04/07/10

Mykotoksiner (giftstoffer produceret af svampe)

Skimmelsvampe er kendte for at kunne producere en lang række såkalde sekundære metabolitter, altså stoffer der ikke er et produkt af deres basale metabolisme. Disse stoffer er ikke nødvendige for svampens normale overlevelse, men kan betragtes som ekstra udstyr der tillader svampen at klare sig bedre i konkurrencen med andre svampe og mikroorganismer.

Disse stoffer kan være farvestoffer der kan beskytte svampen mod skadeligt UV-stråling fra solen, antibiotika der kan hæmme konkurrenter eller giftstoffer der kan dræbe andre organismer så svampen kan "spise" dem. 

En række af disse stoffer er desværre giftige for mennesker og dyr. I langt de fleste tilfælde er denne giftighed ikke tilsigtet fra svampens side, og det må mere betragtes som en tilfældighed at vi reager uheldigt når vi udsættes for stofferne. Det er svært at forestille sig hvad svampen skulle få ud af at skade mennesker. Der er nogle få eksempler hvor giftigheden måske kan forklares med at svampen forsøger at beskytte den næring (dødt organisk materiale) den har erobret fra at blive ædt af dyr.

Nogle af de mest betydningsfulde skimmelsvampe i dansk landbrug tilhører slægten Fusarium. Denne gruppe af skimmelsvampe inficerer de vigtigste af vores kornafgrøder, så som hvede, majs og byg. Under infektionen af kornet danner de typisk en række meget giftige stoffer der ophobes i kornet. Giftstoffer der produceres af svampe kaldes mykotoksiner, myko er græsk for svamp og toksin betyder giftstof. Nogle af de mykotoksiner der ophobes i kornet på marken er så robuste at de kan overleve opvarmning og andre processer der benyttes i fødevare industrien, hvilket betyder at de kan ende i vores fødevarer. Dette er selvfølgeligt ikke heldigt, da det betyder at ellers sunde fødevarer pludseligt bliver usunde. I dag kan vi teste for om disse stoffer findes i vores fødevarer og der findes grænseværdier for hvor høje koncentrationer af giftstofferne fødevarer til mennesker må indeholde, og korn i EU checkes løbende for at reducere risikoen for at forbrugerne udsættes for disse giftige stoffer.

Eksempler på mykotoksiner

Zearalenone er blandt de mest betydningsfulde mykotoksiner. Stoffet dannes af flere forskellige Fusarium arter, som fx. F. graminearum, F. culmorum og F. crookwellense.

Rent kemisk er stoffet et polyketid der dannes af to iterative polyketide syntaser, en reducerende der er ansvarlig for dannelsen af den store cirkel (der indeholder et oxygen) og en ikke-reducerende der danner den lille cirkel (aromatisk gruppe) af molekylet. 

Zearalenone og relaterede metabolitter (alfa og beta zearalenoler) er ikke akut giftige men kan inducere østrogen receptoren i pattedyr, en tilstand der kaldes for hyperøstrogisme. Specielt grise er meget modtagelige overfor dette og selv små koncentrationer i deres foder kan føre til reduceret tilvækst (grundet nedsat fødeindtag), fertilitets problemer og feminisering af orner. Forsøg med fodring af svin med fodder indeholdende forskellige mængder af zearalenone har vist at selv lave koncentrationer (under 0.25 mg/kg) kan medføre symptomer hos dyrene, så som hævning af kønslæberne og kontinuerlig mælkeproduktion. Øgede koncentrationer (10 mg/kg) af zearalenone i fodderet afstedkommer mindre kuldstørrelser og reduceret fødselsvægt, mens høje koncentrationer (over 50 mg/kg) kan føre til aborter og et øget antal af dødfødte grislinger. Undersøgelser af zearalenones skadelige effekter tyder på at stoffet ikke har de store effekter på mennesker. Men da stoffets effekt primært er på organisme niveau og ikke cellulært niveau er det svært at lave forsøgt, da man selvfølgeligt ikke bare kan fodre mennesker med stoffet.

Fumonisiner er en gruppe af stoffer der er karakteriseret ved at bestå af en lang polyketid kæde hvorpå der findes forskellige sidegrupper (alkoholer, methyl sidekæder, oxygen koblede fedtsyrerkæder og en aminogruppe). Denne gruppe af mykotoksiner dannes af flere forskellige Fusarium arter, hvor de bedst kendte er F. moniliforme og F. proliferatum, der begge typisk inficer majs.

Fumonisiners giftighed varierer fra pattedyr til pattedyr. I heste kan de forårsage døden som følge af en sygdom der kaldes equine leucoencephalomalacia, hvor dele af hjernevævet forsvinder eller bliver flydende. Hos svin kan stofferne føre til lungeødem (ophobning af væske i lungerne) og ophobning af serum i brysthulen, begge lidelser kan afstedkomme vejrtrænkningsproblemer og døden. Undersøgelser af samfund hvor majs udgør en betragtelig del af diæten har vist at der måske er en sammenhæng med spiserørskræft, hvilket muligvis kan tilskrives fumonisiner.

Trichotesener (en gruppe af stoffer med samme grundstruktur) inhiberer protein syntesen in eukaryote celler hvilket har en store betydning for cellers normale funktioner. Effekten af trichotesener er faktisk så kraftig at selv eksponering af huden kan resultere i irritation og ubehag.

 Trichotesener udviser akut toksitiet med en LD50 i mus ned til 0,5 mg/kg kropsvægt (LD50 = den dosis der dræber halvdelen (50%) af en gruppe af forsøgsdyr). Symptomer på indtagelse af trichotesen kontaminerede fødevarer er opkast, diaré, nedsat appetitet, sår i munden, mavesår, aborter og ændringer i blod sammensætningen (mangel på røde og hvide blodlegemer). Desuden afstedkommer de fleste trichotesener en svækkelse af organismens immunforsvar, hvilket gør den mere modtagelig for infektioner fra mikroorganismer.

Trichoteseners giftige effekt for mennesker er rimeligt veldokumenteret grundet flere epidiminer i Rusland og Asien gennem det sidste århundrede. Under anden verdenskrig afstedkom T-2 toksin utallige dødsfald i Rusland, da befolkningen var tvunget til at spise afgrøder der have stået på markerner vinteren over, hvilket havde givet skimmelsvampe rig mulighed for at danne store mængder af det giftige stof. Situationen skyldtes dels de hårde vintre og manglen på arbejdskræft til at høste markerne fodi de fleste arbejdsdygtige mænd var tvunget til militærtjeneste. Sygdommen eller syndromet kendes som Alimentary toxic aleukia og medfører symptomer som udslæt på huden, svimmelhed, opkast, diare og hovedpine.

De ovenfor beskrevne mykotoksiner udgør kun nogle få eksempler - der findes mange flere. I de fleste tilfælde ved man endnu ikke hvad det er der gør de forskellige mykotoksiner giftige eller hvilken funktion de har for de producerende svampe.