Aflatoxin là một trong số các micotoxin có trong các thực phẩm thực vật (lạc, ngô, gạo, lúa miến, kê), dầu ăn, dầu hạt, nhất là khi để mốc.
Aflatoxin là dẫn xuất của cumarin (-lacton), chúng được đặt tên theo vần chữ cái B, G, M,… với các số chỉ tương ứng trong một họ chất. Các aflatoxin đầu tiên phát hiện được là aflatoxin B1 và B2 (là dẫn xuất đihiđro của aflatoxin B1)
Aflatoxin B1 Aflatoxin B2
và aflatoxin G1, aflatoxin G2 (là dẫn xuất đihiđro của aflatoxin G1)
Aflatoxin G1 Aflatoxin G2
Thuộc vào hai họ này còn có aflatoxin B2a (dẫn xuất 2-hiđroxi của aflatoxin B2) và G2a (dẫn xuất 2-hiđroxi của aflatoxin G2).
Họ aflatoxin M là dẫn xuất 4-hiđroxi của aflatoxin B1 và B2.
O O
O
O O
OCH3
1 2
3 4 4
3 2
O1 O O
O O
OCH3
O O
O O
OCH3 O O
O O
O O
OCH3 O O
Aflatoxin M1 Aflatoxin M2
và GM1 (dẫn xuất 4-hiđroxi của aflatoxin G1), GM2 (dẫn xuất 4-hiđroxi của aflatoxin G2), M2a (dẫn xuất 2,4-đihiđroxi của aflatoxin B2), GM2a (dẫn xuất 2,4-đihiđroxi của aflatoxin G2),…
Sinh chuyển hoá aflatoxin B1
Các enzim xitocrom P-450 và peroxiđaza hoặc các gốc peroxyl tự do sinh ra bởi prostaglanđin H synthaza (PHS), lipoxigenaza xúc tác sự epoxi hoá aflatoxin B1. Sự oxi hoá aflatoxin B1 bởi xitocrom P-450 tạo ra epoxit aflatoxin B1, được biết là chất gây khối u gan mạnh. Tuy nhiên, sự epoxi hoá aflatoxin B1 bởi các peroxiđaza hoặc các gốc peroxyl tự do lại gây ra sự sinh trưởng mới các gai thịt thận. Sản phẩm trao đổi chất epoxit aflatoxin B1 tạo ra sau đó được khử độc bởi liên hợp với glutathion, hoặc liên kết vào ADN gây độc (tạo khối u gan và sinh trưởng mới gai thịt thận):
Aflatoxin B1 epoxit aflatoxin B1
Tính độc
Các ảnh hưởng độc chung đối với động vật:
Gia súc nhiễm độc aflatoxin do ăn thức ăn có chứa aflatoxin (khô lạc, ngô… mốc) có cảm giác khó chịu kết hợp với sự vận động đi vòng tròn không có mục đích, thường bị ngã, tai bị co giật và nghiến răng. Hội chứng sấu hơn ở động vật non so với động vật trưởng thành và chết sau 2 ngày bị nhiễm.
Aflatoxin gây xuất huyết dạ dày
Aflatoxin có hoạt tính chống đông tụ và liên kết với anbumin (protein) huyết thanh hoặc protein nội bào làm máu không đông tụ, bị loãng ra gây nghẽn mạch.
O O
O O
OCH3 O OH
O O
O O
OCH3 O OH
O O
O O
OCH3 O
Xitocrom P-450 (Fe[O] )3+
Peroxiđaza hoặc gốc peroxylO O H H
GS
O H
H HO
Liên kết vào ADN gây độc
Aflatoxin nhiễm vào cơ thể trước hết tác động đến gan làm tái nhợt, xơ cứng, dẫn đến tổn thương và hoại tử.
Aflatoxin gây hoại tử cả các đường ống thận. Sự tổn thương cũng còn thấy ở các cơ quan khác: phổi (gây hoại tử xuất huyết), da (bị hoại tử lớp biểu bì)
Aflatoxin còn làm giảm khả năng miễn dịch của cơ thể, phá huỷ tế bào (cả nhân và gian bào), phá huỷ nhiễm sắc thể, gây dị hình, quái thai.
Aflatoxin (B1) gây cảm ứng khối u và gây ung thư gan.
Liều độc:
Các giá trị LD50 đối với các loài khác nhau (bảng 5.15)
Bảng 5.15. Giá trị LD50 (liều đơn qua miệng) đối với các loài khác nhau
Động vật LD50, mg/kg Động vật LD50, mg/kg
Vịt con 0,3 0,6 Chuột lang 1,4 2,0
Lợn 0,6 Cừu 2,0
Cá hồi 0,8 Khỉ 2,2
Chó 1,0 Gà con 6,3
Cơ chế gây độc:
Sự gây ung gan và các ảnh hưởng độc khác liên quan với sự sinh chuyển hoá của nó tạo thành epoxit electrophin hoạt động cao, epoxit này tạo được sản phẩm cộng hoá trị với ADN, ARN và protein. Điều đáng chú ý ở đây là xitocrom P-450 chuyển hoá aflatoxin B1 thành hỗn hợp exo- và enđo- epoxit cả ở chuột và người, nhưng chỉ exo- epoxit liên kết mạnh vào ADN (tính đặc trưng lập thể cao) ở vị trí 7 của guanin:
Sự phá huỷ ADN là sự tổn thương sinh hoá khởi đầu, dẫn đến sự biểu hiện phát triển khối u bệnh lí học.
HN
N N
N O
H2N
đeoxiribozơ
ADN
+ O O H
H
+ H H
HN O
N N
N O
H2N
đeoxiribozơ
ADN O
5.6.2. Tetrođotoxin
Tetrođotoxin có trong 90 loài cá puffer (trong đó có cá nóc); sa giông, ếch. Nó có trong hầu hết tất cả các mô, nhưng tuyến sinh dục con cái, buồng trứng, ruột và da là độc nhất. Tính độc cao nhất vào thời kì đẻ trứng, mặc dù các loài có thể là độc ở một vị trí này mà không ở vị trí khác. Công thức chung của các tetrođotoxin (TTX):
R1 R2
1. TTX OH CH2OH
2. 6-epi-TTX CH2OH OH
3. 11-đeoxi-TTX OH CH3
4. 11-oxo-TTX OH CHO
5. 11-nor-TTX-6 (R) H OH
6. 11-nor-TTX-6 (S) OH H
7. Chiriquitoxin OH CH(OH)CH(NH2)COOH Tính độc:
Dấu hiệu và triệu chứng: cảm giác khó chịu hoặc đau nhói ở ngón chân, ngón tay, cảm giác mệt mỏi, bực bội, choáng váng, vẻ tái nhợt, tê cóng môi, lưỡi, mất điều hoà, nôn, mửa và ỉa chảy, đau vùng thượng vị, da khô, xuất huyết dưới da, thở gấp, run rẩy, liệt cơ, tím tái, tỉ lệ chết rất cao.
Liều độc: liều chết rất nhỏ từ 1 4 mg cho một người. Tetrođotoxin tan trong nước, bền cả khi đun sôi, trừ đun với kiềm.
Cơ chế gây độc: tetrođotoxin và các chất tương tự (cấu trúc 2 7) là chất độc thần kinh, gây liệt hệ thần kinh trung ương và thần kinh ngoại vi theo cơ chế điều hoà kênh ion (đóng kênh natri).
5.6.3. Axit đomoic
Axit đomoic được tích tụ ở trong sò do một số loài tảo sinh ra (tảo đỏ chondria armata, tảo cát Nitzschia pungens f. multiseries và Pseudonitzchia australis).
OH O
O O
NH N R1
R2
HO
NH2 OH
+
H
Axit đomoic axit kainic
Axit đomoic gây độc thần kinh, khi nhiễm mãn biểu lộ các triệu chứng thần kinh, bị mất trí nhớ (chứng lãng quyên). Đối với chuột thí nghiệm biểu lộ hội chứng hỗn tạp đặc trưng của axit đomoic: chuyển động mất định hướng và cơn choáng tiếp diễn đến khi chuột ngã nghiêng về các phía của chúng, quay tròn và chết. Mức axit đomoic > 40 g/g trọng lượng tươi thịt sò gây ra các triệu chứng của chuột, nói chung mức có thể chịu đựng được ở chuột là từ 30 50 mg/kg. Liều – đáp ứng axit đomoic ở người: không ảnh hưởng (0,2 0,3 mg/kg); nhẹ, qua đường tiêu hoá (0,9 1,9 mg/kg); nặng với các triệu chứng nghiêm trọng nhất (1,9 4,2 mg/kg). Sự chết ở người liên quan với ốm đau nằm liệt giường. Axit đomoic là chất tương tự của glutamin (một chất dẫn truyền thần kinh) và axit kainic; độc tính của chúng tương tự nhau, chúng là những chất kích thích thần kinh và tác dụng lên ba thụ thể có trong hệ thần kinh trung ương với đồi hải mã là nhạy cảm nhất. Axit đomoic có thể là chất hoạt hoá thụ thể axit kainic mạnh hơn là chính axit kainic. Tác dụng kích thích có thể dẫn đến phá huỷ nghiêm trọng đồi hải mã, nhưng ít tổn thương nghiêm trọng đối với vùng đồi thị và não trước.
5.6.4. Histamin
Histamin [2-(4-imiđazolyl) etylamin] là sản phẩm phân huỷ của histiđin, gặp trong các mô của cơ thể động và thực vật và được giải phóng ra bởi sự tổn thương mô hoặc bất kì ở đâu protein bị phân huỷ bởi khuẩn gây thối rữa.
Sinh chuyển hoá
Histamin tham gia phản ứng ở cả giai đoạn I và giai đoạn II.
Ở giai đoạn I histamin tham gia phản ứng với xúc tác của điamin oxiđaza bào chất tan:
Histamin tham gia phản ứng trực tiếp ở giai đoạn II nhờ xúc tác histamin N-metyltransferaza với sự có mặt của chất cấp metyl S-ađenosyl methionin (SAM):
COOH COOH NH
COOH COOH
COOH NH
HN N
CH2CH2NH2
O2 H+ 2O
+ HN N + NH3 H+ 2O2
CH2CHO
Tính độc
Histamin là một amin có hoạt tính sinh học, nghĩa là nó có liên quan với các quá trình sống. Nó có hoạt tính nhiều mặt: làm dãn mạch máu, co thắt hệ thống cơ trơn (dạ con, tử cung), làm tăng sự tiết của tuyến và có tính chất như một chất dẫn truyền thần kinh cũng như gây ra các triệu chứng “dị ứng”.
Độc mạch:
Sự dãn mạch, mà sự dãn mạch đó được điều hoà bởi sự hoạt hoá các thụ thể H1 và H2 khu trú ở khắp các mạch ống là tác động rõ rệt nhất của histamin ở người. Sự dãn mạch dẫn đến huyết áp giảm. Nguyên nhân gây sốc bao gồm sự co bóp cơ tim không đủ đáp ứng do sự loạn nhịp tim và tuần hoàn ngoại vi không đủ đưa máu về bởi âm vận mạch bị thay đổi do ảnh hưởng của chất điều hoà hoá học như histamin. Ảnh hưởng của histamin là phá huỷ các tế bào nội mạc trong tĩnh mạch cửa gan.
Các phản ứng sốc phản vệ:
Khi bị nhiễm histamin (chẳng hạn ăn phải cá nhiễm khuẩn Proteus morganii, Proteus vulgagris, Clostridium spp,… chứa histamin) có thể xảy ra phản ứng sốc phản vệ (phản ứng bắt chước quá mẫn cảm) và các đáp ứng “loại dị ứng” bao gồm sự bứt rứt, ngứa ngáy không giới hạn, nổi mày đay, làm trầm trọng thêm bệnh ngoài da, phù nề mạch, sổ mũi, khó thở, hen, ỉa chảy, đau đầu, đau vận mạch. Nếu ăn lượng thịt cá sống (gỏi) chứa 90 mg histamin thì sốc phản vệ có thể xảy ra. Khi ăn cá chín nếu có mặt các chất tăng cường (putretxin, cađaverin) trong thịt cá, tính độc sẽ tăng lên nhiều so với khi chỉ có histamin.
HN N
CH2CH2NH2
SAM
CH3 N N
CH2CH2NH2
Chương 6