1 - Tıbbi Mikrobiyoloji Mikotoksinler M İ KOTOKS İ NLER Prof. Dr. A. Nedret KO Ç Erciyes Ü niversitesi T p Fak ü ltesi Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal , KayseriMantarlar insanlarda genellikle üç yolla hastal ığ a neden olurlar; 1-Mantar alerjisi ? 2- Mikozis (Mikoz) (Mantar ? infeksiyonu) 3-Mikotoksikozis: Mantarlardan ileri ? gelen zehirlenmelerMikotoksikozis Mantarlardan ileri gelen zehirlenmeler A- Miketismus (Mycetismus): besin olarak zehirli mantarlar ı n yenmesi B- Mantarlar ı n sentezledi ğ i ve çevreye salg ı lad ığı toksinlerle kontamine yiyeceklerin yenmesi Miketismus Yenen mantarlar, ? ço ğ unlukla Basidiomycetes s ı n ı f ı ndaÖrnek : Amanita ? Amotoksin ( ?, ?, ? amanitin) Falotoksin ( falloidin, falloin) ? ? Hedef organ karaci ğ er ? protein sentezini bozar, hücre ? membran ı n ı bozar, Endoplazmik retikulumun da ğı lmas ı , ? Kolinerjik sistem etkilidir ?M İ KOTOKS İ NLER Çe ş itli patojenik mantar türleri ? taraf ı ndan sentezlenen, al ı nd ı klar ı zaman insan ve hayvanlarda, latent, akut, subakut veya kronik karakterlerde toksikasyonlara neden olan ikincil metabolitlerdir. Mikotoksin Mykes (Yunanca mantar) ? toxicum (Latince zehir) kelimelerinin ? birle ş mesinden olu ş mu ş tur. Hastal ığı ifade eden “mikotoksikozis ? (mycotoxicosis) ”Mikotoksinler Is ı ya dayan ı kl ı , kuvvetli hücre zehiri, ? mutojen, kanserojen Mantar ı n canl ı l ığı n ı devam için ? esansiyel de ğ il Hayvanlar için öldürücü ?Mikotoksinlerin Tarihçesi Ç ok eski tarihlerden beri şapkal ? mantarlar n yenilmesiyle zehirlenmeler bilinmekte Mikotoksikozuna ili şkin ilk bilgiler, ? orta ç a ğ da; hallusinasyon, delirium, konv ü lziyon ve ekstremitelerde gangren ile karakterize epidemik verilere 1850’lerde Claviceps purpurea olarak bilinen ? mantar n toksinleri olan ergot alkoloitlerinin sorumlu oldu ğ u tan mlanm ş ve hastal ğ a “ Ergotizm ” ad verilmi ştir Rusya ’ da II. Dünya Sava ş ı s ı ras ı nda ATA ? (Alimentar Toksik Aleukia) olarak bilinen hastal ı k Fusarium graminearum ile enfekte çavdar ekmeklerinin yenmesi 1960’larda İ ngiltere’de y ü zbin hindinin ? ö l ü m ü ne mikotoksinlerin neden oldu ğ u anla ş lm şMikotoksinler Küflerin toksik özellikteki ikincil metabolitleridir. ? Bölgeden b ölgeye, seneden seneye de ğ i ş iklik ? göstermektedir. Tan ı mlanm ı ş mikotoksin say ı s ı 300 ’ ün üzerinde ? olup, bunlardan yakla ş ı k 20 ’ si kanserojen etkilidir. Günümüzde üzerinde önemle durulan mikotoksinler ? aflatoksinler (B 1 , B 2 , G 1 , G 2 , M 1 , M 2 ) dir . Dünya Sa ğ l ı k Örgütü aflatoksinler ve ? ergot alkaloidleri d ı ş ı nda daha farkl ı mikotoksin tan ı mlam ı ş lard ı r. Bunlar; trikotesenler, okratoksinler ve zearalenonlar ’ d ı r. Bunlardan ba ş ka mikotoksinler ise; Sitrinin, patulin, sterigmatosistin, penisillik asit, sporidesmin ve rubratoksininMikotoksin olu ş umuna tesir eden faktörler Fiziksel ? Kimyasal ? Biyolojik ?Fiziksel faktörler Çevrenin s ı cakl ığı , nemi veya su muhtevas ı ? Aflatoksin olu ş um s ı cakl ığı 25-30 o C ’ dir. ? Sporidesmin toksini optimal olarak 20 o C ’ de ? Pithomyces chartarum optimum 24 o C ’ de geli ş ir ? Alternaria, Fusarium, Helminthosporium ve ? Cladosporium cinslerinin, %22-25 oran ı nda su ihtiva Aspergillus ve Penicillium cinslerinin ise, %13-18 ? kadar az rutubetteki Aflatoksin olu ş umu için en uyun nisbi nemin %85 ?Küfler aerobik organizmalar olduklar ı ? için geli ş melerinde oksijenin büyük rolü vard ı r. Do ğ al g ı da ve yem maddelerinde ? meydana gelen ezilme, zedelenme, k ı r ı lma, çatlama, böcekler taraf ı ndan yaralanma gibi mekanik hasarlar küf geli ş imini art ı ran fiziksel faktörlerdir. Kimyasal faktörler G ı da maddeleri aras ı ndaki bile ş im, su ? muhtevas ı , pH, kimyasal ve fiziksel yap ı de ğ i ş iklikleri, bunlar üzerinde sentezlenen mikotoksin miktarlar ı n ı n da farkl ı olmas ı na yol açmaktad ı r Kimyasal faktörler Mikotoksin sentezinde inorganik tuzlar ı n tesiri farkl ı ? Çinko temel elementtir ? A.melleus, litresinde 500mg çinko bulunan ? A.sulphureus, litresinde 100mg potasyum, 25mg ? fosfor, 300mg magnezyum sülfat bulunan besiyerinde en yüksek okratoksin üretimini Kadmiyum ve demir aflatoksin üretimini stimüle ? Demir, baryum geli ş mesini azalt ı r ?Kimyasal faktörler Mikotoksin sentezinde pH ’ n ı n da ? önemli rolü Küfler pH 3.5-5.5 aras ı nda ve 20-30 ? o C ’ de yo ğ un etkinlik Biyolojik faktörler 1)Küf su ş unun toksijenik olup olmad ığı ve toksijenik ise toksin üretme kabiliyeti 2) Ayn ı ortamda toksin üreten küflerle birlikte rekabet durumunda bulunan di ğ er küflerin mevcudiyeti 3) Mikrobiyal detoksifikasyonBiyolojik faktörler Ayn ı ortamda toksijenik bir küfle di ğ er ? küflerin birlikte bulunmas ı bu küflerin ayn ı besin maddelerini payla ş ma zorunlulu ğ u toksin üretimini azalt ı r Toksijenik küfle rekabete giren di ğ er ? mikroorganizmalar mikotoksini, metabolize ederek veya ç ı kard ı klar ı metabolitleri ile parçalayarak detoksifiye ederler Toksijenik küf kendi üretti ğ i toksini ? detoksifiye edebilir Mikotoksinlerin patofizyolojisi Genellikle sindirim sisteminden girerek ? etki ederler. Toksinler sindirim kanal ı na ula ş ı nca, ? barsaktan emilerek kana geçer ve bu yolla bütün doku ve organlara yay ı l ı rlar İ nhalasyonla al ı nmas ı hakk ı nda ilgi ? yokturMikotoksinlerin patofizyolojisi Vücutta bir çok organlara kar ş ı affinite ? gösterirler ve fonksiyonlar ı n ı bozarlar En fazla etkilenen organ karaci ğ erdir ? Mikotoksinlerin ço ğ u hepatotoksiktir ?Sitrinin ve okratoksin domuzlarda böbrek ? bozuklu ğ u Ergot alkaloidlerinin sinir sistemi ve düz ? kaslar üzerine etkileri Fusarium tricinctium mantar ı n ı n ? sentezledi ğ i T-2 toksini ülserasyon ve hemorajiler Solunum sistemine direkt etkili mikotoksinler ? nadirdir. Kanserojen etkilidir. ?Mikotoksinler içinde en potent ve en iyi karakterize olan AFLATOKS İ NAFLATOKS İ NLER Besin veya besin hammaddeleri k üf ? geli ş mesiyle ortaya ç ı kan en önemli ve en fazla çal ı ş ı lan mikotoksinlerdir. İ ngilterede y üzbin hindinin ölümüne neden ? olan salg ı na yemlerde ortaya ç ı km ı ş t ı r. Aspergillus flavus türü k üf mantar ı ? taraf ı ndan üretildi ğ i g örülmü ş ve “aflatoksin” olarak adland ı r ı lm ı ş t ı r. İ smini Aspergillus flavus ’ un A ve FLA ? harflerinin birle ş mesindenAFLATOKS İ NLER Aspergillus ve Penicillium soylar ı nda ? bulunan çe ş itli mantar su ş lar ı nca sentezlenirler Aspergillus flavus ve Aspergillus ? parasiticus türleri çok fazla miktarda sentezlerler. Aspergillus bombycis, Aspergillus ? ochraceoroseus, Aspergillus nomius ve Aspergillus pseudotamari ’ nin de aflatoksin üreten t ürlerden oldu ğ unu göstermi ş tirAflatoksinlerin fiziksel ve kimyasal ö zellikleri Kromatografik hareketlerine g ö re; ? aflatoksin B 1 , aflatoksin B 2 , aflatoksin G 1 , ? aflatoksin G 2 En fazla sentezlenen ve en yo ğ un bulunan ? t ü rev aflatoksin B 1 Aflatoksin B 1 ve B 2 S ü tte %1,5’ oran nda M ? ve M 2 ye d ö n üşü rler.Aflatoksin M 1 ilk olarak 1966’da s ü tte ? bulunarak isimlendirilmi ştir. Ayr ca aflatoksin M 1 ’in koyun idrarlar nda, k ü fl ü yerf st ğ nda, m s rda ve laktoserum tozlar nda da bulundu ğ u tespit edilmi ştir. Aflatoksinin bu 6 t ü r ü nden ayr olarak ? aflatoksinlerin say s 20’yi ge ç mektedirAflatoksinlerin fiziksel ve kimyasal ö zellikleri A f l a t o k s i n M o l e k ü l F o r m ü l ü M o l e k ü l A ğ r l ğ E r i m e N o k t a s 0 C U V A b s o b s i y o n u 3 6 0 m m B 1 C 1 7 H 1 2 O 6 3 1 2 2 6 8 - 2 6 9 2 1 8 0 0 B 2 C 1 7 H 1 4 O 6 3 1 4 2 8 6 - 2 8 9 2 4 0 0 0 G 1 C 1 7 H 1 2 O 7 3 2 8 2 4 4 - 2 4 6 1 7 7 0 0 G 2 C 1 7 H 1 4 O 7 3 3 0 2 3 7 - 2 4 0 1 7 1 0 0 M 1 C 1 7 H 1 2 O 7 3 2 8 2 9 9 2 1 2 5 0 M 2 C 1 7 H 1 4 O 6 3 3 0 2 9 3 2 2 9 0 0 Aflatoksinlerin bulundu ğ u do ğ al kaynaklar yerf st ğ nda, ? bu ğ day, ? dar , ? m s r, ? kuru baklagillerde, ? s ü t ve s ü t ü r ü nlerinde, ? et ü r ü nlerinde, ? baharatlarda aflatoksinler belirlenmi ştir . ?Aflatoksinlerin toksik ve kanserojen etkisi Hayvanlar hem de insanlarda akut ve kronik ? toksite Akut karaci ğ er hasar , karaci ğ er sirozu, ? t ü m ö r olu şumu ve teratojenik etki Toksik etkisi canl n n t ü r ü , ya ş , cinsiyeti ve ? al nan doza g ö re de ğ i şiklik g ö sterebilmektedir.Aflatoksinlerin insan sa ğ l ğ ü zerine etkileri imm ü n sistemi bask lay c etki ? Karaci ğ er kanserini ind ü kleme potansiyeli ? Mutajen ve teratojen etki ? K üçü k miktarlar organ ve dokularda birikime ? u ğ rayarak y llar sonra toksik etki Akut ensefalopati ve karaci ğ erde belirgin ? olmak ü zere organlarda ya ğ lamaAflatoksinlerin hayvan sa ğ l ğ ü zerindeki etkisi Geli şme h z nda, ? yem t ü ketiminde azalma ? Karaci ğ er bozuklu ğ u, ? İ ç organlarda kanamalar, ? K l ö rt ü s ü nde de ğ i şme, ? Ö l ü mlerin art ş , ? Ö zellikle karaci ğ erde kanser olu şumu, ? Kan n p ht la şmas , ? B ö brek fonksiyonunda ve immun cevapta bozulma ?Analiz y ö ntemleri İ mmunokimyasal y ö ntemler ? Kromatografik ay rma teknikleri ?Kromatografik y ö ntemler A ç k kolon kromatografisi ? İ nce tabaka kromatografisi(TLC) ? Y ü ksek bas n ç l s v kromatografisi ? (HPLC) Gaz s v kromatografisi ?İ mm ü nokimyasal y ö ntemler ELISA ? RIA ?Aflatoksinlerin detoksifikasyonu Detoksifikasyon y ö ntemi amonyak ile i şleme tabi ? tutmakt r. Bu y ö ntemin extra yem maliyeti getirmesi, ? İ nsan organizmas n n amonya ğ a maruz kalmas ve ? Olu şan y k m ü r ü n ü n ü n mutajenik olmas ? dezavantajlar Ç e şitli s larda hidrojen peroksit kullan labilece ğ i ? bildirilmekle birlikte ö rneklerde inaktivasyon oran % 4,3 -%28,8 aras nda bulunmu ştur. Sütün aflatoksin M 1 içeri ğ inin pastörizasyon ? ve sterilizasyon gibi ı s ı tma i ş lemi ile azalmad ığı n ı , yo ğ urt ve peynir haz ı rlanmas ı s ı ras ı nda da herhangi bir azalman ı n olmad ığı bildirilmi ş tir.T ü rk g da kodeksine g ö re aflatoksinler i ç in belirtilen limit de ğ erler T o k s i n G d a M a d d e s i K a b u l e d i l e b i l i r e n y ü k s e k d ü z e y m g / k g A f l a t o k s i n B 1 B a h a r a t l a r 0 , 0 0 5 A f l a t o k s i n B 1 H u b u b a t l a r 0 , 0 0 2 A f l a t o k s i n B 1 H u b u b a t u n l a r 0 , 0 0 2 A f l a t o k s i n B 1 T ü m g d a m a d d e l e r i 0 , 0 0 5 A f l a t o k s i n M 1 P e y n i r 0 , 0 0 0 2 5 A f l a t o k s i n M 1 S ü t v e s ü t ü r ü n l e r i 0 , 0 0 0 0 5 A f l a t o k s i n M 1 B e b e k m a m a l a r v e d e v a m f o r m ü l l e r i 0 , 0 0 0 0 2 A f l a t o k s i n ( B 1 + B 2 + G 1 + G 2 ) B e b e k g d a l a r v e h a z r k a r ş m l a r 0 , 0 0 0 0 1 A f l a t o k s i n ( B 1 + B 2 + G 1 + G 2 ) T ü m g d a m a d d e l e r i 0 , 0 1 0 Aflatoksinleri olu ş turan küf türleri, do ğ al kaynaklar ı ve klinik etkisi T o k s i n O l u ş t u r a n k ü f t ü r ü D o ğ a l k a y n a k l a r K l i n i k e t k i s i A f l a t o k s i n l e r A s p e r g i l l u s f l a v u s A . p a r a s i t i c u s A . n o m i u s M s r , y e r f s t ğ , p a m u k t o h u m u , a r p a , ç a v d a r , s ü t v e s ü t ü r ü n l e r i A k u t k a r a c i ğ e r y e t e r s i z l i ğ i , k a r a c i ğ e r d e h a s a r , k a n a m a l a r , k a r a c i ğ e r k a n s e r i , I m m u n s u p r e s y o n Mikotoksin Tipi Ü reten K ü f T ü r ü Do ğal Kaynaklar Klinik Etkisi Okratoksin A Aspergillus ochraceus, Penicillium verrucosum Bu ğday,arpa, m s r,bira, kurutulmu ş meyveler, ş arap, kahve, ç ikolata Nefrotoksin,B ö breklerde hasar,b ö brek kanseri Patulin Penicillium expansum Elma, meyve ü r ü nleri ve bayat hayvan yemi Kanserojenik etki, beyin ve akci ğerlerde ö dem,akci ğerlerde kanama Sitrinin Penicillium citrinum P. viridicatum Bu ğday, arpa ve yer f st ğ Nefrotoksin,Nefrit b ö breklerde hasar ve nekroz Zearalenone Fusarium graminearum M s r, s ü p ü rge dar s ve bu ğday Ö strojenik etki, yavru d üş ü rme,uterusta geni ş leme Sterigmatosistin Aspergillus versicolor A. flavus Depo edilen pirin ç lerde Kanserojenik etki, hepatotoksisite Sporidesmin Phytomyces chartarum Ö l ü otlak otu Hepatotoksisite Penisillik asit Penicillium cyclopium Tah llar Kanserojenik etki, karaci ğerde ve b ö breklerde hasar Trikatosenler Fusarium roseum F. tricinctum M s r, arpa Kalp,akci ğer, b ö brek kanamalar , ö dem, dermatit, Alimenter toksik aleuika (ATA) Rubratoksin Penicillium rubrum P.purpurogenum M s r, baklagiller, f st k, ay ç i ç e ği ve kepek Karaci ğerde hasar, immunosupresyon Ergot alkaloidleri Claviceps purpurea Ç avdar, enfekte olmu ş otlaklar Periferal dokular n ö l ü m ü , kuru gangren, ergotizmT ü rk g da kodeksine g ö re aflatoksinler i ç in belirtilen limit de ğ erler Okratoksin A ? 1-300µm/ kg, ? Zearalenon ? 30-100 µm/ kg ? Patulin ? 20-50µm/ kg ? T2 ? 100µm/ kg ?Sonuç olarak; Yenilen g ı dalarda mikotoksini ? uzakla ş t ı rmak çok zor oldu ğ u için en önemlisi bu g ı dalar ı n küflerle kontamine olmas ı na engel olunmal ı d ı r Küfle kontamine olabilecek g ı dalarda ? mutlak mikotoksin düzeylerine bak ı lmal ı d ı rTe ş ekkürler                                                                                              Aflatoksin M 1 miktar ve y ü zdeleri A f l a t o k s i n m i k t a r ( p p t ) Ö r n e k S a y s % 0 - 9 1 0 1 1 . 1 1 0 - 1 9 3 3 . 3 2 0 - 3 9 8 8 . 8 4 0 - 4 9 6 6 . 6 5 0 - 7 9 1 5 1 6 . 6 ? 8 0 4 8 5 3 . 3 T o p l a m 9 0 1 0 0 S ü t ö rneklerindeki aflatoksin M 1 d ü zeylerinin k ö ylerdeki ö rnek say s na g ö re da ğ l m A f l a t o k s i n m i k t a r ( p p t ) G e r m i r K ö y ü C r g a l a n K ö y ü H o r s a n a k ö y ü S a l u r K ö y ü 0 - 9 - - - 1 0 1 0 - 1 9 1 1 - 1 2 0 - 3 9 3 3 1 1 4 0 - 4 9 2 2 - 2 5 0 - 7 9 6 6 1 2 ? 8 0 2 0 1 1 1 1 6 A l n a n Ö r n e k S a y s 3 0 2 7 3 3 0 Aflatoksin M1 miktar ı ve yüzdeleri Aflatoksin M1 miktar (ppt) Ö rnek say s Y ü zdesi 0-9 42 23,3 10-19 68 37,8 20-39 41 22,9 40-49 8 4,4 50-79 6 3,3 =>80 15 8,3 Toplam 180 100Aflatoksin M 1 miktar (ppt) Mimarsin an A ğ rnas Develi Salur G ö me ç Germir S. Ç kr k ç o ğlu MYO Market s ü t ü 0-9 6 7 2 13 13 - - 1 10-19 6 8 - 24 10 - 3 17 20-39 6 9 3 6 3 - 7 7 40-49 1 - - - 2 - 1 4 50-79 1 - 1 - 1 1 - 2 =>80 4 2 1 - - 4 - 4 Al nan Ö rnek Say s 24 26 7 43 29 5 11 35 p>0.05, x²:6.79