معماری
آسپرژیلوس

مایکوتوکسین‌های آسپرژیلوس پارازیتیکوس

آسپرژيلوس گونه‌ای از کپک است که تنها از طريق غيرجنسی توليدمثل می‌کند. مورفولوژی کونيدی ساختاری که اسپور غيرجنسی در آن نگهداری می‌شود، مهم‌ترين شاخصه مورد استفاده در تاکسونومی آسپرژيلوس است. گونه آسپرژيلوس جزء مهم‌ترین گروه کپک‌ها است و نقش مهمی در اکوسيستم‌های طبيعی و اقتصادی بشريت دارد. برخی از گونه‌های آسپرژيلوس به عنوان پاتوژن گياهان يا حيوانات عمل می‌کنند. آسپرژیلوس‌ها اکثراً ساپروفیت هستند و عامل اصلی سینوزیت، بیماری ریوی، مغزی و مسمومیت غذایی می‌باشند. آسپرژیلوس علاوه بر توليد چندين آنزيم خارج سلولی و اسيدهای ارگانيک مفيد، متابوليت‌های ثانويه‌ای توليد می‌کند که در علم بيوتکنولوژی بسيار حائز اهميت است. قارچ‌ها همانند انسان هتروتروف هستند. دسترسی به غذا نياز به مسيرهای مکانيکی دارد که هيف قارچ‌ها بدين منظور رشد می‌کنند. دسترسی به غذا شامل ترشح اسید و آنزیم روی محیط احاطه کننده، شکستن مولکول‌های پلیمریک و تبدیل این مولکول‌ها به مولکول‌های قابل جذب توسط قارچ می‌باشند.

به طور کلی مايکوتوکسين‌ها پاتوژن‌های اصلی حشرات و گياهان هستند، اما برای ايجاد بيماری در مهره‌داران چندان مهم نيستند. به علت فعاليت فارماکولوژيکی مایکوتوکسین‌ها، برخی از آنها يا مشتقاتشان به عنوان آنتی‌بيوتيک، محرک رشد و انواع ديگر داروها استفاده می‌شوند. شدت مايکوز از نوع خفيف تا نوع تهديدکننده زندگی متغير است؛ قارچ‌هایی که مايکوز ايجاد می‌کنند به دو دسته تقسيم می‌شوند:

  • پاتوژن‌های اوليه: افراد سالم از لحاظ ايمنی را تحت‌تأثير قرار می‌دهند.
  • پاتوژن‌های فرصت‌طلب: روی افراد دارای سيستم ايمنی ناقص يا ضعيف اثر می‌گذارند. اغلب مايکوزهای انسانی توسط پاتوژن‌های فرصت‌طلب ايجاد می‌شود.

برای بسياری از مايکوزها راه ورود به بدن ميزبان ازطريق مجرای تنفسی (شش‌ها) است، اما آلودگی از طريق پوست نيز رايج است. برخلاف مايکوز، مايکوتوکسيکوزها مثال‌هايی از آلودگی طبيعی هستند، بنابراين آنالوگی برای پاتولوژی با آفت‌کش‌ها يا فلز‌های سنگين می‌باشند. علائم و نشانه‌های مايکوتوکسيکوز به نوع مايکوتوکسين، مقدار و مدت تماس، سن، سلامت و جنسيت فرد و نيز بسياری از اثرات سينرژيستيک ناشناخته مثل وضعيت رژيم غذايی، ژنتيک و واکنش با مواد سمی ديگر بستگی دارد، بنابراين شدت مسمويت مايکوتوکسين می‌تواند مرکب از عواملی مثل وضعيت کمبود ويتامين، محروميت کالری، سوء مصرف الکل و بيماری‌های عفونی باشد. مايکوتوکسيکوز می‌تواند حساسيت به بيماری‌های ميکروبی را تشديد کند و اثرات سوء‌تغذيه را بدتر کند.

آسپرژیلوس

به طور کلی آفلاتوکسين‌ها مهم‌ترين مايکوتوکسين‌ها هستند و توسط تعداد کمی از گونه آسپرژيلوس توليد می‌شوند. در بين آنها آسپرژيلوس فلاووس و آسپرژيلوس پارازيتيکوس مشکل‌سازترند. آفلاتوکسين هم يک سم است و هم يک کارسینوژن. مصرف آفلاتوکسين در رژيم غذايی اولين منبع آلودگی انسان می‌باشد. جذب در مقادير نانوگرم به ميکروگرم به ازای هر روز عمدتاً از طريق مصرف ذرت و بادام زمينی در برخی از کشورهای استوايی که اين دو ماده مهم‌ترين منبع غذايی آنها را تشکيل می‌دهند، اتفاق می‌افتد. آفلاتوکسين‌ها از غلات و منابع مختلفی همچون کره بادام زمينی يا ماده مخدر استخراج شده است. مواد خامی که معمولاً آلوده به آفلاتوکسين هستند شامل ذرت، پنبه، برنج، بادام زمينی، دانه آفتابگردان، آجيل و طيف وسيعی از مواد غذايی که مورد مصرف انسان و حيوان قرار می‌گيرد، می‌باشد. پس از پردازش مواد غذايی، آفلاتوکسين‌ها وارد منابع غذايی محصول انسان و حيوانات می‌شوند. محصولات تغيير يافته توسط آفلاتوکسين شامل تخم‌مرغ، شير و يا گوشت حيوانات تغذيه شده با علوفه يا مواد غذايی آلوده است. تماس شغلی با آفلاتوکسين مي‌تواند طی فرآوری و جابجايی دانه‌های آلوده به خصوص علوفه حیوانات اتفاق بیفتد. بروز بيماری‌های مرتبط با آفلاتوکسين تحت‌تأثير عواملی همچون گونه، سن، تغذيه، جنيست و احتمال مواجهه بعدی با يک توکسين ديگر قرار دارد. مهم‌ترين اندام هدف آن کبد است، بنابراين آفلاتوکسيکوز در وهله اول يک بيماری کبدی تلقی می‌شود.

 

شرايطی که احتمال بروز آفلاتوکسيکوز در انسان‌ها را افزايش می‌دهد شامل:

  • دسترسی محدود به غذا
  • شرايط محيطی مساعد برای رشد کپک روی مواد غذايی
  • عدم وجود سيستم‌های تنظيمی برای کنترل و نظارت بر آفلاتوکسين

می‌باشد.

حداقل ١٤ نوع مختلف آفلاتوکسين در طبيعت توليد می‌شود. آفلاتوکسین B1 به عنوان سمی‌ترین آفلاتوکسین شناخته شده است که توسط آسپرژیلوس پارازیتیکوس و آسپرژیلوس فلاووس تولید می‌شود. آفلاتوکسین G1 و G2 منحصراً توسط آ.پارازیتیکوس تولید می‌شود. وجود آسپرژیلوس در محصولات غذایی همواره بدین معنی نیست که میزان آفلاتوکسین سمی در غذا بالاست، بلکه می‌تواند نشانگر یک ریسک برای مصرف آن ماده غذایی محسوب شود. آفلاتوکسین‌های M1 و M2عمدتاً در شیر گاوهایی که با دانه‌های کپک‌زده تغذیه کرده‌اند یافت شده است. اين ترکيبات محصول يک پروسه تبديل در کبد حيوان هستند، اگرچه آفلاتوکسین M1 در سوپ تخمیر (fermentation broth) آسپرژیلوس پارازیتیکوس نیز وجود دارد. آفلاتوکسین M1 متابولیت آفلاتوکسین B1 است که در انسان و حیوانات یافت می‌شود. آفلاتوکسین M2 متابولیت آفلاتوکسین B2 است که در شیر گاو تغذیه شده با غذای آلوده یافت می‌شود. آفلاتوکسین Q1 متابولیت اصلی آفلاتوکسین B1 است و در کبد مهره‌داران آزمایشگاهی وجود دارد.

طی واکنش‌های بيوشيميايی خاص که روی توکسين اعمال می‌شود، ماده قادر به توليد اثرات بيولوژيکی خود خواهد بود. برای اعمال اثر بيولوژيکی حتماً بايد ميانکنش بين گيرنده و يک رسپتور برقرار شود. آفلاتوکسین‌های B1، B2،G1 ،G2 و sterigmato cistin در ساختار خود دارای گروه کومارینیک هستند و همگی دارای اثرات هموراژیک مشابه عوامل مورد استفاده در فارماکولوژی انسانی مثل (وارفارین، آسنوکومارول) می‌باشند. این عوامل فعال نیز دارای ساختار کومارینیک هستند.

مقدار زياد آفلاتوکسين نکروز حاد کبدی ايجاد می‌کند که بعدها منجر به سيروز يا کارسينومای کبد می‌شود. آفلاتوکسيکوز مزمن می‌تواند باعث ايجاد سرطان کبد شود زیرا متابولیت‌های آفلاتوکسین قادرند در DNA اینترکاله شوند و بازها را قلیایی کنند، این امر باعث موتاسیون در ژن P53 می‌شود. هنگام وقوع جهش، این ژن در جلوگیری از پیشرفت چرخه سلولی نقش دارد، به طور مثال باز سوم کدون 249 ژن P53 نسبت به جهش‌های ایجاد شده توسط آفلاتوکسین مستعدتر است. تحقيقات نشان داده است که يک رژيم غذايی منظم شامل سبزيجاتی همچون هويج، کرفس و جعفری تا حدودی اثرات کارسينوژنيک آفلاتوکسين را کاهش می‌دهد.

مسمومیت با آفلاتوکسین به صورت:

مسموميت حاد: آسيب کبد، سرطان کبد، اختلالات ذهنی، درد شکمی، استفراغ، تشنج، ادم، ادم شش‌ها، هموراژ)خونريزی(، اختلال در هضم غذا، کما، مرگ

مسموميت مزمن: اختلالات رشد و تکامل، سرطان کبد (به علت جهش ايجاد شده توسط آفلاتوکسين)

ظاهر می‌شود.

دو روش برای سنجش ميزان آفلاتوکسين در انسان وجود دارد:

1 اندازه‌گیری گوانین AF-B1 در ادرار. وجود محصولات فرعی، حاصل شکستن این ماده در ادرار نشانگر تماس با B1 در 24 ساعت گذشته می‌باشد.

2- اندازه‌گیری آلبومین AF-B1 در سرم خون. که نسبت به روش اول ارجح است، زیرا تماس با آفلاتوکسین در هفته‌ها و ماه‌های گذشته را نشان می‌دهد.

روش‌های معمولی که برای آنالیز آفلاتوکسین وجود دارد شامل:

  • کروماتوگرافی لایه نازک (TLC)
  • کروماتوگرافی مایع (HPLC)
  • کروماتوگرافی گاز
  • طیف‌سنجی توده‌ای (GC-MS)
  • آزمایش ایمونولوژیک (ELISA)

می‌باشد.

مطالعات نشان داده است که خوردن کرفس و هویج اثر سرطان‌زایی آفلاتوکسین را کاهش می‌دهد. همچنین اثر ضدقارچی اسانس‌های آویشن شیرازی و آویشن کرکی از طریق مهار رشد قارچ آسپرژیلوس پارازیتیکوس تأیید شده است.

اسانس‌های فوق توسط گاز کروماتوگرافی و گاز کروماتوگرافی متصل به طيف‌سنجی جرمی آناليز شدند تا ترکيب اسانس‌های مؤثر بر مهار کامل رشد قارچ فوق به دست آيد. اطلاعات گاز کروماتوگرافی و گاز کروماتوگرافی متصل به طیف‌سنجی جرمی نشان داد که اسانس آویشن کرکی از 18 ترکیب و اسانس آویشن شیرازی از 22 ترکیب تشکیل شده‌اند. از این رو اسانس‌ها از نظر دارا بودن 8 ترکیب آلفایپنین، آلفا-توژن، تیمول، سیس‌سابینن هیدرات، پارا-سیمن، 1 -8 سینئول، میرسن و سابینن یکسان بودند. نتایج حاصل حاکی از قدرت فوق‌العاده اسانس‌های فوق به عنوان ترکیب قارچ‌کش قارچ مولد آفلاتوکسین و نگهدارنده ایمن مواد غذایی بود.

از مايکوتوکسين‌ها می‌توان به عنوان سلاح‌های جنگی استفاده کرد. سويه‌های سمی آسپرژيلوس فلاووس و آسپرژيلوس پارازيتيکوس را کشت داده و آفلاتوکسين از آنها استخراج می‌شود تا ٢٣٠٠ ليتر توکسين غليظ توليد شود. اکثر آفلاتوکسين‌ها برای پر کردن کلاهک هسته‌ای استفاده می‌شوند و باقی مانده آنها انباشته می‌شود. قابل‌ توجه است که آفلاتوکسين‌ها يک انتخاب کنجکاوانه برای سلاح شيميايی محسوب می‌شوند.

 

عاطفه شجاعیان1، مژگان سبزعلی‌زاده1، تهمینه ابراهیم‌زاده شیراز1

1 کارشناسی ارشد میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ورامین- پیشوا.

ماهنامه اخبار آزمایشگاهی