stringtranslate.com

Зеараленон

Зеараленон ( ЗЕН ), также известный как микотоксин RAL и F-2 , является мощным эстрогенным метаболитом, вырабатываемым некоторыми видами Fusarium и Gibberella . [1] В частности, Gibberella zeae , вид грибов, где зеараленон был первоначально обнаружен, в его бесполой/ анаморфной стадии известен как Fusarium graminearum. [2] Несколько видов Fusarium вырабатывают токсичные вещества, представляющие значительную опасность для производителей скота и птицы, а именно дезоксиниваленол , токсин T-2 , токсин HT-2, диацетоксисцирпенол (ДАС) и зеараленон. В частности, ЗЕН вырабатывается Fusarium graminearum , Fusarium culmorum , Fusarium cerealis , Fusarium equiseti , [3] Fusarium verticillioides , [4] и Fusarium incarnatum . Зеараленон является основным токсином, который связывается с рецепторами эстрогена , вызывая бесплодие , аборты или другие проблемы с размножением, особенно у свиней. [4] Часто ЗЕН обнаруживается вместе с дезоксиниваленолом в загрязненных образцах, и его токсичность необходимо рассматривать в сочетании с наличием других токсинов. [5]

Зеараленон термостабилен и встречается во всем мире в ряде зерновых культур, таких как кукуруза , ячмень , овес , пшеница , рис и сорго . [6] [7] [8] Его выработка увеличивается, когда климат теплый с влажностью воздуха на уровне или выше двадцати процентов. [4] pH окружающей среды также играет роль в выработке токсина. Когда температура падает до 15 o C, щелочные почвы все еще поддерживают выработку ZEN. При предпочтительной температуре Fusarium , которая колеблется от 25 o C до 30 o C, нейтральный pH приводит к наибольшей выработке токсина. [9]

В дополнение к его действию на классические эстрогеновые рецепторы , было обнаружено, что зеараленон действует как агонист GPER ( GPR30 ). [8]

Химические и физические свойства

Зеараленон — белое кристаллическое твердое вещество с молекулярной формулой C18H22O5 и молекулярной массой 318,364 г/ моль . Это лактон резорциклической кислоты . Он проявляет сине-зеленую флуоресценцию при возбуждении длинноволновым ультрафиолетовым (УФ) светом (360 нм) и более интенсивную зеленую флуоресценцию при возбуждении коротковолновым УФ-светом (260 нм). [4] В метаноле максимумы поглощения УФ-излучения наблюдаются при 236 (e = 29 700), 274 (e = 13 909) и 316 нм (e = 6 020). Максимальная флуоресценция в этаноле наблюдается при облучении при 314 нм и при испускании при 450 нм. Растворимость в воде составляет около 0,002 г/100 мл. Он слабо растворим в гексане и постепенно лучше в бензоле , ацетонитриле , метиленхлориде , метаноле , этаноле и ацетоне . Он также растворим в водной щелочи . [ требуется ссылка ]

Природный изомер транс -зеараленон (транс-ЗЕН) под воздействием ультрафиолетового облучения преобразуется в цис -зеараленон (цис-ЗЕН). [10]

Метаболические пути и продукты

Зеараленон метаболически преобразуется в α-зеараленол (α-Zel) или (α-Zol), β-зеараленол (β-Zel) или (β-Zol), α-зеараланол (α-Zal), β-зеараланол (β-Zal) и зеараланон (ZAN) у животных. [9] [11] Относительный состав этих продуктов метаболизма варьируется в зависимости от вида. У свиней, коров и уток доминирующей формой является α-Zel. [12] [13] [4] У людей в образцах мочи обнаруживаются как α-Zel, так и β-Zel, причем преобладает бета-форма. [14] У кур доминирующей формой является β-Zel, а в растительных клетках был обнаружен продукт метаболизма зераленон-14-O-β-глюкозид. [4] Кроме того, в органах животных эти продукты метаболизма далее модифицируются, образуя зеараленон-14-глюкуронид (ZEN-14GlcA), α-зеараленол-глюкуронид (α-Zel-14G) и β-зеараленол-глюкуронид (β-Zel-14G). [15]

Воздействие на кожу

Зеараленон может проникать через кожу человека. [16] Однако не ожидается никаких существенных гормональных эффектов после контакта с кожей в обычных сельскохозяйственных или жилых условиях.

Репродукция

Структура зеараленона похожа на эстрогены , а α-зеараленол связывается с эстрогеновыми рецепторами с еще большим сродством, в то время как сродство β-зеараленола ниже, чем сродство связывания как исходного соединения, так и α-зеараленола. [4] Это идентифицирует ЗЕН и его метаболиты как ксеноэстрогены . [3] Воздействие ЗЕН на человека и скот через рацион представляет собой проблему для здоровья из-за возникновения нескольких сексуальных расстройств и изменений в развитии полового аппарата. [17] [18] Имеются достоверные сообщения о случаях раннего полового созревания у девочек, хронически подвергавшихся воздействию ЗЕН в различных регионах мира. [19] У мышей потребление ЗЕН было связано с уменьшением количества сильных сперматозоидов и яйцеклеток, увеличением двуцепочечных разрывов ДНК и активацией механизмов репарации ДНК, за которыми следовали проблемы эмбрионального развития, снижающие жизнеспособность потомства. [11]

Отбор проб и анализ

Как и в случае с другими микотоксинами, отбор проб пищевых продуктов на зеараленон должен проводиться для получения образцов, репрезентативных для тестируемой партии. Обычно используемые экстракционные растворители представляют собой водные смеси метанола, ацетонитрила или этилацетата, за которыми следует ряд различных процедур очистки, которые частично зависят от пищевых продуктов и используемого метода обнаружения. Обычно используются методы тонкослойной хроматографии (ТСХ) и высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Метод ТСХ для зеараленона: нормально-фазовые силикагелевые пластины, элюент: 90% дихлорметана , 10% об./об. ацетона; или обращенно-фазовые силикагелевые пластины C18; элюент: 90% об./об. метанола , 10% воды. Зеараленон дает безошибочную синюю люминесценцию под действием УФ-излучения. [1] Одной только ВЭЖХ недостаточно, так как она часто может давать ложноположительные результаты. Сегодня для количественной оценки и подтверждения наличия зеараленона используется анализ ВЭЖХ- МС/МС .

Обычно репрезентативный образец измельчается и гомогенизируется, затем несколько граммов используются для экстракции смесью ацетонитрила и воды. Процедура представляет собой широко используемый метод QuEChERS , который быстро и эффективно извлекает небольшие молекулы, такие как микотоксины и пестициды, из сложных пищевых матриц и тканей животных. Этап определения основан на жидкостной хроматографии - масс-спектрометрии (ЖХ-МС/МС). [15] Другой подход к анализу ZEA, не требующий дорогостоящего оборудования, заключается в разработке специфического пептидного миметика с биолюминесцентной люциферазой Gaussia, слитой в один белок, который может специфически связываться с ZEA. [20]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab "Зеараленон". Fermentek . Январь 2002.
  2. ^ Лю Дж., Эпплгейт Т. (июнь 2020 г.). «Зеараленон (ЗЕН) в животноводстве и птицеводстве: доза, токсикокинетика, токсичность и эстрогенность». Токсины . 12 ( 6): 377. doi : 10.3390/toxins12060377 . PMC 7354539. PMID  32517357. 
  3. ^ ab Bulgaru CV, Marin DE, Pistol GC, Taranu I (март 2021 г.). «Зеараленон и иммунный ответ». Токсины . 13 (4): 248. doi : 10.3390/toxins13040248 . PMC 8066068. PMID  33807171. 
  4. ^ abcdefg Ropejko K, Twarużek M (январь 2021 г.). «Зеараленон и его метаболиты — общий обзор, встречаемость и токсичность». Токсины . 13 (1): 35. doi : 10.3390/toxins13010035 . PMC 7825134 . PMID  33418872. 
  5. ^ Peillod C, Laborde M, Travel A, Mika A, Bailly JD, Cleva D и др. (февраль 2021 г.). «Токсические эффекты фумонизинов, дезоксиниваленола и зеараленона по отдельности и в сочетании у уток, которых кормили максимально допустимым уровнем». Токсины . 13 (2): 152. doi : 10.3390/toxins13020152 . PMC 7920068 . PMID  33669302. 
  6. ^ Kuiper-Goodman T, Scott PM, Watanabe H (сентябрь 1987 г.). «Оценка риска микотоксина зеараленона». Regulatory Toxicology and Pharmacology . 7 (3): 253–306. doi :10.1016/0273-2300(87)90037-7. PMID  2961013.
  7. ^ Танака Т., Хасегава А., Ямамото С., Ли УС., Сугиура И., Уэно И. (1988). «Всемирное загрязнение зерновых микотоксинами фузариума ниваленолом, дезоксиниваленолом и зеараленоном. 1. Обзор 19 стран». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 36 (5). Американское химическое общество: 979–983. Bibcode : 1988JAFC...36..979T. doi : 10.1021/jf00083a019.
  8. ^ ab Prossnitz ER, Barton M (май 2014). «Биология эстрогена: новые взгляды на функцию GPER и клинические возможности». Молекулярная и клеточная эндокринология . 389 (1–2): 71–83. doi :10.1016/j.mce.2014.02.002. PMC 4040308. PMID  24530924 . 
  9. ^ ab Mahato DK, Devi S, Pandhi S, Sharma B, Maurya KK, Mishra S и др. (январь 2021 г.). «Распространенность, воздействие на сельское хозяйство, здоровье человека и стратегии управления зеараленоном в пищевых продуктах и ​​кормах: обзор». Токсины . 13 (2): 92. doi : 10.3390/toxins13020092 . PMC 7912641 . PMID  33530606. 
  10. ^ Brezina U, Kersten S, Valenta H, Sperfeld P, Riedel J, Dänicke S (ноябрь 2013 г.). «УФ-индуцированная цис-транс-изомеризация зеараленона в загрязненной кукурузе». Mycotoxin Research . 29 (4): 221–227. doi :10.1007/s12550-013-0178-7. PMID  24018604. S2CID  17466231.
  11. ^ ab Yang D, Jiang X, Sun J, Li X, Li X, Jiao R и др. (сентябрь 2018 г.). «Токсические эффекты зеараленона на гаметогенез и эмбриональное развитие: молекулярная точка обзора». Пищевая и химическая токсикология . 119 : 24–30. doi : 10.1016/j.fct.2018.06.003. PMID  29864477. S2CID  46927149.
  12. ^ Peillod C, Laborde M, Travel A, Mika A, Bailly JD, Cleva D и др. (февраль 2021 г.). «Токсические эффекты фумонизинов, дезоксиниваленола и зеараленона по отдельности и в сочетании у уток, которых кормили максимально допустимым уровнем». Токсины . 13 (2): 152. doi : 10.3390/toxins13020152 . PMC 7920068 . PMID  33669302. 
  13. ^ Gruber-Dorninger C, Faas J, Doupovec B, Aleschko M, Stoiber C, Höbartner-Gußl A и др. (январь 2021 г.). «Метаболизм зеараленона в рубце молочных коров с применением и без применения фермента, разрушающего зеараленон». Токсины . 13 ( 2): 84. doi : 10.3390/toxins13020084 . PMC 7911295. PMID  33499402. 
  14. ^ Аль-Джаал Б., Латифф А., Салама С., Хуссейн Х.М., Аль-Тани Н.А., Аль-Наими Н. и др. (апрель 2021 г.). «Анализ множественных микотоксинов в популяции Катара и их связь с маркерами окислительного стресса». Токсины . 13 (4): 267. doi : 10.3390/toxins13040267 . PMC 8068385. PMID  33917988 . 
  15. ^ ab Yan Z, Wang L, Wang J, Tan Y, Yu D, Chang X и др. (март 2018 г.). "Метод жидкостной хроматографии на основе QuEChERS-Tandem Mass Spectrometry для одновременного определения девяти зеараленон-подобных микотоксинов у свиней". Toxins . 10 (3): 129. doi : 10.3390/toxins10030129 . PMC 5869417 . PMID  29558416. 
  16. ^ Boonen J, Malysheva SV, Taevernier L, Diana Di Mavungu J, De Saeger S, De Spiegeleer B (ноябрь 2012 г.). "Проникновение выбранных модельных микотоксинов в кожу человека". Токсикология . 301 (1–3): 21–32. Bibcode : 2012Toxgy.301...21B. doi : 10.1016/j.tox.2012.06.012. PMID  22749975.
  17. ^ Massart F, Saggese G (апрель 2010 г.). «Воздействие эстрогенных микотоксинов и преждевременное половое развитие». International Journal of Andrology . 33 (2): 369–376. doi : 10.1111/j.1365-2605.2009.01009.x . PMID  20002219.
  18. ^ Шеверс Э.Дж., Сантос Р.Р., Коленбрандер Б., Финк-Греммельс Дж., Рулен Б.А. (август 2012 г.). «Трансгенерационная токсичность зеараленона у свиней». Репродуктивная токсикология . 34 (1): 110–119. Бибкод : 2012RepTx..34..110S. doi :10.1016/j.reprotox.2012.03.004. ПМИД  22484360.
  19. ^ Hueza IM, Raspantini PC, Raspantini LE, Latorre AO, Górniak SL (март 2014 г.). «Зеараленон, эстрогенный микотоксин, является иммунотоксичным соединением». Toxins . 6 (3): 1080–1095. doi : 10.3390/toxins6031080 . PMC 3968378 . PMID  24632555. 
  20. ^ Пелтомаа Р., Фикачек С., Бенито-Пенья Е., Бардерас Р., Хед Т., Део С. и др. (сентябрь 2020 г.). «Биолюминесцентное обнаружение зеараленона с использованием рекомбинантного пептидомиметического белка, слитого с люциферазой Gaussia». Микрохимика Акта . 187 (10): 547. doi : 10.1007/s00604-020-04538-7. ПМЦ 7938698 . ПМИД  32886242. 

Внешние ссылки