Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

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

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné