vláknité mikroskopické houby (plísně),mykotoxiny a zdraví člověka Michel de Montaigne: Dobrd vfchova je schopna změnit sudek a zvyky
MVDr. V|adimír ostry, CSc.
Státní zdravotníristav 1998
Vláknité mikroskopickéhouby (plísně)o mykotoxiny a zdraví člověka MVDr. Vladimír ostry' CSc.
t.-ts.-r, 71__. --- , il Státnízdravotní stav 1998
Obsah str. 5 1. částurčenápro odbornépracovníky z oblasti mikrobiologie Vláknitémikroskopickéhouby ............. 2. ěást určená zejménapro lékďe a zdravotnické pracovníky Negativní v,! znam vlríknitych mikroskopickych hub .........
@ Vladimírostry' 1998 @ Státnízdravotníristav,1998 rsBN 80-707r-r02-7
................. 6
... 12
Úvod Lidstvo se od prvopďátku své existence setkává s Ťadou rúznych organismri a mikroorganismú, které ho provázejí ve všech etapách vyvoje. Casem se stďy neoddělitelnou součástí jeho živ-ota protože jim soužití s člověkem umožnilo zabezpeč,ení zdroje jejich vjŽivy. Clověk se všalrpŤednimi musel častobrrínit.Vedle parazifujícího hmyzu, hlodavcri a drobnych obratlovcŮ to byly i balrterie, Ťasy a mikroskopické houby. Mikroskopické houby jsou ubiquitrírně rozšffené po celém světě. Jejich stríŤí se odhaduje na 300 miliÓnri let a lidstvo se s nimi setkává od nepaměti. Dfty svému enzymatickému vybavení jsou velmi adaptabilní pro kontaminaci téměŤjakéhokoliv substrátu. Velká moďologická rozmanitost a schoprrost pfizpŮsobit se nejnlaĚjším ekologickym podmínkám umožĎuje houbám osídlit Ťadu rozdflnych biotopŮ. V životním prostŤedíjsou spÓry mikroskopickych hub pŤítomnyv ovzduší,prldě, vodě, na powchu živych a odumŤelych organism , pŤedmětech,plochách, v potravinovych surovinách rostlinného pŮvodu, potravinách i krmivech. S mikroskopickymi houbami, které jsou většinou pouhym okem nerozlišitelné, se mohl člověk sezniímit až s objevem mikroskopu a rozvojem mikroskopickych metod pro jejich sledovr{ní.Vědci si v té době všímali nejen mikroskopibkych hub' kterézprisobovaly choroby rostlin (napŤ.paďí, sněti, rzi, plíseĎ bramborová apod.), ale i mikroskopickych hub, fermentujícíchrozličnésubstráty. ZaŽitÝ česky název pro vliíknitémikroskopické houby - ,,plísně..- má ekvivďenty v anglickém jazyce - moulds - a v německém - Die Schimmelpl|ze.Zaved| ho botanik Presl v pol. 19. stol. u plísně hlavičkové (Mucor spp.). Je používán zejménav širší veŤejnostia v oborech aplikované mykologie a mikrobiologie. V životním a pracovním prostŤedíčlověka se v posledních letech stále více objevuje škodlivé prisobení mikroskopickych hub. Je dáno zejména vhodnymi podmínkami, které v současnédobě mikroskopické houby mají pro svrij r st, rozmnoŽování a produkci mykotoxinŮ. Zvyšeny vyskyt jejich spÓr či fragmentú houbovych vliíken v ovzduší závisí mimo jiné na klimatickych podmínkách, které jsou zvláště na jďe a na podzim pŤíznivější.Vlivem narušenéhoživotníhoprostŤedí dochází k posunu biologické rovnováhy směrem ke zvyšenému vyskytu mikroskopickych hub. Problémy z hlediska vyskyfu mikroskopickych hub v pracovním a Životním prostŤedímohou pŤinášeti nově zaváděné technologie (napŤ. kovotěs a těsnění oken ve spojení s nedostatečnymvětráním, špatně provedené zateplování budov) a chování člověka (nepravidelné větrání, vynášení odpadkri, odstraĎoviíní organickych zbytkti a zaplísněnych potravin, nepravidelné odmrazování, mytí a dezinfekce chladniček a mrazniček, kapající kohoutky rístŤedníhotopení, nepravidelny klid, nedostatečná očista prostŤedí, pouŽívání nevhodnych dezinfekčníchprostŤedk v domácnosti).
1. částurčená pro odborné pracovníky z oblasti mikrobiologie Yláknité mikroskopické houby Charakteristika a systematika (zaĚazení) vláknitych mikroskopickych hub V|áknité mikroskopické houby (mikromycety, plísně) jsou vícebuněčné mikroorganismy, které jsou zaÍazeny do samostatnéffše hub. VŽdy tomu tak nebylo. Systematik Charles Linné ve svém díle Systematika pffrody popsal 95 druh hub. Neuměl je však klasifikovat a tehdy napsal: ,,Fungorum ordo chaos est - Ťdd hub je chaoticky... Houby zaÍadl|do rostlinné ffše a umístil je v poslední 24. tŤíděsvého systému,ve kterémsdruŽil pod názvem ,,tajnosnubné..všechny rostliny, kterénemají květy, tzn. rostliny vytviíŤejícívytrusy. Proto se ještě dnes ve fytopatologické a farmakologické odborné literatuŤeo houbách hovoff jako o stélkatych rostlinách, kterénemajíplastidy a jsou heterotrofní. Whittaker (1969) vytvoŤil novou klasifikaci Živlch organismri, kterou dále modifikovaly jeho pokračovatelkyMargullisová a Schwartzová (1988). Klasifikace Živlch organismŮ se v současnédobě skládá z 5 Ííší: 1. ffšeMONERA (sem patff napŤ.bakterie a sinice) 2. ÍíšePROTISTA (sem patŤínapŤ.Ťasya prvoci) 3. Ťíše HOUBY 4. ffšeROSTLINY
5. ffšeŽryoČrcHovÉ
Houby jsou vyděIeny z ffše rostlin, kam je zaÍadilLinné a tvoŤíSamostatnouffši. Mikroskopické houby mriŽeme na záHadě současnychpoznatk definovat jako organismy: - eukaryontní (majípravéj dro buněčné), - pokročile heterotrofuí, - saprofytické a parazitické, - dekompozitoŤi(destruenti) organické hmoty, - vdzanéna prostorově určitémísto, - žijícívětšinou v suchozemskémprostŤedí, - mající buněčnou stěnu, vakuoly, tukové kapénlq, mitochondrie, endoplazmatické reticulum, Golgiho apardt a jddro s jadérkem, - nemajícílysozomy. Houby v nejširšímslova smyslu (včetně hlenek) pŤedstavujínetaxonomickou, polyfyletickou ale praktickou skupinu (tab. 1). Tab. 1 Taxonomické členěníhub Ríše:Houby (hlenky) oddělení:MYxoMYcoTA oddě|ení:CHYTRIDIOMYCOTA oddě|ení: HYPOCHYTRIDIOMYCOTA (Ťasohouby) oddělení:ooMYCoTA oddělení:EUMYCOTA
tíída:ZYGOMYCETES tňída:TRICHOMYCETES tŤída:ENDOMYCETES tĚída:ASCOMYCETES tňída:BASIDIOMYCETES
Pomocná tňÍda:DEUTEROMYCETES
(Mitosporické houby - Fungi imperfecti)
Mikroskopické houby dělímez praktickéhohlediska na vláknitémikroskopickéhouby (lale mikromycety), kvasinky a kvasinkovité (yeast like) mikroorganismy. Kvantitativní vyskyt mikroskopickych hub V Životním prostŤedía poiravinách je zobrazen na obr. 1. obr. 1 Kvantitativní a potravinách
vyskyt mikroskopickych
@ cca 100 000 druh
I
+
hub v životním prostŤedí
l
Mikroskopické houby 6000 rod s 64 000 druhv
Ý Mitosporické houby (Fungi imperfecti) 2600 rod (+1500 synonym) s 15 000 druhv
Mikromycety, kvasinky a kvasinkovité mikroorganismy v potravinách 62 rod s 126 druhy (pžes290 produkovanjch mykotoxin )
Zoopatogenní (antropopatogenní) mikroskopické houby (150 druh )
Systematikahub je značněsložitá,jedná se o heterogennískupinu,nejenz hlediska fylogenetickéhoa taxonomického,ale i po stránce morfologie a ekologickych nárok . Ekologie Velká morfologická rozmanitost a schopnost hub pŤizprisobitse nejrriznějšímekologickym podmínkám umoŽĎujejejich vyskyt prakticky všude tam, kde existuje organická hmota. To umožĎujemikroskopickym houbám osídlit Ťadu rozdílnych biotopti. Zák|adní ekologickéskupiny mikroskopickych hub jsou znázorněny v tab.2. Morfologie Zák|adem těla mikromycet je vegetativní vláknity títvar - stélka (thallus). Houbové vlákno se nazyvá hyfa. Hyfy jsou coenocytické (mnohojadernyprotoplast nenírozlišenv jednotlivébuĎky) - zástupci tŤídyZygomycetes- nebojsou rozděleny pŤehrádkami)- zástupci tŤídyAscomycetes,Basidiomycetes,Deuterosepty (pŤíčnymi mycetes. Soubor hyf se nazyvá mycelium. Spleť rozvětvenych hyf tvoŤíkolonii. Zbarvenípovrchu a spodiny kolonie je rriznorodé(bí|é, krémové,hnědé,černé,šedé, ze|ené,modré,ž|uté,fialové) a je zpťrsobenopigmenty, které zbarvujÍpovrchovou membránua spÓry. Některépigmenty mohou difundovatdo okolní Živnépridy.
Tab. 2 ZáklLadníekologické skupiny mikroskopickych hub
SKUPINA
PODSKUPINA Setkáváme se zde se zástupci oomycet , kvasinek a s anamorfami a teleomoďami zástupcri tŤídy Ascomycetes a Basidiomycetes. Většina dŤevních hub patňí k zástupcrim tŤídy Basidiomycetes a Ascomycetes.
Na rostlinnych zbytcích
Ce|u|ozovorní houby, patŤí k zástupcrim a Ascomycetes.
tŤídy Basidiomycetes
Vytrusy hub se dostávají na exkrementy vzduchem a pouze na nich jsou schopny vyklíčit, či musí projít trávicím traktem živočichri a pak na exkrementech vyklíčí. Existuje ňada druhri, pŤedevším zástupci ze tŤídy Zygomycetes, Ascomycetes. V našich podmínkách je známo několik desítek druhri hub, které rostou vyhradně na spá|eništích. Houby rozk|ádají keratin z živočišnékriže a jejich derivátri (napŤ. vlasech). PatŤí k nim pňedevším zástupci tŤídy Ascomycetes če|edi Gymnoascaceae (Ctenomyces' Arthroderma) s konidiá|ními stadii jež souhrnně Microsporum, Trichophyton, Epidermophyton, nazÝváme Dermatofvta.
Se zvláštními ekologickymi nároky Na potravindch
Potraviny jsou vhodnym substrátem pro rrist mikroskopickych hub. Na potravinách, potravinovych surovinách a krmivech se nejčastěji vyskytují typické saprofytické houby z Ťádu Monilia|es (Deuteromycetes), napŤ. druhy Aspergillus, P enirillium, Paecilomy c es, Fusarium, Botrytis, Cladosporium, Alternaria, a z Ěádu Mucorales (Zygomycetes), napŤ. rod Mucor, Rhizopus. Na potravinách se vyskytují hojně kvasinky z čeledíSaccharomycetaceae a Torulopsidaceae (Endomycetes).
Název se vztahuje na spory hub všech skupin, které se dostrávajÍ do ovzdušía tvoňí stálou nebo sezonně ovlivněnou sloŽku aerop|anktonu. V ovzduší se nejčastěji vyskytují spory mikroskopickych hub z ňádu Monilia|es (Deuteromycetes), napŤ. druhy Cladosporium, Alternaria, a spory dalších vyznamnych druhri - rzi, sněti (Basidiomycetes). Zjišťování spor mikroskopickych hub v ovzduší je dŮležitépro fytopatologii (zjišťováníkvantity spor fytopatogenních druhri), ve zdravotnictví (atergické projevy obyvatelstva po jejich expozici sprírami) a pŤi hodnocení hygieny prostŤedí (vyskyt mikroskopickych hub v prostňedí potravináňského provozu a sledování ričinnostiprováděné sanitace). Zprisobují choroby ku|turních i ptaně rostoucích rostlin. Jednu z největšíchskupin tvoŤílistoví paraziti. Fytopatogenní houby vyvolávají téžchoroby podzemních a pŤízemníchčástírost|iny.
Parazitické
Ži1ici ve vodě
Zoopatogenní (antropopatogenní)
Houby parazitují na živém hmyzu a jsou patogenní pro člověka a tep|okrevné živočichy. Prisobí dermatomykÓzy . pňevážně prisobené dermatofyty (anamorfami některych zástupcri čeledi Gymnoascaceae), orgánové mykrízy (napŤ. Aspergillus fumigatus, Coc cidioides imitis, Histoplasma capsulatum), dále a|ergická onemoc. nění po expozici sprírami zástupcri rodu Alternaria, Cladosporium, B otrytis, P enicillium. Mezi vodní houby patŤí zástupci rriznych taxonomickych skupin houbovych organismri (vodní h|enky, chytridiomycety, oomycety, zástupci tňídy Ascomycetes), jejichž část vyvojového cyk|u probíhá ve vodném prostňedí).
DimorÍismus a polymorÍismus U mikroskopickych hub se vyskytuje dimorfismus - napŤ.tod Mucor se zapŤístupu vzduchu vyskytuje ve formě vláknité a pÍi zaplynování C0' na Petriho misce ve formě kvasinkové. Kvasinková forma je typická pro patogenní mikroskopické houby. U mikroskopickych hub se vyskytuje také polymorfismus, kdy se podle zpŮsobu rozmnoŽovánírozlišujeu mikroskopickych hub několik forem: forma pohlavní- teleomorfa (T) - a forma nepohlavní - anamoďa (A). KaŽďá forma má svrij název. NapŤ. Byssochlamys fulva (T) - Peacilomyces fulvus (A), Neosartorya fisheri (T) Aspergillus fisheri (A).
obr. 3 Životní cyklus mikromycety Penicillium dangeardtt (A) (Deuterom I I I I
iI
?,Bha - -.' \$ilmí IYY/VVI
RozmnoŽovací struktury jsou odlišné od somatickych struktur. RozmnoŽování je umožněnospecializovanymi orgány.
W oi il\|
/E"x c".-io)tio,,
l
Ó ! ďP (-\ '*:H'Tj:..'iíi } spora'su "). * {fu ! K
r
'#::'ň,
t
I
t
-st;-cÉrc-\\
ťť
**'ít/\-Zygotén,.ffi(.-.'. \
{
\ \I q
somaric r,ypr,.l
'
Pbsmogamy .
íM--t
Proganetangia
(Upraveno podle Gamse aj., 1988)
l0
\.
,/
t//
\d / *'
\
[somatic
Rhiaidt
hrntu
i |
|
|
|
\\{l \t q \r r71 \ \ \.}é
|
i
t-
i i
i.-
' I
(Upraveno podle Samsona aj., 1988)
Asexuální rozmno Žování Dochází k rŮstu fragment stélky (thallu) a spÓr ruznych tvar (Deuteromycetes- mitosporickéhouby).
a velikostí
Nepohlavní spÓry dělíme na exospÓry a endospÓry. (napŤ.Aspergillas spp., Penicilliun spp.), ExospÓry: konidiospÓry - viz obr.3. chlamydospÓry (Fusarium spp., Candida albicalzs), arthrospÓry (Geotrichu,7tspp.). EndospÓry.. sporangiospÓry - viz obr. 2 - (napÍ.Mucor spp.).
/\
\
,t
mycerum 4Y
6Germirratioo\
\\src.-"gg'l".* spoi'-"nsi" \\
_
r-_L-.\
i\tt tt ,r
vesetative-;oí/
@ Sporangioeporea egg
i\ \
|
\
il ANAMORPTI illl
I
u..ffi^' Ř Re o.w; zygospore
it\i
I
obr. 2Životní cyklus mikromycety Rhizopus stolonifer (Zygomycetes)
Ger:n Sporargiun
I
I i,
\ \ l { l i /- - | rnitir , w-ilv \ , \6 \lt/ o " 6 c o n r a tJa I l l lI
Sexuální rozmnožování Dochází ke splyvání vláken pohlavního ladění (+) a (-) za vzniku zygoty a zygospÓry (Zygomycetes) - viz obr. 2 - nebo dikaryonu, ktery vzniká tak, že dvě spÓry rozdílnéhopohlaví vytvoŤípohlavní vlákna (napŤ.anteridium a ascogonium u Ascomycetes), která splynou - viz obr. 3. Z nich Se vytvoŤí napŤ. ascus s 1 - 8 ascospÓrami (Ascomycetes) nebo basidium Se 4 basidiospÓrami (Basidiomycetes).
Sporangiospores^@-
----1'--
/-'-'
f lconioloottorc
RozmnoŽování mikromycet :""xxT.láÍi"ál'n,""',, a asexuální(nepohlavní).
Talaromyces flavus (T) (Ascomycetes)-
I
I I
Mykologie potravin Na počátku 19. stol. vznikl samostatněvědní obor o houbách - mykologie, ktery se zabyval stavbou, r stem, rozmnoŽováním, lohou a místem hub v pŤírodě. Po skončení2. světovéválky se koncipuje novy obor mykologie potravin. Yyznamnymi meznfty oboru se staly: - objev antibiotik a rozvoj biotechnologií vyuŽívajícíchmikroskopickéhouby k pro. dukci léčiv,organickych kyselin, enzym , plísřovych syrŮ apod., - studium mykotoxinri - sekundrírníchmetabolitti mikroskopickych hub. obsah, náplĎ a koncepce mykologie potravin byla poprvévyjádŤenav knize Food and Beverage Mycology od Beuchata a kol. z roku 1919. Mykologie potravin je definována jako ,,studium interakcí mezi potravinou a mikroskopickymi houbami, které ,,. mohou véstkfermentačnímpochod m, rozkladnymprocesúma produkci mykotoxin jako Pitt (1984) definuje mykologii potravin ,,pŤirozeněse vyslcytujícíinterakce mikroskopiclqch hub s potravinou nebo krmivem vedoucímke kontaminaci, rozkladnym proces m nebo produkci mykotoxin ". V rámci Mezinárodní unie mikrobiologickych společností(IUMS) byla vytvoŤena Mezinárodní komise mykologie potravin (ICFM) a v rámci uvedené komise Subkomise pro studium mykotoxinogenních hub. 11
2. částurčená zejménapro lékaŤe a zdravotnické pracovníky
Tab. 3 Obecné charakteristiky pro rrist mikromycetri dukci mykotoxinri v potravinách
Faktor
Negativní vlznam vláknitych mikroskopickych hub . Biodeteriorativní (rozkladné) procesy potravin Potraviny jsou pro mikromycety vhodnym substrátem. Po jejich kontaminaci mikromycety zptisobují jej ich kaŽení. (Zaplesnivělépotraviny jsou posouzenyjako zdravotně zdvadné.) o Materiálové škody Biodeteriorativní (rozkladné) prisobení mikromycetri zprisobuje značnéztráty pÍi fungální korozi pŤedmětri,pr myslovych vyrobkri a materiálti. Mikromycety jsou schopnédíky svému enzymatickému vybavení oproti jinym organismrim vyuŽívat k vyŽivě a r stu rozmanitésubstráty a materiály (napŤ.nábytek, podlahovékrytiny, omítky, zdivo, dlaždiceznečištěné organickymi zbytky apod.). (A jednu zajímavostnakonec: biodeteriorativní aktivita mikromycet Scopulariopsis brevicaulis je dajně ddvcina do souvislosti s mrtímNapoleona Bonaparta. Vzhledem k vysokéteplotě a relativní vlhkosti na ostrově Svatri Helena, kde byl Napoleon internovdn, mikromyceQ Scopulariopsis brevicaulis osídlily stěny s gobelíny a koberci v pokojích, které obyval. Metabolizací zelenych barviv z gobelín vznikly volatílní (těkavé)sloučeniny arzenu, kterym měl blt Napoleon dajně dlouhodobě exponovdn a kterézpt,isobilyjeho otravu a ndslednou smrt.) . Snižování biologické hodrroty potravin Mikromycety využívajípo kontaminaci potravin některé sloŽky, napŤ.vitamíny, minerálie, další Živiny, Dochází ke sníženíjejich obsahu v potravinách a tím i ke sníŽeníbiologické hodnoty potravin. (Mikromycety, které kontaminují obiloviny, využívajínapŤ. gluten /lepew. Po umletí obilovin na mouku dochrÍzíke zhoršeníkvality získanémoulq a ndsledně i z ní vyrobenéhochleba. PŤi nadměrné kontaminaci mikromycety surovin rostlinného p vodu, používanlch na vyrobu léčivychčajťt,m žedochdzet ke změndm v obsahu a ve vzdjemnémpoměru biologiclcy činnychldtek v surovině.)
a pro.
Produkce mykotoxinri
Rst
Teplota
-r2 - 5 5 ' C
pH
I,7- IO
4 - 40"C 2.5-8 optimum 5 - 7
a-
Min.0.62
min. 0.8 - 0.85
Eh
aerobní podmínky
aerobní podmínky
Vliv solí
do 20 7o NaCl
do 14 7o NaCl
Vliv cukru
do 50 7o sacbarÓzy (Aspergillus flavus)
do 50 7o sacharÓzy (Aspergillus flavus)
Inhibice
Inhibice
Inhibice (eugenol, anetol, tymol)
Inhibice (eugenol, anetol, tymol)
Vliv fytoalexin
Vliv látek v koŤení Vliv jinych mikromycetri Infekce viry
,|
Inhibice (vyskyt Aspergillus sk. niger)
,|
Inhibice (RNA mykoviry)
Toxinogennímikromycety a jejich metabolicképrodukty mykotoxiny patŤíkvyznamnym faktorum, kterémohou ovlivnit v negativnímsmyslu zďraví člověka.Y,jznamná je i schopnost toxinogenních mikromycetťrprodukovat v potravinách a krmivech mykotoxiny (sekundrárnímetabolity), které mohou vyvolat mykotoxikÓzy (aflamykotoxikÓzy apod.) poškozujícízdraví člověka toxikÓzu, ochratoxikÓzu, f:uzáťrové a hospodáŤskychzvíÍat. Zástupci několika rodťr toxinogenních mikromycet mohou produkovat stejny mykotoxin. (NapŤ.mykotoxin ochratoxin A mohou produkovat Aspergillus ochracelts,A. melleus, A. petrakii, A. sclerotiorum, A. fresenii, P. verrucosum chemotyp I a II., Petromyces alliacea.)
o Toxinogennímikromycety Toxinogenní mikromycety jsou mikroorganismy, kterémají schopnostprodukovat mykotoxiny V tab. 3 jsou znázorněny obecné charakteristiky pro rŮst mikromycetri a produkci mykotoxinri v potravinách.
Ne všechnykmeny mikromycet jsou toxinogennÍ.JestliŽe byla u některéhokmene určitéhodruhu mikromycetri dŤívezjištěnaprodukce určitéhomykotoxinu, je moŽné povaŽovat všechny kmeny tohoto druhu za potenciálně toxinogenní, tj. schopné produkovat určitymykotoxin. Toxinogenní mikromycety mohou produkovatjeden i více mykotoxinri.
t2
l3
(Některékmeny Aspergillus flavus mohou produkovat současnědva mykotoxiny, aÍlatoxiny a lcyselinu cyklopiazonovou.) Záchyt toxinogenních mikromycet mykotoxin v potravinách.
Tab. 5 Členění mykotoxinri podle zprisobu jejich biosyntézy
v potravinách ještě neznamená i pŤítomnost
(Ziteží to zejména na typu potraviny, zptisobu jejího uchovdní a pŤítomnostimikrobidlních p ŤekÍžek,napŤ.konzervačníchldtek.) Toxinogenní mikromycety jsou díky svémuenzymatickémuvybavenívelmi adapjakéhokoliv substrátua jsou rozšíŤeny tabilní pro kontaminaci téměŤ po celém světě. Velká moďologickárczmanitost a schopnostpŤizprisobitse nejruznějšímekologickym podmínkámjim umožřuje osídlit Ťadurozdílnych biotopti, tedy i prostŤedí domácnosti - zejména kuchyně, spíŽe a následně pak i potravin. Potraviny se tak stávají vhodnym substrátem pro osídlení,rŮst a rozmnožování toxinogenních mikromycetťl a následně produkci mykotoxinri. (Toxinogenní mikromycety mohou potraviny kontaminovat /osídlit/primdrně, pŤi kontaminaci potravinovych surovin v zemědělsképrvovyrobě či potravindŤskévyrobě, a sekunddrně, kdy kontaminujípotraviny a pokrmy v domdcnostech. V ,japlísněnych,, prostordch existuje zvjšené nebezpečí sekunddrní kontaminace potravin mikro skopicbjmi houbami a ndsIedně mykotoxiny.) Tab.4 Clenění mykotoxinri podle toxickych rÍčinkri
ToxICKÝ ÚČrNnr
KAŤEGoRIE BIosYNTÉzY PolyketidY-
Di-
Moniliformin (?)
Tetra-
Patulin' kyselina penicillová
Penta-
Citrinin, Ochratoxiny
Hexa-
Maltorvzin
Hepta-
Rusulosin, viriditoxin, xanthomegnin
Octa-
Luteoskyrin
Nona-
Citreoviridin, fumonisiny, zearalenon
Deca-
Afl atoxiny,erythroskyrin
Tetramická kyselina DiketoPiPerazinY Jednoduché Modiftkované
ZASTUPCE
Nefrotoxiny Toxiny GIT (gastrointestinálního' traktu) Neurotoxiny Dermatotoxiny Estrogeny
Aflatoxiny, sterigmatocystin
Trichotheceny Penitrem A, fumitremorgeny, verruculogeny, fumonisiny Trichotheceny, psolareny, vemrcariny, sporidesminy
Zearalenon
Imunotoxiny
Aflatoxiny, ochratoxin A, trichotheceny, patulin, gliotoxin, sporidesmin
Hematotoxiny
Aflatoxiny, ochratoxin A, zearalenon, trichotheceny
Genotoxiny
Aflatoxiny, sterigmatocystin, ochratoxin patulin, A, citrinin, zearalenon, trichotheceny, fumonisiny, fusarin C, sriseofulvin
(Upraveno podle Dirheimera' 1998; Shiera, 1998; Parent-Massinové aj.; 1998,Oswalda aj., 1998)
t4
Kvselina aspergilová, echinuliny
Brevianamidy, fumitremorgeny, rosuefortin Ergotamin, phomopsiny, rhizonin
Terpeny
luteoskyrin,
Citrinin, ochratoxin A
Kyselina cyklopiazonová, kvselina tenuazonová
PelÉ4yHepatotoxiny
zÁsTUPcE
Mono-
Viridicatumtoxin
Sesqui-
Trichotheceny
Di-
Aflatrem, lolitremy, paspalin,penitremy
(Podle SteYna, 1998)
o llykotoxiny Ch4takteristika mykotoxin Mykotoxiny, 'ěkundarrií metabolity mikromycetri, patff mezi vyznamné naturální je známo pŤes290 mykotoxinri. 1príroon9toxiny v potravinách. V současnédobě další a další mykotoxiny. charakterizovány i^nadále jsou ouiev-ovany a chemicky poslední době se pouŽívá V podle Ťady kritérií. celé rozdělit je moŽno Myhotoxiny jejich m. Dále je moŽno mykoorgán k cílovym toxicity podle mykotoxinri etengni jejich biosyntézy, ktery velmi dobŤepostihuje vztah toxihy členit i podle zprisobu vztahy i danéjejich chemickou strukturou (tab. 4 k jpjiln producentovi a respektuje a 3), Toílkologie mykotoxinú Myhotoxlny mohou zprisobovat Ťadu onemocnění a mykotoxikÓz a hospodáŤskych zvíÍat(tab. 6). 15
u člověka
Tab.. 6 Vyznamná s mykotoxiny
Acutc DoN Aflatoxicosis A|imentary Bďkan Cardiac Ergotism
MYKOTOXIN
toxicosis (akutní DoN toxikjza)
Fusariov/ mykotoxin - deoxynivďcnol
(aJlat oxiki za )
(balluinski
nephropathy bcri.bcri
endemickÍ nefropatie)
ochratoxin
A a da|šímykotoxiny
aÍ|atoxiny tenuazonová
kyselina'
liver cancer (priruÍrníjatemí karcinom) (otrava červenou plísní)
(Reyúv syndrom)
ALARA . nejnižšímožny pŤívod (1997\
100 ng/kg ž.hm./tyden''
( I995)
Fusariové mykotoxiny luteoskyrin,
citrinin,
1250 nglkg ž.hm./den.'
J
( 1995)
0.4 ngkg ž.hm./den (l 99s)
-5
A
- trichotheceny
citreoviridin,
rugulosin
100 ng/kg ž.hm./den',
J
(1994\
Pozn.: PTWI - provizorní tolerovatelny tydennípŤívod TDI - tolerovatelny dennípŤívod PMTDI - provizorní maximální tolerovatelny dennípŤívod l - Prokázany karcinogen pro člověka 2B - MoŽny karcinogen pro člověka 3 - Zatím neníklas'ifikován jako karcinogen pro člověka
aflatoxiny
Ye|low rice disease (onemocnění ze žlutérjže)
2B
Zearalenon
Fusariovy mykotoxin - deoxynivďenol ochratoxin
)
Ochratoxin A
Patulin
aflatoxiny
Renď tumors (nddorv ledvin)
(stachybotryotoxikjza
I
moni|iformin
Fusariovémykotoxiny - fumonfuiny
cancer (rakovina jícnu)
Aflatoxiny
Deoxynivalenol
Ergot a|kakÉdy
discase (onemocnění onyalai )
Stachybotryotoxicosis
PTWI" TDI" PMTDI"
KARCINOGEN
citreoviridin
(kw as hio rko r )
Reye,s Syndrome
MYKOTOXIN
- trichotheceny
Fusariové mykotoxiny
(akutní kardi lní beri -be rt )
Red mold poisoning
Tab. 7 Hodnocení vybranych mykotoxinri z hlediska karcinogenity a stanovení expozičníchstandard PTWI nebo TDI
aÍletoxiny
(ergotismus)
ocsophagea| Primary
onemocnění lidí spojovaná
oNEMocNIĎNÍ
toxic a|eukia (alimentdmí toxicki aleukie)
Kwashiorkor onyalai
akutní a chronická
aj.
Na ziíkladě zjištěnych vysledk je u nás riziko akutníhotoxického činku mykotoxinú obvykle povaŽováno za minimální. Za vyznamné se povaŽují imunosupresivní ríčinky (sníženíobranyschopnosti organismu a náchylnost k Ťadě onemocnění) a riziko pozdních toxickych tíčinkri (zejménakarcinogenní riziko a vyvojová toxicita) po pffjmu velmi nízklchjednorázovych nebo opakovanych koncentrací mykotoxin v potravinách. Meziniírodní agentura pro vyzkum rakoviny (IARC/WHo) kategorizuje mykotoxiny z hlediska karcinogenníchríčinkťr v tabulce 7.Y níjsou taképopsány expozičnístandardy vybranych mykotoxinti.
Studiu mykotoxin se věnuje Ve světě Ťadapracovníchskupin. U Ťadymykotoxinri jiŽ bylo provedeno hodnocení nebezpečí(zjištěnírídaj o jejich toxicitě) a Stanovení regulačníchopatŤení- národníchlimit V potravinách a krmivech. Provádí se hodnocení expozice i hodnocení rizIka pro populaci ajednotlivce. Vyzkum Se v Současné době zaměŤujevedle jiŽ dosti prostudovanych mykotoxin (aflatoxin , ochratoxinu A, patulinu aj.) na Skupinu fuzáriovych (napŤ.trichothecenti,moniliforminu, fumonisin , beauvericinu) a alternariovych mykotoxin (napŤ.AAL toxinu' alternariolu a kyseliny tenuazonové).Studie dále sledují antagonickéči Synergickévztahy mezi jednotlivymi mykotoxiny z hlediska jejich produkce v potravinách (napŤ.byl zjištěn synergismus u ochratoxinu A a citrininu, antagonismus Zearalenonuv či deoxynivalenolu) či se sledujíaditivní vztahy m9zi mykotoxiny pŤijejich toxickémp sobení. v rámci svédozorovéčinnosti Sledování mykotoxinri v potravinách V CR zabezpečují kontrolní organizace (hygienická sluŽba MZ ČR, státní veterinární správa, Česká zemědělská a potravináŤskáinspekce) a je zahrnutodo Systémumonitorování zďravotního stavu obyvatelstva ve vztahu k Životnímu prostŤedí.Mykotoxiny jsou v potravinách limitovány ve vyhl. 29811997sb. Mykotoxiny mohou bÝt obsaŽeny také ve spÓrách mikromycetri, které kontaminují Životnía pracovníprostŤedíčlověka.PŤi porušenízásad Správnétechnologické praxe a pŤi nedodržovánízásad bezpečnostia ochrany pŤi práci m že dojít 17
k profesioná|níexpozici a ohroŽení zdraví pracovník (napŤ.v mísírnáchkrmnych směsí, v balírnách tropickych a subtropickych potravin, v mykologickych laboratoŤích). Mykotoxiny a kulturní mykoflÓra Mykotoxiny mohou byt produkovány i tzv. kulturní mykoflÓrou, kdy toxinogenní kmeny Penicillium camemberti proďukujímykotoxin kyselinu cyklopiazonovou a toxinogenníkmeny Penicillium roqueforti - mykotoxiny roquefortiny.Aspergillus oryzae nebo sojae, které se pouŽívajípŤi vyrobě asijskych fermentovanych vyrobkri, produkujína sÓjovém substrátusoli kyseliny glutamové.PŤinadměrnémpožívánípokrmri s velkym obsahem glutamátri (napŤ.se sÓjovou omáčkou) dochází k onemocnění KwoK - onemocněnípo nadměrnékonzumaci pokrmri čínské kuchyně. Volatilní mykotoxiny Mikromycety mohou produkovat do prostredí ,,volatilní mykotoxiny... Jedná se o těkavéorganickélátky, kteréjsou indikátorem jejich metabolickéaktivity a r stu. Clremicky se jedná o rriznétypy alkoholri, keton , aldehydti, éter , esteru a terpenri. Na plísĎovémzápachu se podílízejména2-metylizoborneol a 2-metoxy - 3-izopiopyl pirazin a geosmin. Stanovení volatilních (těkavych) látek se provádí po adsorpci na speciálnísorbenty plynovou chromatografiís hmotovou detekcí(GC - MS) a slouŽí k objektivnímu posouzení pŤítomnostimikroskopickych hub a jejich metabolické aktivity v prostŤedí. Těkavé látky mohou u člověka vyvolávat bolesti hlavy, dráŽdit oči, sliznice nosu' uší či vyvolávat navu, pokud se v takovém prostŤedíčlověk zdržujedelší dobu. Na tyto látky takévzniká pŤecitlivělosta mohou prisobitjako alergeny. o MoŽné nebezpečípŤi konzumaci potravin kontaminovanych mikromycety . podíl mikroskopickych hub na vzniku alimentárních onemocnění (onemocnění oráIně.alimentární cestou) Bylo prokázáno, Že mikromycety (kvasinky a někteŤízástupci ztÍídyZygomycetes) mohou zprisobovat alimentárníonemocněnínejen u nemocnych se sníŽenouimunitou (napŤ.HIV pozitivních),ale i u ,,zďravé,, populace. Na druhé straně Se mikromycety tzv. kulturní mykoflÓry konzumují cíleně (plísĎovésyry, kvasinkami fermentovanénápoje' asijskéfermentovanévyrobky) bez viditelného dopadu na lidské zdraví. Kulturní mikromycety jsou vyuŽívány v Asii k vyrobě fermentovanych potravin několik tisíc let. Vyroba syru rokfÓrského typu je známa od dob RímskéŤíše, syry camembertskéhotypu jsou známy od 18. století. Velkou tradici má vyroba fermentovanych potravin pŤedevšímv jihovychodní a vychodní Asii. Yyznamná je v,lroba fermentovanych potravin (plísřovych syrri apod.) v Evropě a SeverníAmerice. V oblastech JižníAmeríky, severnía jižníAfriky se využívajík pŤípravěfermentovanychpotravin pÍeváŽněbakterie a kvasinky. PŤi vyrobě fermentovanych produktri v asijskych zemích se uplatĎujípŤedevším zástupci rodu Rhizopus, Mucor, Amylomyces,Actinomucor a Syncephalastrum zetÍídy Zygomycetes, Monascus a Neurospora, ze tŤídy Ascomycetes, Aspergillus, Geotrichum a Fusarium Z pomocné tÍídy Deuteromycetes. V Evropě a Severní Americe se pŤedevšímuplatřují rody Aspergillus a Penicillium Z pomocné tÍídy Deuteromycetes. l8
V odbornéliteratuŤeje diskutována otázka moŽnéhozdravotního nebezpečíkonzumace mycelia kulturních mikromycetri, kteréje součástípotraviny, vzhledem k tomu, Že by|a prokázána produkce mykotoxinri a biologicky ričinnych látek i u kmenri kulturníchmikromycetŮ. Uvedená problematika se i nadále Ťeší. o Interakce s vybranymi bakteriálními patogeny Interakce vznikají mezi mikromycety a dalšími mikroorganismy, které vedou ke vzniku alimentiírníchonemocnění.Yyznam uvedenych interakcíneustále roste. V odbornéliteratuŤeje popisován metabioticky vztah mezi mikromycety napr. rodu Penicillium a Clostridium botulinum. Mikromycety svou metabolickou činnostísníží kyselost potraviny a umoŽní spÓrám Clostridium botulinum vyk|íčita vyprodukovat botulotoxin. Poprvé byla tato interakce popsána v Německu v minulém století pfi zjišťování etiologie otravy,,klobásovymjedem... Asijská potravina Tempe bonkrek je vyrobena fermentacílisovanéhokokosu. V pŤípadě, Že r st použitéhokmene Rhizopus Spp.je pomaly, dojde k rozvoji sekundární mikroflÓry a zejménaPseudomonas cocovenenans a produkci toxinri (napŤ.kyseliny bongkrekové,toxoflavinu). o Mykotické onemocnění člověka Ze zdravotníhohlediska jsou negativně hodnoceny patogenníríčinkymikromycetri. V drisledku patogenity, invazivity a parazitismu mohou mikromycety vyvolávat u člověkapovrchové,hlubokéa systémovémykÓzy (houbová onemocnění). Saprofytickémikromycety nepatff mezi primární ptivodce mykÓz. V dnešnídobě jsou však častépŤípady,kdy saprofyticky druh m že zptisobit rtnné typy mykÓz u tidí se sníŽenouimunitou (nemocní AIDS) nebo v drisledku prisobení jiné váŽné choroby, kdy je negativně ovlivněn imunitní systém, či v drisledku užíváníléku s imunosupresivnímiríčinky. o Mykoalergie Saprofytickémikromycety produkují i značnémnoŽstvídrobnych spÓr, kteréjsou děti, spolu s fragmenty mycelia vyznamnou součástíprachu. Citliví jedinci (pŤedevším staršíosoby, nemocní a rekonvalescenti)jsou spÓrami alergizováni pŤi vdechování. Dochází k podráŽděnídychacíchcest' chrapotu,kašli, pŤípadněke vzniku bronchitidy a dále ke zhoršováníjiž vzniklych respiračníchonemocnění. V odborné literatuŤe je popsán podíl alergenníhoríčinkuspÓr mikromycet na vzniku Ťady onemocnění (astmatu,sennéhorečky,alergickébronchopulmonální aspergilÓzy, extrinsické alergické alveolitidy a horečkyze zvlhčovadelapod.). . Nedostatek potravin (potravinová nedostatečnost) Je znám i nepŤímyríčinekmikromycetri na nedostatekpotravin. Neriroda brambor zptisobená v polovině minulého století fytopatogenní mikroskopickou houbou Phytophthora intestans (plísníbramborovou) zprisobila hladomor v Irsku a zdecimovala cely národ. Podobně i jiné parazitické houby zprisobily ztráty pŤi produkci surovin a potravin rostlinnéhopúvodua zp sobily smrt hladem miliÓnri lidí.
t9
Závěr Vedle těchto uvedenych negativních vlastností kontaminujícíchmikromycetťr je nutno na druhéstraněpoznamenat,ževybranémikroskopickéhouby majítakéŤadu pozitivních vlastností.Existuje Ťadazástupcti tzv. kulturní mykoflÓry, kteŤíse vedle bakterií a kvasinek podílejí na cílenych technologickych postupech pŤi vyrobě fermentovanych potravin rostlinného a živočišnéhoprivodu. Mikromycety Se uplatĎujíi v moderníchtechnologiíchpŤivyrobě léčiv,organickych kyselin, enzymti, mastnych kyselin, polysacharid , aminokyselin' vitamín , pigment apod. Uvedené produkty získané V prrimyslovych biotechnologiích nacházejí široké uplatnění v potravináŤskémprrimyslu a jejich technologickévlastnosti jsou pŤesnědefinovány a standardizovány. Mikromycet m a mykotoxin m je nutno věnovat odbornou pozornost i v dalších letech. Zde se musí vyrazně uplatnit na rŮznych odbornych rírovních: o Činnost organizací kontrolního systému - pŤi provádění dozoru nad zdravotní nezáv adnostípotravin. o Organizace Monitoringu zdravotního stavu obyvatelstva Ve vztahu k životnímu prostŤedí- pŤi hodnocení dietární expozice mykotoxin nr a odhadu zdravotního nz\kapro populaci v Českérepublice. o Realizace aplikovanéhoa operativníhovyzkumu, ktery by nám pomohl odpovědět na Ťadu zatím nezodpovězenych otázek a posunul tak hranice našehopoznání, s využitím nejmodernějšíchlaboratorních metod, napŤ. metody molekulární biologie a (lzké spolupráce v uvedené problematice s obdobnymi pracovišti v zahraničí' . Realizace osvětovéčinnostiz hlediska ochrany zdraví občanripŤedtoxinogenními mikromycety a mykotoxiny a pŤípravuinformačníchmateriálri a poskytování relevantníchinformací,kteréby vedly k pozitivnímu ovlivĎováníchováníobčanri.
q',, Vláknité mikroskopické houby (plísně)' mykotoxiny a zdraví člověka Autor MVDr. Vladimír ostry, CSc. Recenze doc. MUDr. Lumír Komárek, CSc. Grafická riprava Luděk Rohlft Návrh obálky MVDr. Vladimír ostry, CSc. odpovědná redaktorka lli{gr. Zdena Mlynková Vydal Státnízdravotní stav, Šrobárova48, Praha 10 Vytiskla ZdeŤtkaVavŤinová - DOVA' HruškovéDvory 33, Jihlava 1. vydání,Praha l998 Neprodejné
