آفلاتوکسیکوز
تشخیص و درمان
مژگان سبزعلی‌زاده1، الهام بغدادی1، فرزانه ناطقی1، خروش جوان2، صادق خداویسی3
1 کارشناسی ارشد میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ورامین- پیشوا
2 دانشجوی کارشناسی ارشد میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سنندج
3 دانشجوی دکتری تخصصی قارچ شناسی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران
آفلاتوکسین‌ها گروهی از توکسین‌های قوی هستند که باعث تأثیرات مخرب در سیستم‌های بیولوژیکی می‌شوند. این متابولیت‌ها در پاره‌ای از پستانداران، پرندگان و ماهی‌ها ایجاد سرطان، جهش و ناهنجاری جنینی می‌کنند. آفلاتوکسین‌ها مهمترین آنها هستند و بیماری‌های ناشی از تغذیه مواد آلوده به آفلاتوکسین، خطرات قابل ملاحظه‌ای را برای انسان، دام و طیور به همراه دارد. آسپرژیلوس فلاووس و آسپرژیلوس پارازیتیکوس دو گونه مهم تولیدکننده آفلاتوکسین، در بین گونه‌های مختلف آسپرژیلوس‌ها هستند این دو قارچ به عنوان یک عامل مولد فساد در فرآورده‌های انباری به حساب می‌آیند. به طور کلی آفلاتوکسین‌ها عامل ایجاد نکروز و سیروز حاد کبدی می‌باشند. علائم آفلاتوکسیکوز در پستانداران، از دست دادن اشتها، کمبود وزن، یرقان و تکثیر سریع سلول‌های مجرای صفراوی است. آلودگی حاد به آفلاتوکسین موجب زردی غشای مخاطی، تجمع چربی در کبد و خونریزی می‌شود. ضایعات سرطانی در دیگر اندام‌ها به ویژه معده، کلیه، ریه، غدد بزاقی و اشکی و نسج پوست پستانداران نیز زیاد گزارش شده است. تحقیقات زیادی در زمینه رابطه بین میزان آفلاتوکسین موجود در جیره غذایی و بروز سرطان‌های کبدی انجام شده است. در این زمینه با اندازه‌گیری میزان آفلاتوکسین موجود در غذاهای مصرفی اعم از خریداری شده از بازار و یا نگهداری شده در انبارهای منازل، رابطه مستقیمی بین مصرف آنها با بروز مصرف آفلاتوکسیکوز مزمن به دست آمده است. از بررسی نتایج حاصله می‌توان قبول کرد که هزاران نفر در نقاط مختلف دنیا از آفلاتوکسیکوز ناشی از تغذیه مواد غذایی آلوده رنج می‌برند.
خواص بیولوژیکی آفلاتوکسین‌ها شامل:
- سرطانزایی: عوارض ناشی از مصرف آفلاتوکسین‌ها به دو صورت ظاهر می‌شود:
الف) پدیده‌های سریع وابسته به خاصیت سمیت.
ب) پدیده کند مربوط به خاصیت سرطانزایی.
ممانعت از بروز بیماری‌های نوع اول لزوماً وقوع اثرات ناشی از مصرف طویل‌المدت توکسین را جلوگیری نمی‌کند. اگر مقدار نسبتاً زیادی از محصولات غذایی بادام‌زمینی که با آسپرژیلوس آلوده شده بودند به رژیم غذایی موش‌ها افزوده شود، احتمال بروز تومورهای کبدی، متناسب با غلظت آفلاتوکسین در غذا وجود دارد. مسلم است که رژیم غذایی سهم مهمی را در سرطانی شدن به عهده دارد، بدین ترتیب که اگر رژیم غذایی از نظر لیپیدها ناقص باشد، برای رشد و گسترش سرطان مساعد است. ممکن است که آفلاتوکسین B1 تنها یک پيش سرطان‌زا باشد و برای اینکه تبدیل به یک ترکیب سرطانزای فعال بشود، لازم است که احتمالاً توسط آنزیم‌های میکروزومی دگرگون گردد.
2) اثرات جهش‌زایی: آفلاتوکسین B1 موجب انحرافات کروموزم‌ها، شکسته شدن کروموزم‌ها، شکسته شدن کروماتیدها و شکسته شدن DNA در سلول‌های گیاهی و حیوانی می‌شود. مطالعات نشان داده است که آفلاتوکسین B1 نسبت به سایر آفلاتوکسین‌ها دارای بیشترین فعالیت جهش‌زایی می‌باشد.
3) اثرات بیوشیمیایی: در موجود زنده عمل متقابل توکسین با اجزای متشکله سلولی، به خصوص نوکلئیک اسید و واسطه‌های متابولیسم پروتئین، حائز اهمیت فراوان است. آفلاتوکسین می‌تواند به عنوان یک بازدارنده بیوسنتز مواد عمل کند، به طوری که دوزهای بالای آن باعث بازدارندگی کلی شده و دوزهای کمتر آن به تدریج بر سیستم‌های مختلف اثر می‌کند.
4) اثر متقابل با DNA: آفلاتوکسین می‌تواند به DNA متصل شود و در ساختمان مولکولی آن تغییر ایجاد کند. آفلاتوکسین B1 که از لحاظ بیولوژیکی فعال‌ترین نوع آفلاتوکسین است قویتر از آفلاتوکسین‌های G1 و G2 وارد واکنش می‌شود.
5) جلوگیری از سنتز DNA: ممانعت از بیوسنتز اسیدنوکلئیک می‌تواند به علت غیرفعال کردن سیستم‌های سازنده آنزیم باشد و یا ممکن است به این خاطر باشد که مولکولی‌های DNA ایی که در سلول‌های صدمه دیده وجود دارند دیگر نمی‌توانند مدل خوبی برای همانندسازی باشند. این ضعف همانندسازی DNA تحت تأثیر آفلاتوکسین، با عمل کتینومایسین قابل مقایسه است (به خصوص که ساختمان این دو مولکول از بعضی جنبه‌ها مشترک است). کتینومایسین به درون زنجیر مارپیچی دوگانه DNA نفوذ کرده و در جایگاهی که حاوی گوانین است جای می‌گیرد. در حالیکه آدنین و تیمین به صورت تغییر نیافته باقی می‌مانند.
6) کاهش سنتز RNA: آفلاتوکسین‌ها به وسیله عمل متقابل و واکنش با DNA می‌توانند از نسخه‌برداری DNA توسط RNA پلیمراز ممانعت کرده و بدین صورت از بیوسنتز RNA نیز جلوگیری نمایند. فعالیت RNA سیتوپلاسمی به کل متوقف می‌شود در حالیکه این حالت در مورد RNA هسته‌ای خفیف‌تر است.
7) کاهش در بیوسنتز پروتئین: قابلیت ممانعت‌کنندگی آفلاتوکسین B1 از سنتز پروتئین‌ها از سرعت و میزان اثر ممانعت‌کنندگی آن از سنتز DNA و RNA است
8) ممانعت از سنتز چربی‌ها: در بررسی آزمایشگاهی و بافتی مشخص شده که آفلاتوکسین B1 مانع از سنتز لیپیدها می‌گردد و از ورود پارافسفات به داخل فسفولیپیدهای جگر و استات به داخل چربی‌های جگر ممانعت می‌کند. آفلاتوکسین B1 همچنین مانع از ورود استات به داخل تری‌گلسیریدها، اسیدهای چرب، کلسترول و استرکلسترول کبد می‌شود.
روش‌های تشخیص، تخلیص و شناسایی آفلاتوکسین‌ها:
اکثر متدهای استخراج، تشخیص و شناسایی آفلاتوکسین‌ها، براساس قابلیت انحلال آفلاتوکسین‌ها در حلال‌های قطبی مانند کلروفرم، متانول، اتانول، استون، بنزن و غیرقابل نامحلول بودن آنها در حلال‌های غیرقطبی (لیپیدی)، مانند هگزان، اتردوپترول و دی‌اتیل‌اتر، صورت می‌گیرد. استخراج چربی در نمونه‌های مورد آزمایش هنگامی ضروری است که بیش از 20% چربی در ماده مورد نظر وجود داشته باشد. این چربی‌ها می‌توانند یا به وسیله اتردوپترول و یا پاپنتان، و یا با استفاده از هگزان در دکانتور، در حالیکه خوب تکان داده می‌شود، استخراج گردند. سپس عصاره استخراج شده با آب مقطر، رقیق می‌گردد و به وسیله کلروفوم استخراج می‌شود و فاز محلول در کلروفوم لایه جداگانه‌ای را تشکیل می‌دهد. پس از جدا شدن حلال، باقیمانده آن را در مخلوطی از پترولیوم اتر، متانول و آب، حل کرده و با تکان‌های شدید آن را جدا می‌کنند. سپس فاز زیرین (متانول) را به وسیله اتردوپترول دوباره شستشو داده و تحت فشار کم تبخیر می‌کنند. روش خالص‌سازی آفلاتوکسین‌ها به وسیله کروماتوگرافی لایه نازک صوت می‌گیرد اگر صفحه را درمعرض اشعه ماورای بنفش قرار دهند ظهور یک نقطه فلورسانس آبی، زیر امواج بلند ماورای بنفش دال بر وجود آفلاتوکسین می‌باشد. در واقع آفلاتوکسین‌ها وقتی در معرض نور ماورای بنفش با طول موج بالا قرار گیرند، دارای خاصیت فلورسانس شدیدتری هستند. این خاصیت موجب می‌شود که این ترکیبات حتی در مقادیر بسیار جزئی (0/5 نانوگرم یا کمتر در نقطه) ngr/spot 0.5 مشخص شوند.
1) جداسازی و تشخیص آفلاتوکسین‌ها به روش کروماتوگرافی لایه نازک ( T.L.C ): روش کروماتوگرافی لایه نازک به علت سرعت عمل، حساسیت و سادگی کار، در اکثر آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش انتخاب نوع ماده جاذب از اهمیت خاصی برخوردار است و معمولاً سیلیکاژل همراه با گچ در لایه‌های نازک به ضخامت 0/5-0/25 میلی‌متر مورد استفاده قرار می‌گیرد. حلال‌های رایج مورد استفاده جهت جداسازی آفلاتوکسین‌های مورد آزمایش عبارتند از: کلروفوم/متانول (93:7 تا 99:1)، کلروفوم/استون (85:15 تا 90:10)، کلروفوم/استون/اتانول (10:1: 89)، متانول/آب/اتر (150:25:825)، بنزن/اتانول/آب (1:96: 3). معمولاً عمل تبخیر برحسب درجه حرارت و حلال مورد استفاده از 45 دقیقه تا 3 ساعت متغیر است. در این روش با اندازه‌گیری RF استاندارد، نمونه مورد آزمایش تشخیص داده می‌شود.
2) تشخیص و شناسایی آفلاتوکسین به روش گاز کروماتوگرافی ـ اسپکترومتری جرم (G.C.M): شناسایی آفلاتوکسین به کمک روش گاز کروماتوگرافی ـ اسپکترومتری جرم، یک روش سریع برای آفلاتوکسین‌های B1 و B2 می‌باشد که در این روش، تشخیص به کمک بمباران الکترونی و شناسایی یون انتخابی صورت می‌گیرد. در این روش ابتدا عصاره را خالص نموده و سپس به داخل ستون مخصوص تزریق می‌شود. حد تشخیص این روش برای آفلاتوکسین‌های B1 و B2 ، ppb 0.1 می‌باشد.
3) تشخیص و شناسایی آفلاتوکسین با روش کروماتوگرافی مایع با کارکرد بالا (HPLC): در روش HPLC ابتدا به کمک روش‌های شیمیایی، مشتقات آفلاتوکسین‌های مورد بررسی را تهیه می‌نمایند. این عمل بدین منظور صورت می‌گیرد تا قدرت تشخیص، حساسیت و میزان انتخابی و اختصاصی بودن روش افزایش پیدا کند. برای مثال، آفلاتوکسین‌های B1 و G1 به کمک مخلوط اسیدتری فلورواستیک و آب به همی‌استال‌های B2 و G2 که خاصیت فلورسانس بیشتری دارند، تبدیل می‌شود و سپس این مشتقات به وسیله کروماتوگرافی مایع با فاز معکوس جدا شده و تفکیک می‌گردد. این روش در مقایسه با سایر روش‌ها قابل اطمینان‌ترین و معمول‌ترین روش استفاده برای آنالیز و شناسایی آفلاتوکسین‌ها می‌باشد که به عنوان یک روش استاندارد و برتر در مقابل سایر روش‌های جدید، شناخته شده است.
درمان آفلاتوکسیکوز:
در حالیکه بسیار مطلوب است که مواد غذایی آلوده نباشد، با این حال واقعیت این است که اکثر دانه‌هایی که برای تغذیه حیوانات به کار می‌روند آلوده هستند و همچنین بدیهی است در ناحیه‌هایی که در آنها مقررات لازم وضع نشده است، انسان‌ها عموماً در معرض آفلاتوکسین‌ها قرار می‌گیرند. واضح است که در هنگام مواجه شدن با یک مورد اثبات شده آفلاتوکسیکوز نخستین اقدامی که باید انجام داد تنظیم یک رژیم غذایی متناسب با موازین بهداشتی است که بدین وسیله منشاء اولیه آلودگی برطرف می‌شود. مخلوطی از کولین، اینوزیتول، ویتامین B2 و ویتامین E باعث جلوگیری از ایجاد ضایعات کبدی ناشی از مصرف آفلاتوکسین می‌گردند. باید یادآوری کرد که می‌توان از اثر سمیت آفلاتوکسین به وسیله معالجه پیشگیرانه با فنوباربیتال جلوگیری نمود. فنوباربیتال آفلاتوکسین را به محصولات غیرسرطانزا متابولیزه می‌کند. به کمک استات کورتیزون و دهیدروکورتیزون یک کاهش نسبی در هپاتوم موش صحرایی به دست آمده، اما چنین معالجه‌ای روی کارسینوم‌های ماهی قزل‌آلا اثری نداشته است. آفلاتوکسین B1 می‌تواند آسیب سرطانی در موش‌هایی که دچار کمبود ویتامین A هستند ایجاد کند، اما در موش‌های کنترل شده این وضعیت بروز نمی‌کند. علاوه بر این آفلاتوکسین باعث کاهش در میزان فسفر و کلسیم سرم خون می‌شود و در نتیجه آفلاتوکسین با کمبود ویتامین D اثرات متقابلی دارد. از آنجایی که این دو ویتامین (D, A) از ویتامین‌های محلول در چربی محسوب می‌شوند، بنابراین رژیم غذایی که از نظر لیپیدها ناقص باشد، برای رشد و گسترش سرطان مناسب است. از این‌رو می‌توان انتظار داشت که این دو ویتامین در معالجه آفلاتوکسیکوز نقش مؤثری را ایفا کنند.
منابع:
-2Albarak. Et yamagishi s. 1970.-effects of ultraviolet irradiation on the destruction of aflatoxin b1. In herzberg m., toxic micro-organisms , p. 211-221.
3-Akaom., kuroda k. et wogan g.n. 1971.-aflatoxin b1: the kinney as a site of action in the mouse . life sci., if, t. x, p. 495-505
-10Bauerd., lee B. J.et Ssnnhunber R.O. 1969.-Acute toxicity of aflatoxins B1 and G1 in the rainbow trout (salmo gairderi) . toxicol. Apel. Pharmacol., XV,p. 415-419
11-Biollazm., Bochi G. et Milne G. 1970.-Biosynthesis of aflatoxins. J. Am chem . soc., t. xcll,p. 1033-1055
13-Cappucid. T. 1966,- Aflatoxin and chromosomal staudies ( Aspergillus flavus) . bull . Environ. Contam. Toxicol., t. l.p. 205-207
18-Davis ., N.D. et Diener U.L. 1970.-Environmental factors affecting the production of aflatoxin . in HERZBERG M., toxic micro – organism , p.43-47.
19-Dicknes., J.W. et pattee H.E. 1956,- Time-tempereture-moisture effects on aflatoxin production in peanuts inoculated with a toxic strain of Asepergillus flavus. Rept. To Peanut improment working group meeting washington, 27-28 evr., p13
24-Eldridge ., D.W.-Nutritional factors influencing the synthesis of aflatoxin B1 by Aspergillus flavus. M.S, Thesis, Auburn Uuiv., Alabama. Finoli , G.Galli, A. Vecchig, A, Villani A. 1995. Aflatoxin producting strainsof Aspergillus flavus from spices. Industrie alimentori. 340, 342, 1174-1151.
25-Fishbach., H: et campbell A. L. 1965,- Note on detoxification of the aflatoxins . J. Assoc. off. Agr. Chem ., t. ZLVIII, p . 1-28.
29-Hesseltine., C. W. 1967,- Aflatoxins and other mycotoxins , Health laboratory science , t, IV, p. 222-228.
31-Klich, M. A. , YU, J. Chang, P. K. Mullancy, E. J. Bhatnager, D. clevland, T. E. 1995. Hybridization of gences involved in aflatoxin biosynthesis to DNA of aflatoxiyenic and nonaflatoxiyenic, asperyilli. Applied micribiology and biotechnology 44(314), 439-443.
32-Letutour, B. Tantaovi, Elaruki, A. Ihal, L. 1983, Simutaneous detection of alfaroxin B1 and ochratoxin A in olive oil. Journal of the American oil chemistery society. 60(4), 835-837.
33-Lindenfelser., L. A. et Ciegler A . 1970.-Studies on afatoxin detoxificationin shelled corn by ensilling. J. Agric. Food chem., t. XVIII, 640-643.
37-Micco, c. Gross, M. Onini, R. Chirico, M. Brea, V, 1986. Monitoring for aflatoxin B1 ochratoxin. A and zearalenone an italian moize of the 1982-1984.crops. rivista, della, societa, italian , di, scienza, dell, Alimentaziononei 15(3), 113-116.
38-Nesheim., s. 1967,- note on ochraroxins(aspergillus ochraceus). Ass. Off. Anal. Chem.J., t. L. p. 370-371.
40-Pons., W.A., and FRANZ, W.O. 1977-High performance liquid chromatography of aflatoxins in cottonseed products. J.A.O.A.C., 60, p. 89-95.
41-Resnik, S. Neivw, S, Pacin, A. Martinez, E. Apro, Latreites, S.1996 A survey of the natural occrence of aflatoxins and zeralenone in orgentine filed maize. Food additives and contaminats 13(1), 115-120.
42-Salunkhe, D.K., Adsole, R.N., Padule ,D.N., 1987. Aflatoxins in foods and feeds, published by, B.V.Gupta, managing, Director metropolian.
49-Whiaker, I. Horwitz, W., Albert, R. Nesheim, S. 1996. Variability associated with analytical methods used to measure aflatoxin inagricultural commodities. Journal of AOAC international, 79(2) 476-485.
مسیر بیوسنتز و ژنتیک آفلاتوکسین B1
برای دانلود پی دی اف بر روی لینک زیر کلیک کنید
ورود / ثبت نام