Микотоксины Р. islandicum

Обладают избирательным токсическим действием на печень, вызывая центролобулярные некрозы и жировую инфильтрацию гепатоцитов при остром токсикозе, фиброз и пролиферацию желчных протоков при подостром действии, постнекротический цирроз и опухоли печени при хроническом воздействии. В последующем было выявлено, что гепатотоксические свойства Р. islandicum связаны с его вторичными метаболитами — лютеоскирином, исландитоксином, циклохлоротином и эритроскирином.

Лютеоскирин является одним из 7 пигментов, выделенных из Р. islandicum (кроме него: эритроскирин, исландицин, иридоскирин, скирин, руброскирин и катенарин). Сведения о распространенности лютеоскирина, так же как и других микотоксинов Р. islandicum практически отсутствуют. Описаны лишь единичные случаи обнаружения лютеоскирина в соевом соусе и пасте. Токсигенные штаммы Р. islandicum часто выделяли из долго хранившегося риса, а также из пшеницы, муки, сои, арахиса, бобовых и некоторых видов перца. При культивировании в лабораторных условиях изоляты Р. islandicum, как правило, продуцируют лютеоскирин.

К токсическому действию лютеоскирина чувствительны мыши, кролики, крысы, обезьяны. Для самцов мышей LD_ri0 при введении внутрь составляет 221 мг/кг массы тела; при подкожном введении — 145, внутрибрюшинном — 40,8 и внутривенном — 6,6 мг/кг. Показано, что более высокая чувствительность к лютеоскирину самцов и молодых животных обусловлена более высокой скоростью накопления токсина в печени. В опытах на мышах установлено, что при длительном введении лютеоскирин индуцирует развитие гепатом у 16,7% животных при дозе 50 мкг в день и у 84,6% — при дозе 500 мкг в день к 216-му дню. К канцерогенному действию лютеоскирина оказались также более чувствительными самцы.

Люмилютеоскирин (продукт фотохимического превращения лютеоскирина), исландицин, хризофакол и эмодин — мономерные антрахиноны, продуцируемые Р. islandicum, проявляли мутагенную активность в отношении Salmonella typhimurium в присутствии активирующей ферментной системы.

Лютеоскирин медленно всасывается в желудочно-кишечном тракте и избирательно накапливается в печени, где локализуется главным образом в митохондриальной (30−50% радиоактивности) и ядерной (50%) фракциях. Лютеоскирин выводится из организма с желчью (19%) и мочой (6%), всего около 25% введенной дозы за 18 дней. У самок токсин экскретировался значительно быстрее.

В механизме токсического действия лютеоскирина важное значение имеют ингибирование ферментов дыхательной цепи в печени, почках и миокарде, а также подавление процессов окислительного фосфорилирования. В опытах in vitro продемонстрирована способность лютеоскирина образовывать комплексы с ДНК и ингибировать активность ДНК-зависимой РНК-иолимеразы.

Циклохлоротин. — циклический пептид, содержащий хлор.

И с лапди токсин, выделенный из фильтрата культуры Р. islandicum, идентичен циклохлоротину по химическим и биологическим свойствам.

Острое токсическое действие циклохлоротина на крыс и мышей характеризуется нарушением дыхания и деятельности сердечно-сосудистой системы, развитием судорог. При внутривенном введении собакам в дозе 1 мг на 1 кг массы тела он вызывает рвоту, дианоз, гипотермию и гибель в течение первых 24 ч. Для мышей, крыс и морских свинок LD₅o при подкожном введении токсина составляет 0,5 мг/кг массы тела, а при введении внутрь 5 мг/кг. В печени при остром отравлении циклохлоротином наблюдаются вакуольная дегенерация гепатоцитов, геморрагии, резкое уменьшение содержания гликогена, увеличение уровня цАМФ, снижение концентрации белка в микросомах, в сыворотке крови возрастает активность аминотрансферазы. Так же как и лютеоскирин, циклохлоротин при длительном введении индуцирует развитие опухолей печени. Циклохлоротин у мышей локализуется главным образом в печени: уже через 30 мин в ней обнаруживается до 30% введеного количества токсина. Незначительные количества выявляются в почках (1−3%), головном мозге, жировой ткани и желчи (менее 1%). Через 24 ч в печени выявляли всего 5% введеного количества токсина, 46% выводилось с калом и 0,8% с мочой. В гепатоцитах токсин локализуется преимущественно в цитозоле (90% количества, обнаруживаемого в печени) и в митохондриях.

Биохимические проявления острого токсического действия циклохлоротина на ранних стадиях характеризуются значительным нарушением углеводного обмена: подавление синтеза гликогена в печени за счет ингибирования активности гликогенсинтетазы и активирования глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы. Увеличение активности глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы печени может сопровождаться возрастанием внутриклеточного NADPH и усилением синтеза липидов, что также характерно для интоксикации циклохлоротином. В печени одновременно снижается скорость включения аминокислот в белки. На более поздних стадиях интоксикации подавляется активность амидопирина и анилингидроксилазы. Определенную роль в токсическом действии циклохлоротина могут играть подавление процессов окислительного фосфорилирования в печени, а также нарушение структурных и функциональных свойств клеточных мембран и процессов регуляции их проницаемости.

Эритроксирин также является токсическим метаболитом Р. islandicum, с наличием которого связывают токсические свойства пожелтевшего риса.

По своим токсическим свойствам эритроскирин близок к лютеоскирину. При внутрибрюшинном введении LDfjo для мышей составляет 60 мг/кг массы тела. Он вызывает развитие центрилобулярных некрозов в печени, поражение лимфатических узлов, селезенки и вилочковой железы.

Ругулолин — микотоксин, продуцируемый Р. rugulosum, Р. bruimeum, Р. tardum, по химической структуре и биологическим свойствам очень близок к лютеоскирину. От последнего его отличает только отсутствие гидроксильной группы С-8,8. Ругулозин часто обнаруживают в различных пищевых продуктах. Острое токсическое действие этого токсина характеризуется преимущественным поражением печени (центрилобулярные некрозы, жировая дегенерация гепатоцитов), а хроническое — развитием гепатоцеллюлярных карцином. Однако его канцерогенные свойства примерно в 10 раз менее выражены, чем у лютеоскирина. LD50 ругулозина для мышей при внутрибрюшинном введении составляет 55 мг/кг массы тела, для крыс — 44 мг/кг; при введении внутрь для мышей — более 4000 мг/кг.

Цитрсовиридин — микотоксин, обладающий нейротоксическими свойствами, был впервые выделен из культуры Р. citreo-viride, изолированной из пожелтевшего риса. На основном природном субстрате — рисе — максимальное токсинообразование наблюдается при 12−22 С.

В клинической картине острого и подострого отравления цитреовиридином преобладают симптомы поражения ЦНС и сердечно-сосудистой системы. LD₅₀ для мышей составляет: при введении внутрь — 29 мг/кг массы тела, при подкожном — 11 и при внутрибрюшинном — 7,5 мг/кг. Для крыс LD₅₀ при подкожном введении составляет 3,6 мг/кг. При подостром действии токсин вызывает у кошек, кроме поражения ЦНС, нарушение зрения вплоть до атрофии зрительного нерва спустя год от начала эксперимента. При подкожном введении крысам токсин быстро всасывается, и через 8 ч значительные его количества (до 3% введенной дозы) выявляли в печени. Через 21 ч с калом выводилось всего 3%, а через 45 ч — 1% введенной дозы. В моче токсин не обнаружен.

При остром, как и подостром воздействии цитреовиридин подавляет активность Na^f, КЛ-активируемой АТФазы синаптосом головного мозга крыс, a in vitro снижает активность Mg^2f— и Na⁺, К^f-активируемых АТФаз микросом и синаптосом, выделенных из ткани головного мозга. При интоксикации снижается уровень гликогена в мозговой ткани, что указывает на важную роль нарушения энергетического обмена в механизме действия цитреовиридина. Предполагают, что цитреовиридин поражает прежде всего холинэргическую систему, так как и in vivo, и in vitro он ингибировал активность холинэстеразы синаптосом головного мозга.

Следует особо отметить факт ингибирования цитреовиридином активности тиаминдифосфатзависимой транскетолазы и пиридоксинзависимых аминотрансфераз печени, поскольку этот микотоксин может играть определенную роль в этиологии кардиальной формы бери-бери — заболевания, обычно рассматриваемого как В-авитаминоз. В пользу данной гипотезы свидетельствуют, во-первых, особенности клинической картины — острое начало и молниеносное (в течение 2−3 дней) течение, трудно объяснимое с позиций витаминной обеспеченности организма; во-вторых, совпадение клинических признаков заболевания с проявлениями у млекопитающих экспериментального микотоксикоза, вызванного цитреовиридином; в-третьих, распространенность заболевания среди населения, основным пищевым продуктом которого является рис (страны Азии); в-четвертых, наличие характерных для микотоксикозов колебаний заболеваемости в зависимости от изменения климатических условий и сезона года; в-пятых, резкое уменьшение частоты заболевания в Японии с 1910 г после введения системы контроля за качеством риса, задолго до широкого внедрения в лечебную практику витаминных препаратов группы В.

Цитринин был впервые выделен из культуры Р. citrinum. Именно Р. citrinum являлся одним из основных видов грибов, выделенных из пожелтевшего риса. В последующем было показано, что цитринин может образовываться 14 видами Penicillium и некоторыми видами Aspergillius, в частности Р. expansum, A. terreus, A. niveus, A. candidus и др.

Цитринин довольно часто обнаруживают в качестве природного загрязнителя продовольственного сырья и кормов: различных видов зерновых (пшеницы, ячменя, овса, ржи) в концентрации 0,007−100 мг/кг в США, Канаде, Польше, Австралии, Дании; в Индии он найден в арахисе, в Японии — в кукурузной муке. В незначительных количествах цитринин обнаружен в хлебобулочных изделиях, мясных продуктах и фруктах. Часто его находят в зерне вместе с охратоксином А.

Цитринин обладает выраженными нефротоксическими свойствами и, как полагают, вместе с охратоксином, А ответствен за развитие нефропатии у свиней и домашней птицы в Дании и токсикозов у крупного рогатого скота в США. Избирательное нарушение под действием цитринина структуры и функции почек подтверждено в экспериментах на свиньях и различных лабораторных животных, причем характер патологических изменений очень близок к таковому при действии охратоксина А.

Основными клиническими симптомами интоксикации цитринином являлись полиурия, глюкозурия, протеинурия, снижение концентрации в моче Na⁺, К⁺ и С1, увеличение азота мочевины в крови. Гистологически выявлялись некротические изменения эпителия, главным образом — проксимальной части канальцев нефрона. У цыплят бройлеров при введении цитринина патологические изменения обнаруживаются в печени, вилочковой железе, селезенке. При внутрибрюшинном введении LD₅₀ для мышей составляет 58−80 мг/кг массы тела, для крыс — 67, кроликов — 50, хомячков — 66−75 мг/кг; при введении внутрь: для мышей — 105−112, кроликов — 134 и хомячков — 220 мг/кг. Следует отметить, что на мышей, кроликов и собак цитринин оказывает парасимптомиметическое действие: усиливает мышечный тонус, вызывает бронхоспазм, расширение кровеносных сосудов. Обнаружено и выраженное эмбриотоксическое действие его в опытах на мышах и куриных эмбрионах. В дозе 50 мкг на яйцо у 46% куриных эмбрионов токсин индуцировал различные аномалии развития конечностей: при увеличении концентрации токсина до 150 мкг на яйцо количество эмбрионов с аномалиями развития возрастало до 73%. Тератогенные свойства цитринина подтверждены и в опытах на крысах.

Долгое время считалось, что сам цитринин не обладает канцерогенным действием, но в некоторых случаях (например, в сочетании с N-нитрозодиметиламином или М-(3,5-дихлорфенил)-сукцинимидом) проявляет свойства канцерогена. Он также усиливает канцерогенное действие охратоксина Л. Выявлено канцерогенное действие и у самого цитринина: содержание крыс линии F344 в течение 80 недель на рационе с включением токсина в концентрации 1000 мг/кг приводило к развитию опухолей почек у 72,9% животных.

У цитринина обнаружена выраженная антибактериальная активность в отношении грамположительных бактерий.

При введении ^и[С]-цитринина крысам внутрь он быстро всасывался из желудочно-кишечного тракта и концентрировался в почках, а затем в убывающем количестве — в печени, мочевом пузыре, крови, легких, половых органах и селезенке, где сохранялся на высоком уровне в течение 6 ч. В течение первых 24 ч 72% введенного количества цитринина выводилось с мочой и 11% — в течение 48 ч с калом. Через 72 ч из организма крыс выводилось 96% токсина, а в почках, печени и плазме крови оставалось всего около 1,2% введенной дозы. В моче самок крыс через 24 ч после введения ¹⁴[С]-цитринина были обнаружены два неидентифицированных меченых метаболита, один из которых нашли в желчи.

Остаются невыясненными биохимические механизмы действия цитринина. Показано лишь, что токсин в дозах 40−130 мкг на 1 мл среды подавляет синтез ДНК, РНК и белка в бактериальных и дрожжевых клетках. В опытах in vitro он также ингибировал активность ДНК-зависимой РНК-полимеразы клеток эукариот и Е. coli. При остром токсикозе у мышей в печени наблюдалось достоверное снижение содержания ДНК (на 55% через 3 ч), а также РНК и белка (соответственно на 17 и 10% через 6 ч). Содержание ДНК и особенно РНК уменьшалось также в почках. Представляют интерес данные о влиянии цитринина на обмен кальция — как in vivo, так и in vitro он вызывал увеличение внутриклеточной концентрации кальция в почках.