Rizika, mykotoxiny Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. Ústav ochrany a podpory zdraví 12. září 2022 Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 1 / 14 Rizika spojená s potravinami Základní rozdělení Spojená s režimem podávání Nedostatek Nadbytek Nevyváženost Nevhodná kombinace Spojená s obsahem Škodlivé faktory z primárních surovin Škodlivé faktory vzniklé při skladování polotovarů Škodlivé faktory vzniklé při přípravě Škodlivé faktory vzniklé při skladování hotových pokrmů Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 2 / 14 Režim podávání Nedostatek, nadbytek, nevyváženost – malnutrice Nevhodná kombinace – u nás prakticky jen bobtnavé ovoce a mléko (nejlépe kysané), v některých kuchyních je víc potravin, které při současném podání mohou vyvolat zdravotní potíže až smrt Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 3 / 14 Škodlivé faktory Přehled 1 Obecně škodlivé látky a faktory (od radioizotopů až po skleněné střepy, např.) Alergeny obligátní × individuálně škodící, závislost na předchozím kontaktu Toxiny Primárně v surovině (technologická chyba záměna jedlého za jedovaté apod.) Vzniklé nesprávným zpracováním (typicky produkty tepelné úpravy) Vzniklé rozkladem suroviny (typicky biogenní aminy) Vzniklé produkcí mikroorganismů (od bakteriálních toxinů po mykotoxiny) Pokračování nma dalším slajdu Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 4 / 14 Škodlivé faktory Přehled 2 Pokračování předchozího slajdu Původci infekcí Priony (hraniční s toxiny) Viry Bakterie (a příbuzné organismy) Kvasinky a plísně Parazité a jejich zárodky Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 5 / 14 Obecně škodlivé látky Mohou působit mechanicky, pH, rozpouštěním lipidů, srážením bílkovin, osmolaritou, zářením. Problematická je i vysoká nebo nízká teplota potravy. Zejména konzumace příliš teplé potravy – dlouhodobě má asociaci k nádorům jícnu. Někde na hraně jsou nutriční faktory, škodící při dlouhodobém nadbytku (Na, sacharóza, cholesterol atd.) Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 6 / 14 Alergeny Alergie je individuální patologická nepřiměřená reakce na antigen, který sám o sobě škodí méně než ona reakce (bude podrobněji bráno ve 3. ročníku). Některé alergeny jsou „obligátní“ v tom smyslu, že vysoké procento populace při opakovaném kontaktu s nimi bude reagovat alergicky. Část z nich jsou alergeny, uváděné na potravinách. Mimo ně např. reakce na deriváty parafenylendiaminu (látky používané v černobílých i barevných vývojkách), nejběžnější je metol, proto „metolová nemoc“. Jiné alergeny vyvolávají takovou odpověď jen vzácně. Filosofická otázka: Kde je hranice pro plošná opatření? Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 7 / 14 Toxiny Charakteristika Toxin je charakterizován tím, že má v organismu cílovou strukturu. Proto ho stačí velmi malá dávka. Porovnejte potíže navozené NaCl (potřebujete k usmrcení stovky gramů), protože působí nespecificky prostřednictvím osmotických jevů, a KCN, kdy iont CN− má cílovou strukturu – enzymy dýchacího řetězce, proto stačí jen 100 mg. Problematika látek s paralelním obojím účinkem – paradox, kdy menší dávka může mít horší následky než větší. Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 8 / 14 Toxiny Účinky LD50 ADI (acceptable daily intake) – tolerovaná denní dávka – definuje práh Bezprahové toxiny (podobný vztah jako k ionizujícímu záření) Z ADI vycházejí limity pro potraviny a ovzduší, K bezprahovým toxinům je následující vztah: Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 9 / 14 Dvě důležité připomínky: 1. Limity jsou konstruovány podle spotřebního koše, tj. chrání nejlépe ty členy populace, jejichž spotřeba je blízká spotřebnímu koši 2. Limity pro bezprahově působící škodliviny jsou závislé na socioekonomické situaci v zemi. Jsou tudíž pro různé státy různé (zejména je rozdíl vyspělé vetsus rozvojové země), protože se liší jak náklady na zemřelého, tak i náklady na prevenci. Zásadní problém: Stravovací minority. Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 10 / 14 Původ toxinů 1 Jedovaté suroviny U nás hlavně jedovaté houby, méně záměna jedlých a jedovatých rostlin (spíš patří do detektivek). Existují i kausy, kdy byly omylem snědeny nasbírané jedovaté houby, např. pro účely výstavy hub nebo podobné akce. V přímořských státech pozor na některé ryby, mohou být jedovaté v sezóně rozmnožování. Případně obligátně jedovaté části (např. fugu). Tisinky jsou jedlé (chyba paní Christie). Průnik toxických chemikálií do potraviny při zpracování - hrubá technická chyba nebo „vylepšování“ Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 11 / 14 Původ toxinů 2 Jedy ze zpracování Zejména razantnější záhřev vytváří karcinogeny. U některých exotických potravin mohou vznikat i akutně škodící látky. Naopak, řada přírodních surovin je za syrova jedovatá a jedy musí být eliminovány úpravou před konzumací – od manioku až po tuzemské modrající hřiby. Podobně instantní pokrmy. Jedy z rozkladu potraviny – suroviny Typicky autolýza, lýza bakteriálními enzymy od živých nebo i usmrcených bakterií. Typická skupina takových jedů – biogenní aminy (a potravina – ryba). Jedy z činnosti mikroorganismů Od bakteriálních jedů po mykotoxiny Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 12 / 14 Charakteristika toxinů Bílkoviny, peptidy O mnoha „nevíme“, protože se ničí krátkodobým záhřevem. Zbývají odolné bílkoviny typu botulotoxinu nebo peptidy typu toxinů Amanita phalloides. Nebílkovinné Častěji se neničí tepelnou úpravou. „Není poživatelné ani po převaření“ Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 13 / 14 Základní pojmy Mikroskopická houba Houbovitý organismus je takový, který nevytváří makroskopické plodnice, případně je nemá vyvinuty. Makroskopické plodnice nevytvářejí organismy s jednobuněčnou stélkou. Výklad Nejedná se o označení se vztahem k systému. Neexistuje jasné taxonomické oddělení (dříve používané termíny „vyšší“ a „nižší“ houby nemají taxonomickou relevanci. Mycelium je „anonymní“ pokud neprovedeme analýzu DNA (technicky možné, ale ekonomicky nedostupné). Jediné možné mikroskopické rozlišení je přítomnost přezkovitých útvarů na mnohobuněčném myceliu, charakteristických pro basidiomycety. Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 14 / 14 Přehled mycelií 1 Jednobuněčné Pseudomycelium Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 15 / 14 Přehled mycelií 2 Vlákno vícebuněčné plísně Vlákno vícebuněčné plísně s přezkou Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 16 / 14 Pseudoplísně Při makroskopickém pohledu mohou vlákna mikroskopických hub napodobovat různá drobná vlákénka technického nebo i přírodního původu. Je třeba počítat především s tím, že výtvory různých typů členovců (zdaleka ne pouze pavouků) mohou mít podobné uspořádání jako mycelium. Na druhé straně svazčitá mycelia mohou makroskopicky připomínat např. kořínky rostlin nebo podobné útvary. Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 17 / 14 Možná poškození zdraví houbami Přehled Mykózy obligátní patogeny fakultativní patogeny alergie otravy velkými houbami mykotoxikózy pulmonální mykotoxikóza nespecifická postižení zdraví podíl na „tajemných“ a „zázračných“ jevech Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 18 / 14 Otravy velkými houbami hepatotoxický syndrom otrava ucháčem obecným otrava muchomůrkou zelenou hepatonefrotoxický syndrom otrava pavučincem plyšovým Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 19 / 14 Otravy velkými houbami gastrointestinální syndrom otrava závojenkou olovovou otravy jedovatými hřiby otravy holubinkami a ryzci otrava žampionem zápašným otrava kuřátky Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 20 / 14 Otravy velkými houbami antabusový syndrom halucinogenní syndrom muskarinový syndrom otrava hemolysiny pseudootravy z obtížné stravitelnosti pseudootravy z koincidence s jinými nemocemi Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 21 / 14 Pulmonální mykotoxikóza Stav vyvolaný směsí toxinů, vč. bílkovinných nastává po práci v prachu, pocházejícím z plesnivého materiálu projevuje se bolestmi na hrudi, třesavkou, horečkou, dušností bývá negativní RTG spontánně odezní i bez léčby může být přehlížena Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 22 / 14 Definice Mykotoxiny jsou látky toxické pro člověka a hospodářská zvířata, produkované mikroskopickými houbami, nebílkovinné povahy, s nimiž dochází ke kontaktu proti vůli a zájmům člověka. Můžeme si povšimnout: antropocentrismus – primární je toxicita pro člověka, nebo objekty jeho zájmu vyloučení rostlin – fyto(pato)toxiny jsou mimo ne bílkoviny – historický důvod, toxickými bílkovinami se v době objevu mykotoxinů zabývala jiná pracoviště jedna látka může být nebo nebýt mykotoxinem podle kontextu působení Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 23 / 14 Historie Prehistorické a raně historické otravy Látky řazené mezi mykotoxiny jsou spojopvány s některými legendárními nebo historickými událostmi: smrt prvorozených Jobova nemoc Thúkidydův mor v Athénách některé středověké epidemie podíl na čarodějnických procesech a jevech spojovaných s vampyrismem Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 24 / 14 Historie Počátky moderního zkoumání průkaz souvislosti ergotismu s námelem v obilí (polovina 19. století) toxicita plesnivé rýže (Japonsko, 90. léta 19. století) vztah plísní na obilí a ATA (3O. a 40. léta 20. století) Zastaveno „penicilinovým boomem“ po 2. světové válce. Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 25 / 14 Historie Start mykotoxinového boomu 1960 katastrofální hynutí krůťat na farmách v Nové Anglii. turkey-X disease prokázán vliv plesnivých arašidových pokrutin identifikována houba Aspergillus flavus izolovány substance světélkující pod UV lampou, pojmenovány aflatoxiny a rozlišeny podle typu fluorescence (B = blue, G = green) a indexovány podle Rf na tehdejších chromatografických médiích a soustavách identifikovány jako vysoce toxické a karcinogenní Obrat v nazírání na mikroskopické houby v potravinách a prostředí. Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 26 / 14 Historie Další vývoj Objev dalších aflatoxinů (některé objeveny jako metabolity z intoxikovaných organismů a dodatečně nalezeny i produkční kmeny) Objev řady toxických látek produkovaných mikroskopickými houbami Ztotožnění některých nemocí s mykotoxikózami Přeřazení některých toxických antibiotik mezi mykotoxiny Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 27 / 14 Historie Odeznění boomu Opuštění názorů na produkci aflatoxinů širokým spektrem plísní (dnes uznávány Aspergillus flavus, Aspergillus parasiticus a Aspergillus nomius). Zavedení konfirmace aflatoxinů na TLC Řada „falešných poplachů“ ve spojitosti s RIA a ELISA metodami a jejich odhalování Postupné ustalování počtu mykotoxinů kolem 450 druhů látek (problémy s počítáním) Ustálení počtu toxických druhů mikroskopických hub kolem 150 Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 28 / 14 Historie Současnost Zavedení některých mykotoxinů jako modelových toxinů (především v testech genotoxicity) Využití produkce mykotoxinů pro determinaci mikroskopických hub Zneužití mykotoxinů jako bojové biologické (? chemické) zbraně, odtud „antiteroristická legislativa“ Standardizace metod stanovení některých mykotoxinů, zavedení normalizovaných metod, limitů atd. V současné době patří stanovení základních mykotoxinů mezi standardní pořadovaná vyšetření potravin, krmiv a surovin Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 29 / 14 Historie V ČSSR Na konci 60. let měli zdravotní problémy pracovníci hygienické služby, degustující kečupy a rajské protlaky. Problém byl řešen na našem pracovišti. Prakticky současně na VŠV (nyní VFU) řešili aflatoxikózy hospodářských zvířat (pracoviště přerostlo na nynější CHPR v rámci SZÚ) Výzkum ČSAV byl soustředěn na pracoviště v Olešnici v Orlických horách V Plzni byla vybudována referenční laboratoř pro aflatoxiny (Adensam, Turek) Významný výzkum ve spolupráci s českými i zahraničními pracovišti prováděla Dvořáčková v Hradci Králové Několik center vzniklo na Slovensku, především na Výskumném ústavu preventivného lekárstva Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 30 / 14 Historie Hlavní problém výzkumu před rokem 1989 Výzkum byl roztříštěný a negativně poznamenaný utajováním a nemožností publikovat některá fakta. Řada akcí byla za hranicemi tehdy legálních postupů. To je i příčina nedostatečné publikační aktivity v té době, řada hodnotných (minimálně z historického hlediska) prací je uložena po špatně dostupných sbornících. Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 31 / 14 Základní mykotoxiny aflatoxiny – zpravidla se vyčleňuje aflatoxin B1, někdy aflatoxin M1 a zbytek jako „suma ostatních aflatoxinů“ patulin – současně „zastupuje“ i kyselinu penicillovou ochratoxin nějaké trichotheceny – u nás tč. T-2 toxin a deoxynivalenol mohou být i další – jednak z hlediska toxicity, jednak z hlediska karcinogenního potenciálu Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 32 / 14 Producenti mykotoxinů Nejdůležitější rody Aspergillus Penicillium Fusarium Nebezpečnost producentů Produkce mykotoxinu může být druhovým znakem, častěji ale kolísá uvnitř druhu, někdy až mezi nulou a vysokými hodnotami Proto rozlišujeme potenciální toxinogenitu houba patří ke druhu, který je schopen produkovat mykotoxiny toxinogenitu u daného záchytu byla prokázána produkce mykotoxinů (alespoň na modelovém substrátu) Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 33 / 14 Dělení mykotoxinů Hlavní systémy podle chemické struktury podle mohutnosti toxicity podle účinků na úrovni makroorganismu podle účinků na úrovni buňky podle biosyntézy rozdělení na karcinogenní a nekarcinogenní Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 34 / 14 Detoxikace mykotoxinů V malém měřítku (domácnost) je prakticky nemožná, ve velkém (výroba potravin a krmiv) je drahá a snižuje hodnotu detoxikovaných surovin. V některých případech se používá speciální zpracování. Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 35 / 14 Detekce mykotoxinů Přehled metod Fyzikálně chemické Sloupcová chromatografie TLC (HPTLC) HPLC Biologické Toxikologické Mikrobiologické Imunologické RIA ELISA Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 36 / 14 Obecný postup Přehled Odběr a mixáž vzorku Předčištění a čištění Separace Detekce Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 37 / 14 Výhody a nevýhody HPLC Vysoce citlivá a přesná detekce Vyžaduje náročné čistící postupy Může dávat chybné hodnoty při změně materiálu Instrumentální náročnost TLC Méně přesná kvantitativní detekce Menší nároky na čištění Výrazně nižší cena Určitá pravděpodobnost nalezení látek, s nimiž se nepočítalo Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 38 / 14 Výhody a nevýhody Toxikologické metody Jednoduché provedení Cena versus etika (v tom výhoda bezobratlých a mikrobiologických metod) Najde se vše jedovaté RIA, ELISA Instrumentálně náročné Často se pracuje s neupraveným vzorkem Musí se upravit na konkrétní materiál Mohou být ovlivnění ve smyslu kladné i záporné chyby, i velmi obtížně předvídatelné Zachytí i příbuzné látky (v některých případech pozitivní, jindy zmatečné) Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 39 / 14 Přehled chorob 1 Jisté mykotoxikózy Ergotismus Akutní kardiální beri-beri ATA Mykotoxiny jako jeden z více faktorů Toxická hepatitida Primární hepatom Reyův syndrom Kwashiorkor Hyperestrogenismus Karcinom jícnu Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 40 / 14 Přehled chorob 2 Nejisté nebo nedostatečně prokázané Kardiomyopatie „kobaltového piva“ Balkánská endemická nefropatie Pelagra Další nádory Poruchy imunity Podíl na „tajemných a zázračných“ jevech „Egyptské rány – smrt prvorozených“ Jobovo onemocnění Některé příznaky čarodějnictví (Salemský proces) Některé příznaky vampyrismu Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 41 / 14 Původci infekcí Existuje jich mnoho druhů. Zabývají se jimi jiné přednášky tohoto předmětu i dalších předmětů (vč. navazujícího magisterského studia) Nejproblematičtejší jsou ti původci, kteří jsou s to se v potravinách množit a z nich „nejnej“ ti, kteří to zvládnou při skladovacích teplotách Ostatní se mohou naředit pod infekční dávku, nebo dokonce spontánně zaniknout Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 42 / 14 Děkuji za pozornost Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. ·Rizika, mykotoxiny ·12. září 2022 43 / 14