Микробный токсин
Микробные токсины — это токсины , вырабатываемые микроорганизмами , включая бактерии , грибы , простейшие , динофлагелляты и вирусы . Многие микробные токсины способствуют инфекции и заболеванию, напрямую повреждая ткани хозяина и выводя из строя иммунную систему. Эндотоксинами чаще всего называют липополисахариды (ЛПС) или липоолигосахариды (ЛОС), которые находятся во внешней плазматической мембране грамотрицательных бактерий. Ботулотоксин . , который в основном продуцируется Clostridium botulinum и реже другими видами Clostridium , является наиболее токсичным веществом, известным в мире [ 1 ] Однако микробные токсины также находят важное применение в медицинской науке и исследованиях. В настоящее время разрабатываются новые методы обнаружения бактериальных токсинов, позволяющие лучше изолировать и понять эти токсины. Потенциальные применения исследований токсинов включают борьбу с микробной вирулентностью, разработку новых противораковых препаратов и других лекарств, а также использование токсинов в качестве инструментов в нейробиологии и клеточной биологии . [ 2 ]
Бактериальный
[ редактировать ]Бактериальные токсины, которые можно классифицировать как экзотоксины или эндотоксины . Экзотоксины генерируются и активно секретируются; эндотоксины остаются частью бактерий. Обычно эндотоксин является частью внешней мембраны бактерий и не высвобождается до тех пор, пока бактерия не будет убита иммунной системой . Реакция организма на эндотоксин может включать тяжелое воспаление . В целом процесс воспаления обычно считается полезным для инфицированного хозяина, но если реакция достаточно серьезная, она может привести к сепсису . Экзотоксины обычно представляют собой белки с ферментативной активностью, которые воздействуют на клетки-хозяева, вызывая симптомы, связанные с заболеванием. Экзотоксины также относительно специфичны для бактерий, которые их производят; например, дифтерийный токсин вырабатывается только бактериями Corynebacterium diphtheriae и необходим для лечения дифтерии. [ 3 ] Некоторые бактериальные токсины можно использовать при лечении опухолей . [ 4 ] Эндотоксинами чаще всего называют липополисахариды (ЛПС) или липоолигосахариды (ЛОС), которые находятся во внешней плазматической мембране грамотрицательных бактерий. Не все штаммы бактерий вирулентны; существуют некоторые штаммы Corynebacterium diphtheriae, которые не продуцируют дифтерийный токсин и считаются невирулентными и нетоксигенными. Дополнительные классификации, используемые для описания токсинов, включают энтеротоксин , нейротоксин , лейкоцидин или гемолизин , которые указывают, на какой участок тела хозяина воздействует токсин. Энтеротоксины нацелены на кишечник, нейротоксины – на нейроны, лейкоцидины – на лейкоциты (лейкоциты), а гемолизины – на эритроциты. Активность экзотоксина можно разделить на специфическую цитотоксическую активность или широкую цитотоксическую активность в зависимости от того, нацелен ли токсин на определенные типы клеток или на различные типы клеток и тканей соответственно. Летальные токсины относятся к группе токсинов, которые являются очевидными агентами, ответственными за смерть, связанную с инфекцией.
Токсиноз – это патогенез, вызванный только бактериальным токсином, не обязательно связанный с бактериальной инфекцией (например, когда бактерии погибли, но уже продуцировали токсин, который попадает в организм). Это может быть вызвано золотистого стафилококка . , например, токсинами [ 5 ]
Примеры
[ редактировать ]Клостридиальный
[ редактировать ]существует более 200 видов Clostridium В мире , которые обитают в обычных местах, таких как почва, вода, пыль и даже наш пищеварительный тракт. Некоторые из этих видов производят вредные токсины, такие как ботулотоксин и столбнячный токсин. Большинство видов Clostridium , у которых есть токсины, обычно содержат бинарные токсины, причем первая единица участвует в попадании токсина в клетку, а вторая вызывает клеточный стресс или деформацию. [ 6 ] Клостридиальные токсины широко распространены и способствуют развитию многих заболеваний у людей и других организмов. Известно, что клостридиальные токсины помогают при желудочно-кишечных заболеваниях, и существует широкий спектр механизмов, с помощью которых клостридиальные токсины проникают в клетку хозяина или проникают в нее. Бактериальные токсины, образующие поры, широко распространены и имеют очень интересный способ проникновения или проникновения в клетку хозяина. Механизм действия клостридиальных токсинов включает в себя формирование пор клостридиями, а затем поры, внедряющиеся в клеточную мембрану клеток. Клостридиальные токсины обладают способностью повреждать или изменять клеточную мембрану, повреждая внеклеточный матрикс организма.
Токсин А и токсин В — это два токсина, продуцируемые Clostridioides difficile . Токсин А и токсин B представляют собой гликозилтрансферазы , которые вызывают антибиотикоассоциированный псевдомембранозный колит и тяжелую диарею, которые характеризуют проявления инфекции diff C. . [ 7 ]
Ботулинический
[ редактировать ]Ботулинические нейротоксины (BoNT) являются возбудителями смертельного пищевого отравления ботулизма и могут представлять серьезную угрозу биологического оружия из-за их чрезвычайной токсичности и простоты производства. Они также служат мощными инструментами для лечения постоянно расширяющегося списка заболеваний, при которых используются его паралитические свойства. Примером препарата с ботулотоксинами в качестве активного ингредиента является ботокс. [ 2 ] Нейротоксины TBotulinum (BoNT) представляют собой белковые нейротоксины, которые продуцируются бактериями Clostridium . BoNT в настоящее время в основном изучаются из-за их способности помогать при хронических воспалительных заболеваниях, таких как прыщи, рассеянный склероз, а также в косметических целях.
Столбняк
[ редактировать ]Clostridium tetani вырабатывает столбнячный токсин (белок TeNT), который приводит к смертельному состоянию, известному как столбняк, у многих позвоночных (включая человека) и беспозвоночных. В то время как столбнячный токсин вырабатывается из Clostridium tetani , спорообразующей бактерии, обнаруженной в почве, столбняк является паралитическим заболеванием, которое носит глобальный характер и обычно поражает новорожденных, а также неиммунизированных людей. Столбняк попадает в организм организмов через раны или повреждения кожи и может быть обнаружен в навозе, почве и пыли. Механизм столбняка включает в себя предотвращение столбняка передачи глицина и γ-аминомасляной кислоты из тормозных интернейронов спинного мозга, что приводит к спастическому параличу. Глицин — важная аминокислота, необходимая для адекватного функционирования нервной системы, способствующая межклеточной коммуникации по всему организму. Когда столбнячный токсин попадает в организм, он поглощается холинергическими нервными окончаниями, проходящими по аксонам в головной и спинной мозг, нарушая двигательную функцию у людей. Хотя столбняк является повреждающим токсином и имеет множество симптомов, его можно предотвратить с помощью вакцинации.
Токсин перфринголизин О
[ редактировать ]Clostridium perfringens — анаэробные грамположительные бактерии , часто встречающиеся в толстом и тонком кишечнике человека и других животных. Clostridium perfringens обладает способностью быстро размножаться, производя токсины, вызывающие заболевания. Порообразующий токсин перфринголизин обладает способностью вызывать гангрену у телят в присутствии альфа-токсина.
стафилококковый
[ редактировать ]Белки уклонения от иммунитета Staphylococcus aureus имеют значительную консервативность белковых структур и ряд активностей, которые направлены на два ключевых элемента иммунитета хозяина: комплемент и нейтрофилы . Эти секретируемые факторы вирулентности помогают бактериям выжить в механизмах иммунного ответа. [ 2 ]
Примеры токсинов, продуцируемых штаммами S. aureus, включают энтеротоксины, вызывающие пищевые отравления, эксфолиативные токсины, вызывающие синдром ошпаренной кожи , и токсин синдрома токсического шока (TSST), лежащий в основе синдрома токсического шока . [ 7 ] Эти примеры токсинов классифицируются как суперантигены . [ 7 ]
с множественной лекарственной устойчивостью Штаммы S. aureus также производят альфа-токсин, классифицируемый как порообразующий токсин , который может вызывать абсцессы . [ 7 ]
Входить
[ редактировать ]Шига-токсины (Stxs), ответственные за болезни пищевого происхождения, представляют собой класс токсинов, продуцируемых шига-токсин-продуцирующими Escherichia coli (STEC) и Shigelladysenteriae серотипа 1. Stx был впервые идентифицирован в S. дизентерии , а позже было обнаружено, что он продуцируется некоторыми штаммы кишечной палочки . [ 8 ] Stxs действуют посредством ингибирования синтеза белка инфицированных клеток и могут быть разделены на две антигенно разные группы: Stx/Stx1 и Stx2. [ 7 ] Stx1 иммунологически эквивалентен Stx; однако он получил отдельное название, чтобы указать, что его производит компания STEC, а не S.dysenteriae . Stx2 производится только компанией STEC и антигенно отличается от Stx/Stx1. Термин «шигаподобные токсины» ранее использовался для дальнейшего различения шига-токсинов, продуцируемых E. coli, но в настоящее время их все вместе называют шига-токсинами. [ 8 ] Внутри штаммов STEC подгруппа, классифицируемая как энтерогеморрагическая E. coli (EHEC), представляет собой класс патогенов с более тяжелыми факторами вирулентности в дополнение к способности продуцировать Stx. EHEC-инфекции приводят к более тяжелым заболеваниям, таким как геморрагический колит и гемолитико-уремический синдром . [ 7 ] Существует около 200 штаммов STEC, и широкий диапазон разнообразия и вирулентности между ними может быть частично объяснен опосредованным фагами горизонтальным переносом генетического материала. [ 9 ]
Токсин сибирской язвы
[ редактировать ]Заболевание сибирской язвы у людей возникает в результате заражения токсинообразующими штаммами Bacillus anthracis , которые можно вдохнуть, проглотить с зараженной пищей или питьем или получить через повреждения кожи, такие как порезы или царапины. [ 10 ] Домашние и дикие животные также могут заразиться при вдыхании или проглатывании. В зависимости от пути проникновения заболевание может первоначально проявляться в виде ингаляционной сибирской язвы, кожной или желудочно-кишечной формы сибирской язвы, но в конечном итоге распространяется по всему организму, что приводит к смерти, если не лечить антибиотиками. [ 10 ] Токсин сибирской язвы состоит из трех доменов: протективного антигена (PA), фактора отека (EF) и летального фактора (LF). EF представляет собой аденилатциклазу, нацеленную на АТФ. Фермент LF представляет собой металлопротеазу, которая придает летальный фенотип, связанный с заболеванием сибирской язвой. [ 7 ] Поскольку ЛФ является агентом, ответственным за смерть инфицированных хозяев, его относят к группе смертельных токсинов. [ 3 ]
Дифтерийный токсин
[ редактировать ]Дифтерийный токсин вырабатывается вирулентными Corynebacterium diphtheriae , которые поражают слизистые оболочки горла и полости носа, вызывая серую утолщенную слизистую оболочку горла, боль в горле, слабость, легкую лихорадку, опухание шейных желез и затруднение дыхания. [ 11 ] Дифтерийный токсин представляет собой АДФ-рибозилтрансферазу, которая ингибирует синтез белка, вызывающий симптомы, связанные с заболеванием. [ 7 ] До создания вакцины дифтерия была основной причиной детской смертности. [ 11 ] Вакцина против дифтерии содержит дифтерийный анатоксин, антигенно идентичный, но инактивированный и нетоксичный. Когда анатоксин вводится в организм в составе вакцины, возникает иммунный ответ без последствий, связанных с токсигенностью. [ 3 ]
Коклюшный токсин
[ редактировать ]Токсин коклюша вырабатывается вирулентной Bordetella pertussis и вызывает коклюш — респираторное заболевание, которое может быть смертельным для младенцев. Сильный неконтролируемый кашель затрудняет дыхание, вызывая «кричащий» звук, возникающий при вдохе. [ 12 ] Bordetella pertussis поражает реснички верхних дыхательных путей, которые повреждены коклюшным токсином, АДФ-рибозилтрансферазой, воздействующей на G-белки. [ 7 ]
Холерный токсин
[ редактировать ]Холера , характеризующаяся обильной водянистой диареей, является потенциально опасным для жизни заболеванием, передающимся фекально-оральным путем через пищу или воду, загрязненную токсигенным холерным вибрионом . [ 13 ] V. cholerae поражает кишечник и выделяет холерный токсин , экзотоксин и мощный энтеротоксин, который действует как АДФ-рибозилтрансфераза, воздействуя на G-белки . [ 7 ] Это вызывает увеличение внутриклеточного цАМФ и заставляет клетки кишечника выбрасывать в просвет значительное количество воды и электролитов. [ 14 ]
Токсин листериолизин О
[ редактировать ]Токсин листериолизин О представляет собой экзотоксин, продуцируемый Listeria monocytogenes , который связан с системными заболеваниями пищевого происхождения и менингитом . [ 7 ] Токсин листериолизина О классифицируется как порообразующий токсин, который поражает холестериновые клетки хозяина, вставляя поры в плазматическую мембрану клетки-хозяина и навсегда отключая клеточное функционирование. [ 3 ]
Липополисахариды (ЛПС)
[ редактировать ]Липополисахариды (ЛПС), продуцируемые грамотрицательными бактериями, являются примером эндотоксинов. LSP представляют собой структурные компоненты внешней мембраны бактерий, которые становятся токсичными для хозяина только в результате разрушения иммунной системой клеточной мембраны бактерий. [ 3 ]
Методы обнаружения в пресной воде
[ редактировать ]Наиболее известными природными группами токсинов , которые существуют в водной среде, являются микотоксины , токсины водорослей , бактериальные токсины и растительные токсины (8). Эти морские биотоксины опасны для здоровья человека и широко изучаются из-за их высокого потенциала биоаккумуляции в съедобных частях морепродуктов. [ 15 ]
Автотрофные бактерии и водоросли — неродственные организмы; однако в водной среде они оба являются первичными продуцентами . [ 16 ] Цианобактерии являются важными автотрофными бактериями в водной пищевой сети. Взрывы цианобактерий, известные как цветение водорослей, могут производить токсины, вредные как для экосистемы, так и для здоровья человека. Эти вредные цветения водорослей с большей вероятностью будут возникать в опасных количествах при избытке питательных веществ , температуре 20 ° C, большем количестве света и более спокойной воде. [ 16 ] Эвтрофикация и другие загрязнения могут привести к созданию среды, способствующей цветению цианобактерий . [ 16 ] Основная ответственность за это лежит на процессах, способствующих избытку питательных веществ, и деятельности человека, такой как сельскохозяйственные стоки и переливы сточных вод . [ 15 ] Другие факторы включают в себя более высокие концентрации видов водорослей и травоядных , что обеспечивает обилие цианобактерий, которые связаны с выработкой токсинов. [ 15 ] Обнаружение масштабов цветения водорослей начинается с отбора проб воды на различных глубинах и в разных местах цветения. [ 15 ]
Твердофазная адсорбция отслеживания токсинов (SPATT)
[ редактировать ]SPATT был представлен в 2004 году как метод мониторинга водных токсинов. Это средство способно адсорбировать токсины, вырабатываемые микроводорослями или цианобактериями, известные как цианотоксины . [ 17 ] Адсорбция является пассивной, и биотоксины прилипают к пористым, наполненным смолой пакетикам или пакетам SPATT, откуда их затем физически удаляют и исследуют. [ 18 ]
SPATT — полезный инструмент для отслеживания цветения водорослей, поскольку он надежен, чувствителен и недорог. Он обладает способностью быстро предупреждать о наличии водных токсинов, что предотвращает их биоаккумуляцию в морской жизни. [ 18 ] Одним из недостатков является то, что он не дает очень хороших результатов в отношении водорастворимых токсинов по сравнению с гидрофобными соединениями. Этот инструмент в основном используется для определения межклеточной концентрации токсинов, но цианобактерии также можно лизировать для определения общего количества токсинов в образце. [ 15 ] Другие недостатки, такие как отсутствие калибровки и возможность контролировать только растворенные токсины, затрудняют более широкое внедрение этого инструмента. [ 17 ] Однако устройства SPATT способны обнаруживать многие липофильные и гидрофильные токсины, которые связаны с вредным цветением водорослей. [ 17 ]
Полимеразная цепная реакция (ПЦР)
[ редактировать ]ПЦР — это молекулярный инструмент, позволяющий анализировать генетическую информацию. ПЦР используется для амплификации количества определенной ДНК в образце, которая обычно представляет собой определенные гены в образце. Генетические мишени для цианобактерий в ПЦР включают ген 16S рибосомальной РНК, фикоцианиновый оперон, внутреннюю транскрибируемую спейсерную область и ген субъединицы β- РНК-полимеразы . ПЦР эффективна, когда известен ген известного фермента, продуцирующего микробный токсин, или сам микробный токсин. [ 15 ] Одним из типов ПЦР является ПЦР в реальном времени, также называемая количественной ПЦР. [ 19 ] В этом типе ПЦР используется флуоресценция, а затем проводится анализ путем измерения количества флуоресценции, которая более конкретно отражает нуклеиновые кислоты образца ДНК в определенное время. [ 19 ] Другим типом ПЦР является цифровая ПЦР, которая изучает количественное определение нуклеиновых кислот. Цифровая ПЦР использует разведения и образцы микролитровых реакций для достижения более точного количественного определения нуклеиновых кислот. Этот тип предлагает более линейный анализ, рассматривая положительные и отрицательные реакции. [ 20 ] Оба метода ПЦР полезны, но у обоих есть свои преимущества и недостатки. Цифровая ПЦР имеет ряд преимуществ перед ПЦР в реальном времени, которая не включает стандартную кривую, более точна и менее подвержена влиянию простых ингибиторов. [ 21 ] Цифровая технология также имеет недостатки реального времени: ограниченное время реакции, более сложная реакция и высокий риск загрязнения. [ 21 ]
Ингибирование ферментов
[ редактировать ]Существует множество различных способов мониторинга уровня ферментов с помощью ингибирования ферментов. Общим принципом во многих из них является использование знаний о том, что многие ферменты управляются соединениями, высвобождающими фосфат, такими как аденозинтрифосфат . Использование радиоактивно меченных 32 P фосфат можно использовать флуорометрический анализ. Или можно использовать уникальные полимеры для иммобилизации ферментов и действия в электрохимическом биосенсоре. В целом, преимущества включают быстрое время отклика и минимальные затраты на подготовку проб. Некоторые из недостатков включают отсутствие специфичности с точки зрения возможности получения показаний по очень небольшим количествам токсина и жесткость анализов при применении определенных процедур к различным токсинам. [ 15 ]
Иммунохимические методы
[ редактировать ]В этом методе обнаружения используются антитела млекопитающих для связывания микробных токсинов, которые затем можно обрабатывать различными способами. Из коммерческих способов использования иммунохимического обнаружения можно назвать иммуноферментный анализ (ИФА). Преимущество этого анализа состоит в том, что он позволяет выявить широкий спектр токсинов, но может иметь проблемы со специфичностью в зависимости от используемого антитела. [ 15 ] Более экзотическая установка предполагает использование квантовых точек CdS , которые используются в электрохемилюминесцентном иммуносенсоре. [ 22 ] Важным аспектом иммунохимических методов, тестируемых в лабораториях, является использование нанопроволок и других наноматериалов для обнаружения микробных токсинов. [ 15 ]
Тетродотоксины
[ редактировать ]Эти токсины производятся бактериями вида Vibrio и любят накапливаться в морских обитателях, таких как рыба-фугу. Эти токсины вырабатываются, когда бактерии Vibrio подвергаются стрессу из-за изменений температуры и солености окружающей среды, что приводит к выработке токсинов. Основная опасность для человека возникает при употреблении в пищу зараженных морепродуктов. Отравление тетродотоксином становится обычным явлением в более северных и, как правило, более холодных морских водах, поскольку более высокие осадки и более теплые воды из-за изменения климата заставляют бактерии Vibrio вырабатывать токсины. [ 7 ] Большинство морских обитателей, производящих этот токсин, обычно обитают в теплых водах, например, в Красном и Средиземном морях. [ 23 ] Например, рыба фугу производит этот токсин, а некоторые рыбы фугу, такие как Takifugu V., вырабатывают тетродотоксин в своих кожных железах. [ 24 ] Еще одним организмом, выделяющим тетродотоксин из кожи, являются синекольчатые осьминоги ( Hapalochlaena fasciata ). Улитки Natica lineata производят тетродотоксин и хранят его в мышцах. Улитка выделяет токсин, поглощая воду в мышечную полость, и он высвобождается при нападении на улитку. [ 25 ] Когда человек потребляет токсин, у него могут возникнуть легкие симптомы, такие как парестезии губ или языка, рвота и головные боли. У человека также могут возникнуть серьезные симптомы, такие как дыхательная или сердечная недостаточность. В настоящее время не существует другого лечения отравления тетродотоксином, кроме респираторной поддержки. [ 26 ]
Вирусный токсин
[ редактировать ]Ротавирус NSP4
[ редактировать ]На данный момент описан только один вирусный токсин NSP4 ротавируса : . Он ингибирует секреторный путь, опосредованный микротрубочками , и изменяет организацию цитоскелета в поляризованных эпителиальных клетках . Он был идентифицирован как вирусный энтеротоксин на основании наблюдения, что белок вызывал диарею при внутрибрюшинном или внутриподвздошном введении у мышей-детенышей в зависимости от возраста. [ 27 ] NSP4 может индуцировать секрецию водной жидкости в желудочно-кишечном тракте новорожденных мышей посредством активации возрастного и Ca 2+
-зависимая анионная проницаемость плазматической мембраны. [ 28 ]
Участие вируса в токсигенности
[ редактировать ]Некоторые бактериофаги содержат гены токсинов, которые включаются в геном бактерий-хозяев в результате инфекции и делают бактерии токсичными. [ 9 ] Многие хорошо известные бактериальные токсины производятся из определенных штаммов видов бактерий, которые приобрели токсигенность за счет лизогенной конверсии, псевдолизогении или горизонтального переноса генов . [ 9 ] Хотя это не вирусные токсины, исследователи по-прежнему крайне заинтересованы в роли фагов в бактериальных токсинах из-за их вклада в патогенез (токсигенез), вирулентность, трансмиссивность и общую эволюцию бактерий. [ 9 ] Примеры токсинов, кодируемых фаговыми генами:
- Холерные токсины: кодируемые фагами CTX, вирулентные штаммы Vibrio cholerae требуют лизогенной конверсии при инфекции фагом CTX. [ 29 ]
- Некоторые ботулинические токсины (BoNT): было показано, что BoNTS типов C и D кодируются клостридиальными фагами и продуцируются штаммами Clostridium botulinum, несущими эти фаговые гены. [ 30 ]
- Шига-токсины: кодируются лямбдоидными фагами, в основном продуцируются лизогенными штаммами E. coli, продуцирующими шига-токсин (STEC). [ 31 ]
- Дифтерийные токсины: кодируются коринефагом β, продуцируются лизогенными штаммами Corynebacterium diphtheriae, инфицированными коринефагом β. [ 32 ]
- Некоторые стафилококковые токсины ( стафилокиназа (SAK), стафилококковый энтеротоксин А (SEA), эксфолиативный токсин (ETA), лейкоцидин Пантона-Валентина (PVL) и другие энтеротоксины: токсины, которые кодируются фагами и продуцируются лизогенно преобразованными штаммами стафилококков. группа. [ 9 ]
Миковирусы
[ редактировать ]Некоторые миковирусы также содержат гены токсина, экспрессируемые видами грибов-хозяев при вирусной инфекции. [ 33 ] Хотя эти токсины классифицируются как микотоксины, роль миковирусов также представляет интерес для исследователей с точки зрения вирулентности грибов. [ 33 ] Примеры включают миковирусы ScV-M1, ScV-M2 и ScV-M28 семейства Totiviridae , которые содержат гены « киллерного токсина » K1, K2 и K3 соответственно. [ 33 ] Эти «токсины-убийцы» производятся дрожжами, а именно видами Saccharomyces cerevisiae , которые разрушают соседние дрожжевые клетки. [ 33 ] Недавно исследователи обнаружили, что только дрожжи, инфицированные миковирусами ScV-M1, ScV-M2 или ScV-M28, обладают способностью продуцировать «токсин-убийцу». [ 33 ]
Микотоксины
[ редактировать ]Микотоксины — это вторичные метаболиты , вырабатываемые микрогрибами . [ 34 ] Микотоксины могут быть вредными, поскольку они могут вызывать заболевания и смерть людей и животных. [ 34 ] Они содержатся во многих фармацевтических препаратах, таких как антибиотики и средства для роста. [ 34 ] Микотоксины также могут играть роль в боевых отравляющих веществах (БХО), которые представляют собой химические вещества, содержащие токсины, которые используются для причинения смерти, вреда или травм людям, которых военные считают врагами во время войны. [ 35 ]
Микотоксины синтезируются различными видами плесени и строятся из широкой группы токсинов. [ 36 ] Микотоксины содержат низкомолекулярные соединения, концентрация которых обычно составляет менее 1000 граммов на моль. [ 36 ] Существует около 400 токсичных микотоксинов, вырабатываемых 100 различными видами грибов, которые были исследованы. [ 36 ] Микотоксины попадают в организм человека или животного через пищу, могут контаминировать многие различные виды сельского хозяйства при выращивании, уборке, хранении, а также территории с повышенной влажностью. [ 36 ] Продовольственная и сельскохозяйственная организация сообщила, что около 25% продукции, производимой сельским хозяйством, содержат микотоксины, и это может привести к экономическим потерям в сельскохозяйственном сообществе. [ 36 ] Уровни секреции микотоксинов могут зависеть от различных температур: идеальная температура для роста микотоксинов составляет от 20 до 37 градусов Цельсия. [ 36 ] Производство микотоксинов также во многом зависит от активности воды: идеальный диапазон составляет от 0,83 до 0,9 aw и выше. [ 36 ] Влажность также играет ключевую роль в производстве микотоксинов. [ 36 ] Более высокие уровни влажности (от 70% до 90%) и влаги (от 20% до 25%) позволяют микотоксинам расти быстрее. [ 36 ] Продукты, в которых микотоксины содержатся в крупах, специях и семенах. [ 36 ] Их также можно найти в яйцах, молоке и мясе животных, которые были заражены в процессе кормления. [ 36 ] Поскольку они устойчивы к высоким температурам и физическому и химическому воздействию, это считается неизбежным при приготовлении пищи при высоких температурах. [ 36 ]
Типы
[ редактировать ]Трихотецен — микотоксин, вырабатываемый грибами вида Fusarium graminearum . [ 37 ] Токсин Т-2 типа А и ДОН типа В являются основными микотоксинами, вызывающими токсичность у людей и животных. [ 37 ] Эти два типа происходят из эпоксида в положениях C12 и C13 трихотеценов. [ 37 ] Токсин Т-2 был обнаружен после того, как мирные жители во время Второй мировой войны ели пшеницу, зараженную грибами Fusarium, из биологического оружия. Токсин Т-2 вызвал вспышку заболевания и вызвал у людей такие симптомы, как пищевое отравление , озноб, тошнота, головокружение и т. д. [ 37 ] Трихотеценовый микотоксин поражает животных, снижая уровень глюкозы в плазме, количество эритроцитов и лейкоцитов . [ 37 ] Учтены патологические изменения в печени и желудке, а также потеря массы тела. [ 37 ]
Зеараленон — это микотоксин, вырабатываемый грибами Fusarium graminearum и Fusarium culmorum , которые содержатся в различных типах пищевых продуктов и кормов. [ 37 ] Зеараленон представляет собой нестероидный эстрогенный микотоксин, который обнаруживается при репродуктивных нарушениях у сельскохозяйственных животных, а у людей вызывает гипоэстрогенный синдром. [ 37 ] Эффекты, вызываемые зеараленоном, включают увеличение матки , нарушение работы репродуктивных путей, снижение фертильности у женщин и повышение прогестерона и эстрадиола . уровня [ 37 ] Если зеараленон употребляется во время беременности, это может привести к снижению веса плода и снижению шансов на выживание эмбриона. [ 37 ]
Фумонизины , Fusarium verticillioides , встречаются в природе там, где фумонизин B1 в значительной степени заразил территорию. [ 37 ] Эти микотоксины представляют собой гидрофильные соединения. Исследования показали, что рак пищевода может быть связан с кукурузным зерном, содержащим фумонизины. [ 37 ] Другими эффектами фумонизинов являются врожденные дефекты головного, спинного и спинного мозга. [ 37 ] Доказано , что у животных проблемы с отеком легких и гидротораксом свиней связаны с фумонизинами. [ 37 ]
Охратоксин – это микотоксин, вырабатываемый видами Aspergillus и Penicillium . [ 37 ] Наиболее изученным охратоксином является охратоксин А (ОТА), который представляет собой грибковый токсин. [ 37 ] Этот микотоксин поражает ОТА почек и вызывает заболевание почек у людей. [ 37 ] Охратоксин А является иммунодепрессантом . [ 37 ] Охратоксин является почечным канцерогеном, который был обнаружен у животных, содержащих ОТА. [ 37 ]
Афлатоксин — микотоксин, вырабатываемый Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus . [ 37 ] Тип афлатоксина AFB1 является наиболее распространенным микотоксином, который содержится в продуктах питания человека и кормах для животных. [ 37 ] AFB1 поражает печень как людей, так и животных. [ 37 ] Острый афлатоксикоз может вызывать у людей и животных такие симптомы, как боль в животе, рвота и даже смерть. [ 37 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ К. Р. Кесслер и Р. Бенеке (1997). «Ботулотоксин: от яда к лекарству — ПабМед» . Нейротоксикология . 18 (3): 761–770. ПМИД 9339823 . Проверено 27 декабря 2021 г.
Ботулинические токсины, экзотоксины Clostridium botulinum, являются наиболее токсичными природными веществами, известными человеку.
- ^ Перейти обратно: а б с Профт Т (2009). Микробные токсины: текущие исследования и будущие тенденции . Норфолк: Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-44-8 . OCLC 280543853 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и «Бактериальные белковые токсины» . textbookofbacteriology.net . Проверено 20 апреля 2022 г.
- ^ «Словарь терминов, посвященных раку, NCI» . Национальный институт рака . 2 февраля 2011 г. Проверено 5 мая 2020 г.
- ^ Харви Р.А., Чамп ПК, Фишер Б.Д. (2007). Микробиология (2-е изд.). Филадельфия: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN 978-0-7817-8215-9 . OCLC 67817144 .
- ^ Кнапп О., Бенц Р., Попофф М.Р. (март 2016 г.). «Порообразующая активность клостридиальных бинарных токсинов» . Biochimica et Biophysical Acta (BBA) – Биомембраны . Порообразующие токсины: клеточные эффекты и биотехнологические применения. 1858 (3): 512–525. дои : 10.1016/j.bbamem.2015.08.006 . ПМИД 26278641 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л Кларк Г.К., Кейсвелл Н.Р., Эллиотт К.Т., Харви А.Л., Джеймисон А.Г., Стронг П.Н., Тернер А.Д. (апрель 2019 г.). «Друзья или враги? Новые воздействия биологических токсинов» . Тенденции биохимических наук . 44 (4): 365–379. дои : 10.1016/j.tibs.2018.12.004 . ПМИД 30651181 .
- ^ Перейти обратно: а б Мелтон-Селса, Арканзас (август 2014 г.). «Классификация, структура и функции шига-токсина (Stx)» . Микробиологический спектр . 2 (4): 10.1128/microbiolspec.EHEC–0024–2013. doi : 10.1128/microbiolspec.EHEC-0024-2013 . ПМК 4270005 . ПМИД 25530917 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Уолдор, Мэтью К.; Фридман, Дэвид И.; Адхья, Санкар Л. (2005). Фаги: их роль в бактериальном патогенезе и биотехнологии . Вашингтон, округ Колумбия: Американское общество микробиологии. ISBN 1555813070 .
- ^ Перейти обратно: а б «Что такое сибирская язва? | CDC» . www.cdc.gov . 16 февраля 2022 г. Проверено 24 апреля 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Симптомы дифтерии | CDC» . www.cdc.gov . 01.12.2021 . Проверено 24 апреля 2022 г.
- ^ «Коклюш (Коклюш) | CDC» . www.cdc.gov . 28 марта 2022 г. Проверено 24 апреля 2022 г.
- ^ «Болезни и симптомы | Холера | CDC» . www.cdc.gov . 2020-10-02 . Проверено 24 апреля 2022 г.
- ^ Финкельштейн, Ричард А. (1996), Бэрон, Сэмюэл (редактор), «Холера, холерный вибрион O1 и O139 и другие патогенные вибрионы» , Медицинская микробиология (4-е изд.), Галвестон (Техас): Медицинское отделение Техасского университета в Галвестоне, ISBN 978-0-9631172-1-2 , PMID 21413330 , получено 24 апреля 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Пикардо М., Филатова Д., Нуньес О., Фарре М. (01.03.2019). «Последние достижения в обнаружении природных токсинов в пресноводной среде» . TrAC Тенденции в аналитической химии . 112 : 75–86. дои : 10.1016/j.trac.2018.12.017 . hdl : 10261/176574 .
- ^ Перейти обратно: а б с Хуммерт, Ч.; Дальманн, Дж.; Рейнхардт, К.; Данг, Х. Ф. Х.; Данг, ДК; Лукас, Б. (1 ноября 2001 г.). «Жидкостная хроматография-масс-спектрометрия идентификация микроцистинов в штамме Microcystis aeruginosa из озера Тхань Конг, Ханой, Вьетнам» . Хроматография . 54 (9): 569–575. дои : 10.1007/BF02492180 . ISSN 1612-1112 . S2CID 97878739 .
- ^ Перейти обратно: а б с Руэ М., Дариус Х.Т., Чайнаин М. (апрель 2018 г.). «Технология твердофазной адсорбции токсинов (SPATT) для мониторинга водных токсинов: обзор» . Токсины . 10 (4): 167. doi : 10.3390/toxins10040167 . ПМЦ 5923333 . ПМИД 29677131 .
- ^ Перейти обратно: а б Маккензи Л., Бойзенберг В., Холланд П., Макнабб П., Селвуд А. (декабрь 2004 г.). «Твердофазная адсорбция токсинов (SPATT): новый инструмент мониторинга, который имитирует загрязнение биотоксинами двустворчатых моллюсков, питающихся фильтром». Токсикон . 44 (8): 901–918. doi : 10.1016/j.токсикон.2004.08.020 . ПМИД 15530973 .
- ^ Перейти обратно: а б Кралик, Петр; Рикки, Маттео (2017). «Базовое руководство по ПЦР в реальном времени в микробной диагностике: определения, параметры и все остальное» . Границы микробиологии . 8 : 108. дои : 10.3389/fmicb.2017.00108 . ISSN 1664-302X . ПМК 5288344 . ПМИД 28210243 .
- ^ Павшич Ю., Жел Ю., Милавец М. (январь 2016 г.). «Оценка ПЦР в реальном времени и различных платформ цифровой ПЦР для количественного определения ДНК» . Аналитическая и биоаналитическая химия . 408 (1): 107–121. дои : 10.1007/s00216-015-9107-2 . ПМЦ 4706846 . ПМИД 26521179 .
- ^ Перейти обратно: а б Кайперс Дж., Джером КР (июнь 2017 г.). «Применение цифровой ПЦР в клинической микробиологии» . Журнал клинической микробиологии . 55 (6): 1621–1628. дои : 10.1128/JCM.00211-17 . ПМЦ 5442518 . ПМИД 28298452 .
- ^ Чжан Дж.Дж., Кан Т.Ф., Хао Ю.К., Лу Л.П., Ченг С.Ю. (31 июля 2015 г.). «Электрохемилюминесцентный иммуносенсор на основе квантовых точек CdS для сверхчувствительного обнаружения микроцистина-LR» . Датчики и исполнительные механизмы B: Химические вещества . 214 : 117–123. дои : 10.1016/j.snb.2015.03.019 . ISSN 0925-4005 .
- ^ Лаго Х., Родригес Л.П., Бланко Л., Вьетес Х.М., Кабадо АГ (октябрь 2015 г.). «Тетродотоксин, чрезвычайно мощный морской нейротоксин: распространение, токсичность, происхождение и терапевтическое использование» . Морские наркотики . 13 (10): 6384–6406. дои : 10.3390/md13106384 . ПМЦ 4626696 . ПМИД 26492253 .
- ^ Уильямс Б.Л. (февраль 2010 г.). «Поведенческая и химическая экология морских организмов в отношении тетродотоксина» . Морские наркотики . 8 (3): 381–398. дои : 10.3390/md8030381 . ПМЦ 2857358 . ПМИД 20411104 .
- ^ Уильямс, Бекки Л. (26 февраля 2010 г.). «Поведенческая и химическая экология морских организмов в отношении тетродотоксина» . Морские наркотики . 8 (3): 381–398. дои : 10.3390/md8030381 . ISSN 1660-3397 . ПМЦ 2857358 . ПМИД 20411104 .
- ^ Бэйн, Вайшали; Лихан, Мэри; Дикшит, Мадхурима; О'Риордан, Алан; Фьюри, Эмброуз (21 февраля 2014 г.). «Тетродотоксин: химия, токсичность, источник, распространение и обнаружение» . Токсины . 6 (2): 693–755. дои : 10.3390/toxins6020693 . ISSN 2072-6651 . ПМЦ 3942760 . ПМИД 24566728 .
- ^ Джаганнатх М.Р., Кесавулу М.М., Дипа Р., Шастри П.Н., Кумар С.С., Сугуна К., Рао К.Д. (январь 2006 г.). «N- и C-концевое сотрудничество ротавирусного энтеротоксина: новый механизм модуляции свойств многофункционального белка с помощью структурно и функционально перекрывающегося конформационного домена» . Журнал вирусологии . 80 (1): 412–425. doi : 10.1128/JVI.80.1.412-425.2006 . ПМЦ 1317517 . ПМИД 16352566 .
- ^ Борган М.А., Мори Й., Эль-Махмуди А.Б., Ито Н., Сугияма М., Такеваки Т., Минамото Н. (июль 2007 г.). «Индукция синтазы оксида азота ротавирусным энтеротоксином NSP4: значение патогенности ротавируса» . Журнал общей вирусологии . 88 (Часть 7): 2064–2072 гг. дои : 10.1099/vir.0.82618-0 . ПМИД 17554041 .
- ^ Далсгаард, А.; Сериханталергс, О.; Форслунд, А.; Лин, В.; Мекаланос, Дж.; Минц, Э.; Шимада, Т.; Уэллс, Дж. Г. (ноябрь 2001 г.). «Клинические и экологические изоляты Vibrio cholerae серогруппы O141 несут фаг CTX и гены, кодирующие пили, координируемые токсином» . Журнал клинической микробиологии . 39 (11): 4086–4092. doi : 10.1128/JCM.39.11.4086-4092.2001 . ISSN 0095-1137 . ПМК 88491 . ПМИД 11682534 .
- ^ Верхёст, Селин; Паувелс, Катя; Махильон, Жак; Хелински, Дональд Р.; Герман, Филипп (март 2010 г.). «Контролированное использование бактериофагов: оценка риска и рекомендации по биобезопасности» . Прикладная биобезопасность . 15 (1): 32–44. дои : 10.1177/153567601001500106 . ISSN 1535-6760 . S2CID 2927473 .
- ^ Герольд, Сильвия; Карч, Хельге; Шмидт, Герберт (24 сентября 2004 г.). «Бактериофаги, кодирующие шига-токсин – геномы в движении» . Международный журнал медицинской микробиологии . 294 (2): 115–121. дои : 10.1016/j.ijmm.2004.06.023 . ISSN 1438-4221 . ПМИД 15493821 .
- ^ Мерфи, Джон Р. (1996), Бэрон, Сэмюэл (редактор), «Corynebacterium Diphtheriae» , Медицинская микробиология (4-е изд.), Галвестон (Техас): Медицинское отделение Техасского университета в Галвестоне, ISBN 978-0-9631172-1-2 , PMID 21413281 , получено 27 апреля 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Шмитт, Манфред Дж.; Брейниг, Франк (март 2006 г.). «Дрожжевые вирусные киллеры: летальность и самозащита» . Обзоры природы Микробиология . 4 (3): 212–221. дои : 10.1038/nrmicro1347 . ISSN 1740-1534 . ПМИД 16489348 . S2CID 24668951 .
- ^ Перейти обратно: а б с Беннетт Дж.В., Клих М. (июль 2003 г.). «Микотоксины» . Обзоры клинической микробиологии . 16 (3): 497–516. doi : 10.1128/CMR.16.3.497-516.2003 . ПМК 164220 . ПМИД 12857779 .
- ^ Чаухан С., Чаухан С., Д'Круз Р., Фаруки С., Сингх К.К., Варма С. и др. (сентябрь 2008 г.). «Боевые химические вещества». Экологическая токсикология и фармакология . 26 (2): 113–122. дои : 10.1016/j.etap.2008.03.003 . ПМИД 21783898 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л Яник Э., Немцевич М., Черемуга М., Стела М., Салук-Бияк Дж., Сядковски А., Бияк М. (октябрь 2020 г.). «Молекулярные аспекты микотоксинов — серьезная проблема для здоровья человека» . Международный журнал молекулярных наук . 21 (21): 8187. doi : 10.3390/ijms21218187 . ПМЦ 7662353 . ПМИД 33142955 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В Лью, Винни-Пуи-Пуи; Мохд-Редзван, Сабран (2018). «Микотоксин: его влияние на здоровье кишечника и микробиоту» . Границы клеточной и инфекционной микробиологии . 8 : 60. дои : 10.3389/fcimb.2018.00060 . ISSN 2235-2988 . ПМЦ 5834427 . ПМИД 29535978 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- СМИ, связанные с микробными токсинами, на Викискладе?