Az emberi aflatoxin expozíció csökkentése agyag használatával: áttekintés

Cikkek áttekintése

Teljes cikk
Ábrák és adatok
Hivatkozások
Idézetek
Metrikák
Újranyomtatások és engedélyek
PDF

Absztrakt

Bevezetés

Történelmi perspektíva a formákon

Penészes ételmérgezés és emberi betegségek

Noha a „mikotoxin” kifejezést csak a 20. század közepén használták, a korábbi feljegyzések szerint a történelem során gyakran előfordultak az élelmiszerek mikotoxin-szennyeződése és a penészes étel fogyasztásával járó súlyos betegségkitörések. A penészgombák sokféle mérgező hatása a nagyon korai civilizációkra vezethető vissza, köztük a kínaiak csaknem 5000 évvel ezelőtt (Ramsbottom 1953; Van Rensburg és Altenkirk 1974). A több mint 300 mikotoxin közül, amelyeket azonosítottak és kémiailag jellemeztek, sokakat az élelmiszer szennyeződésének találtak, és összekapcsolódtak az emberek (és állatok) betegség etiológiájával. Ezek közül az aflatoxinokat alaposan tanulmányozták, mivel gyakran előfordulnak az élelmiszerekben (különösen a fejlődő országokban), valamint mutagén és karcinogén hatásúak (Wogan 1992; Wild and Hall 2000; Wild and Turner 2002).

Aflatoxinok

Felfedezés

Hiányzott a megértés az aflatoxin expozíció emberi és állati egészségre gyakorolt következményeiről, egészen az 1960-as évek elejéig, amikor a penészes takarmány több ezer fiatal pulyka elvesztésével járt együtt az Egyesült Királyságban. Ebben az eseményben az érintett állatok súlyos májelhalás, valamint zsíros degeneráció, fibrózis és kiterjedt epevezeték-hiperplázia jeleit mutatták (Siller és Ostler 1961). Vizsgálat után kiderült, hogy a pulykákat brazil mogyoróliszttel etették, amely a penészt tartalmazta Aspergillus flavus négy metabolikus melléktermékkel, nevezetesen a B1 (AfB1) (1. ábra), B2 (AfB2), G1 (AfG1) és G2 (AfG2) aflatoxinokkal (Asao és mtsai 1963). Megerősítésképpen ugyanazok a tünetek jelentkeztek számos más fajnál, beleértve a kiskacsákat (Sargeant és mtsai. 1961) és a patkányokat (Lancaster és mtsai. 1961) a szennyezett mogyoróliszt bevitelét követően. Az aflatoxinok drámai hatása jelentős tudományos érdeklődést eredményezett az aflatoxinok (és más mikotoxinok) kémiai szerkezetének és toxikológiai tulajdonságainak körvonalazásában.

Online közzététel:

1. ábra: Az aflatoxin B1 molekuláris modellje, amely az atomok térbeli elrendezését mutatja. A molekula sík, kivéve a terminális furánt, amely a cisz konfiguráció (megjelenik az oldalról). Fehér, hidrogén; sötétszürke, oxigén; szürke, szén.

Mérgező hatások

Biokémiai hatásmód

Online közzététel:

2. ábra. A DNS-szálak között interkalált AfB1 (közepesen szürke) molekuláris modell.

2. ábra. A DNS szálai között interkalálódott AfB1 (közepesen szürke) molekuláris modell.

Az expozíció következményei

Bár sok országban az élelmiszerekben/takarmányokban az aflatoxinokra vonatkozó szabályozási korlátok vannak, a mérgezés kitörése gyakran előfordul. Az aflatoxin-mérgezés nemrégiben történt kenyai kitörése az esetek 39% -os halálozási arányát eredményezte, és összefüggésben állt a 8000 ng g-1 magas toxintartalmú élelmiszerek fogyasztásával (Centers for Disease Control and Prevention (CDC) 2004). Az aszályos stressz súlyosbítja a gombás fertőzést, fokozva ezzel az aflatoxinok termelését. Ez különösen igaz az Egyenlítő északi szélességének 40 ° és DSZ között, egy forró zóna, amely számos fejlődő országot felölel, ahol az aflatoxinok az emberek és állatok étrendjében nagyrészt kontrollálatlanok (Williams és mtsai 2004). Azok a legszegényebb emberek, akik a legvalószínűbbek az aflatoxinokkal szennyezett ételeket fogyasztják, szenvedik a legsúlyosabb hatásokat, beleértve az akut expozíciót követő betegségeket és akár a halált is (Lewis et al. 2005). Becslések szerint az összes HCC-eset 80% -a a fejlődő országokban fordul elő (Wild és Hall 2000). Ezért elengedhetetlenek az emberi és állati aflatoxinoknak való kitettség csökkentését célzó megvalósítható beavatkozások és terápiák; diétás kalcium-montmorillonit agyag, amelyet aflatoxin enteroszorbensként használnak, praktikus, költséghatékony és fenntartható megoldást jelenthet a problémára.

Intervenciós megközelítések

Kemoterápiás szerek

Olyan beavatkozások, amelyek csökkentik a szennyezett élelmiszerekből származó aflatoxinok adagját

Élelmiszer-felügyelet

Az érzékeny áruk, például az aflatoxinok és más mikotoxinok földimogyorójának és kukoricájának felügyeletét és későbbi szabályozását elsődleges beavatkozásként rendszeresen alkalmazzák a fogyasztók egészségének, valamint a különböző országok termelőinek és kereskedőinek gazdasági érdekeinek védelme érdekében. Ezeket a felügyeleti adatokat gyakran használják olyan szabályozási irányelvek kidolgozására, amelyek meghatározzák az élelmiszerekben található aflatoxinok és egyéb mikotoxinok határértékeit. Számos fejlődő országban azonban ezeket az irányelveket nem megfelelően hajtják végre, és olyan populációkat eredményeznek, amelyeknek nagy a kockázata az aflatoxicosis, vagyis a közelmúltban Kenyában kirobbant akut aflatoxin-mérgezés miatt (CDC 2004; Lewis et al. 2005).

Közösségi oktatás

A fejlődő országok önellátó gazdaságok szintjén az egyik legpraktikusabb és legalapvetőbb beavatkozás az alacsony technológiájú megközelítések alkalmazása, mint például az élelmiszerkezelésre és -tárolásra vonatkozó közösségi oktatás, amint azt Turner et al. (2005). Kimutatták, hogy ezek az elsődleges megközelítések jelentősen csökkentik az aratás utáni élelmiszerekben az aflatoxin-szennyezettség szintjét és az ezzel járó expozíciót az aflatoxicosis magas kockázatának kitett embercsoportokban.

Aflatoxin enteroszorbció (NovaSil agyag)

Az aflatoxin NS-be történő szorpciójának mechanizmusai

Az NS agyag szelektivitása

Hosszú távú biztonságossági vizsgálat patkányokon

Nemkívánatos események/dozimetriás vizsgálat NS-vel emberben

Az agyagok szűrése Ghánában az aflatoxin kötőanyagok szempontjából

A 3 hónapos ghánai klinikai beavatkozási vizsgálat megkezdése előtt laboratóriumunkban izoterm analízis segítségével 73 „ehető” agyagot vásároltak az ESD piacáról és 11 kerámiaiparban használt agyagot Ghána más helyszíneiről. A ghánai vizsgálati helyszín közelében lévő agyagok szűrésének indoka az volt, hogy azonosítsuk azokat, amelyek hasonlóak az NS agyaghoz a későbbi humán vizsgálatok során. Feltételezték, hogy a vizsgálat résztvevői geofág vagy nem geofág kategóriába sorolhatók az aflatoxin expozíció összefüggésében. Az ország különböző földrajzi helyeiről származó 84 minta elemzésével azonban azt tapasztaltuk, hogy ezek közül egyik sem sorolta fel a nagy affinitású és kapacitású aflatoxinokat (3. ábra).

Online közzététel:

3. ábra A Ghánából származó leghatékonyabb és legkevésbé hatékony agyagminták reprezentatív izoterm parcellái az AfB1 szorpciójához. Ezeket a diagramokat összehasonlítjuk a NovaSil szokásos izotermájával. A leghatékonyabb ghánai mintát a Brong/Ahafo régióból (Q max = 0,07), és a legkevésbé hatékony mintát az Ashanti régióból (Q max = 0,00). Egyik sem volt összehasonlítható a NovaSil-rel (Q max = 0,40), és várhatóan nem csökkenti az AfB1 biohasznosulását.

IIa. Fázisú klinikai beavatkozási vizsgálat NS-vel Ghánában

Online közzététel:

4. ábra NS kapszulák a IIa fázisú klinikai beavatkozási kísérlethez Ghánában. A kezelési dózis 0, 1,5 vagy 3,0 g NS volt, -1 nap, étkezés előtt, vízzel (mikrokristályos cellulózt alkalmaztak placebóként).

Ez a tanulmány az első IIa. Fázisú klinikai beavatkozási vizsgálatot jelenti, amelynek célja az NS agyag biztonságosságának és hatékonyságának értékelése emberi alanyokban. Az eredmények azt sugallják, hogy az NS rövid távú felvétele az étrendbe minimális, 0,25% (w/w) hatékony dózissal (MED) valószínûleg nem okozna nyilvánvaló toxicitást emberben. Ezenfelül a tanulmány eredményei alátámasztják az NS alkalmazását az aflatoxicosis kezelésére olyan embereknél, akik akutan ki vannak téve magas diétás aflatoxinszintnek. A vizsgálat további eredményei azt mutatják, hogy a MED NS-t tartalmazó kapszulák lenyelése jelentősen csökkenti a vizsgálat résztvevőinek az aflatoxin-expozíció biomarkereit a vérben és a vizeletben (Wang et al. 2007). További vizsgálatokat terveznek az NS agyag adagmérésének és adagolási módjainak optimalizálására. Ezenkívül a IIb fázisra, a III. Fázisú beavatkozásra és az epidemiológiai vizsgálatokra van szükség az NS hosszú távú terápiájára vonatkozó biztonságosságának és hatékonyságának megerősítéséhez, valamint az aflatoxicosis magas kockázatának kitett területeken az embereknek szánt élelmiszerekben való potenciális beépítéshez.

Összegzés

Az NS agyagot általában tapadásgátló szerként használják az állati takarmányokban. Fontos, hogy takarmányba való felvétele (viszonylag alacsony szinten) az állatok védelmét is szolgálhatja, mivel szorosan felszívja az aflatoxinokat a gyomorban és a belekben, ami csökkent biológiai hozzáférhetőséget eredményez. Számos tanulmány alapján arra számítanak, hogy az NS-agyag alapú aflatoxin enteroszorpció állatokban jobb növekedési ütemet, takarmány-átalakulást és általános egészségi állapotot eredményez, valamint csökken az aflatoxin-maradványok száma az állati eredetű élelmiszerekben (például tejben).

A szorpció kedvező termodinamikai jellemzői.

Elsőbbségi fémek, dioxinok/furánok és más veszélyes anyagok tolerálható szintjei.

Biztonság és hatékonyság több állatfajnál.

Biztonság és hatékonyság hosszú távú vizsgálatokban.

Elhanyagolható kölcsönhatások vitaminokkal, vasal és cinkkel.

Köszönetnyilvánítás

Ezt a munkát az USA Nemzetközi Fejlesztési Ügynökségének (USAID LAG-G-00-96-90013-00) kutatási támogatásai támogatták a Georgiai Egyetem Peanut CRSP-jén és a NIEHS P42-ES04917-en keresztül.