělesné hmotnosti za den. 8)

Riziko pozdních účinků mykotoxinů

Podle dosavadních výsledků sledování mykotoxinů v potravinách je riziko akutního toxického účinku mykotoxinů pro populaci v ČR považováno za minimální. Za významné se však považuje riziko pozdních toxických účinků (zejména karcinogenní riziko, imunotoxicita), ale i vývojová toxicita po příjmu velmi nízkých jednorázových nebo opakovaných koncentrací mykotoxinů v potravinách.

Nálezy aflatoxinu M1 v moči a ochratoxinu A v krevním séru svědčí o reálné expozici aflatoxinu B1 a ochratoxinu A u populace v ČR. Vzhledem k tomu, že výskyt mykotoxinů v potravinách je nerovnoměrný, je třeba pokračovat ve stanovení biomarkerů a sledovat v čase trendy dietárního vystavení vybraným mykotoxinům u populace v ČR. Je potřeba sledovat skupiny obyvatelstva, které konzumují jednostrannou dietu (např. vegetariány či samozásobitele potravinami) a mohou tak být vystaveni vybraným mykotoxinům.

Poznámky

1) Český název pro mikromycety – „plísně“ – zavedl v polovině 19. století J. S. Presl u plísně hlavičkové (Mucor spp). Je používána například v oborech potravinářské mikrobiologie. Český název plísně má ekvivalenty v angličtině (moulds), němčině (die Schimmelpilze) a francouzštině (moisissures).
2) Je-li chléb kontaminovaný toxinogenními mikromycety Penicillium verrucosum uchováván např. v mikrotenovém sáčku, je pravděpodobné, že se v něm vytvoří ochratoxin A. V našem pokusu byla produkce ochratoxinu A zahájena po 48 hodinách uchovávání a po 64 hodinách dosáhla takové koncentrace, že by chléb byl posouzen jako zdravotně závadný. Porost mycelia mykromycetů byl po 48 hodinách identifikovatelný pod lupou a po 56 hodinách prostým okem.
3) Název mykotoxiny poprvé použili Forgacz a Carll r. 1955.
4) Iniciační účinek aflatoxinu B1 v karcinogenním procesu je již znám. Matabolizovaný aflatoxin B1 způsobuje bodovou mutaci na kodonu 249(ser) (změna pořadí bází AGT na AGG) u tumor supresorového genu p53. Uvedený proces pak následně vede ke vzniku primárního hepatocelulárního karcinomu.
5) Mykotoxiny jsou v ČR v potravinách limitovány ve vyhlášce 298/97 Sb. V krmivech je limitován pouze aflatoxin B1 ve vyhlášce 194/96 Sb. V EU jsou aflatoxiny v potravinách limitovány ve směrnici EU č. 1525/98.
6) Úkol se řeší v rámci Systému monitorování zdravotního stavu obyvatelstva ve vztahu k životnímu prostředí v části s názvem: „Zdravotní důsledky expozice lidského organizmu toxickým látkám ze zevního prostředí“ a v grantovém úkolu 4524 – 2 IGA MZ ČR.
7) Benešov, Plzeň, Ústí nad Labem, Žďár nad Sázavou.
8) Pracovníci Krajské hygienické stanice v Hradci Králové (Malíř se spolupracovníky 1998, 1999) se v uvedeném projektu obdobně zabývají stanovením ochratoxinu A v krevním séru.

Ergotizmus


Ergotizmus je prvním příkladem onemocnění, které bylo spojováno s toxickými produkty mikroskopických hub – mykotoxiny. Námelové mykotoxiny (někdy označované jako alkaloidy) jsou obsaženy v námelu (Secale cornutum), žitných zrnech pozměněných vývojovými stadii parazitické houby paličkovice nachové (Claviceps purpurea). Námelové mykotoxiny jsou deriváty kyseliny lysergové a dělí se na skupinu toxinů ergotaminového (ergotamin, ergosin), ergotoxinového (ergokristin, ergokryptin, ergocornin) a také ergometrinového (ergobasinového) typu (ergometrin). Kromě alkaloidů obsahuje námel mnoho dalších látek: např. acetylcholin, aminy, oleje, barviva (sklererythrin, ergochrysin, ergoflavin).

Ergotizmus se manifestuje ve dvou formách jako gangrenózní forma – „oheň sv. Antonína“ (je typická pro oblast jihozápadní Evropy) a konvulzivní forma – se vznikem křečí (typická pro oblast severovýchodní Evropy).

Hostitelem a zdrojem námelu jsou obilniny (žito, méně často ječmen, oves a pšenice) a trávy (pěstované a plané – lipnice luční, kostřava červená a trávy z rodu Lolium).

Ve světě jsou limitovány z hlediska obsahu námelu obiloviny sloužící k výživě lidí. V Indii jsou pro výskyt námelu v obilovinách vytvořena regulační opatření a je navržen limit 0,01 % (1 námel na 10 000 zrn). Marth (1990) popisuje, že v některých zemích se toleruje výskyt námelu v zrninách od 0,1–0,15 %. Jiné zdroje popisují, že 0,1–0,2 % obsahu námelu v potravinách nebo krmivech již působí toxicky. V USA jsou obiloviny kontrolovány Ministerstvem zemědělství, které klasifikuje zrniny na dvě skupiny s námelem (do 0,3 %) a bez námelu (nad 0,3 %). Zrniny, jež se mají použít jako potravina, musí být důkladně přečištěny vzduchovou separací.

U nás byla zkoušena i metoda flotační, založená na odlišné specifické hmotnosti napadených zrn. Chemická stabilita námelových toxinů je při skladování zrnin asi 18 měsíců. Přechod námelových alkaloidů do mléka savců s jedním žaludkem (tedy i člověka) je prokázán. Přechod do kravského mléka není zatím jednoznačně potvrzen. Průkaz otravy námelem je možné stanovit chemickými metodami (HPTLC, spektrometrie), např. izolací barviva sklererythrinu v žaludeční šťávě, či námelových mykotoxinů v mouce. V posledních letech se k jejich stanovení využívají imunochemické metody (ELISA).

Riziko onemocnění člověka ergotizmem po konzumaci potravin z obilovin je v našich podmínkách, při dodržování zásad správné zemědělské praxe a na základě současných poznatků, mininální. Může k němu však dojít při hrubém porušení správné zemědělské a technologické praxe během pěstování a zpracování obilovin. Vyskytly se případy kontaminace kmínu námelem. Z hlediska možné dietární expozice jsou pak více ohrožena hospodářská zvířata, např. v hospodářstvích s nedostatečnou krmivovou základnou, kde jsou zkrmovány zbytky po čištění zrna, nebo při pastvě, kdy jsou traviny kontaminovány námelem.

Dalším potenciálním zdrojem pro člověka by mohly být výrobky z dovozu na bázi žita, a to z oblastí, kde zemědělství a jeho kontrola není na nejlepší úrovni. Proto lze při dovozu podobných výrobků doporučit kontrolu na obsah námelových mykotoxinů.

Nejznámější epidemie ergotizmu


430 př. n. l. - aténský mor

944 - onemocnění „Mal des Ardents“ ve Francii, 40 000 lidských životů

1692 - čarodějnické procesy, z nichž nejznámější byl salemský, na území států Massachusetts a Connecticut v USA

1954 - zatím poslední popsaná evropská epidemie ergotizmu ve Francii, 200 nemocných, 4 lidé zemřeli

90. léta - epidemie ergotizmu se vyskytují v současné době v Africe (např. v Etiopii) a v Asii (např. v Indii)

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Mykologie

O autorovi

Vladimír Ostrý

MVDr. Vladimír Ostrý, CSc., (*1957) vystudoval obor hygiena potravin na Veterinární a farmaceutické univerzitě v Brně. Ve Státním zdravotním ústavu, Centru hygieny potravinových řetězců v Brně se zabývá problematikou mykologie potravin, hodnocením zdravotního rizika toxinogenních mikromycetů a mykotoxinů v potravinovém řetězci, GMO a potravinami nového typu.

Doporučujeme

Mládě z umělé dělohy

Mládě z umělé dělohy audio

Jaroslav Petr  |  16. 11. 2020
Průlomový počin v oboru tkáňového inženýrství se podařil týmu Anthonyho Ataly z amerického Wake Forest Institute for Regenerative Medicine. V...
Lithium, dar Země modernímu člověku

Lithium, dar Země modernímu člověku

Jan Rohovec, Tomáš Navrátil  |  2. 11. 2020
Nepozorovaně jsme přijali za své lehké notebooky, tenké mobilní telefony, drobnou elektroniku. Přestala nás udivovat možnost opakovaně nabíjet a...
Největší pískovcová skalní oblast Evropy

Největší pískovcová skalní oblast Evropy

Handrij Härtel  |  2. 11. 2020
V českém kontextu je České Švýcarsko jen jedno z několika skalních měst. V Evropě je to unikát. Ve světovém měřítku ho „zastiňují“ jiné oblasti....

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné