Post on 31-Dec-2015
MUCEGAIURI SI MICOTOXINE
Dr. Biol. Cristina Tabuc
Institutul National de Cercetare Dezvoltare pentru Biologie si Nutritie Animala
Balotesti
CIUPERCI MICROSCOPICEDefinitie
Ciupercile microscopice (micromicete sau mucegaiuri) reprezinta un grup heterogen de microorganisme saprofite, uneori parazite, caracterizate prin:
Natura chimica a peretelui celular, bogat in chitina; Reproducere prin spori sexuati si asexuati; Prezenta glicogenului ca substanta de rezerva; Absenta clorofilei sau a altor pigmenti asimilatori.
Ciupercile microscopice sunt opganisme eucariote, talofite, heterotrofe:
Aparatul vegetativ este un tal constituit din filamente cu crestere apicala in toate directiile, cu aceeasi viteza ce formeaza o retea tridimensionala numita miceliu Lipsite de pigmenti asimilitatori ciupercile microscopice sunt organisme heterotrofe dependente de o sursa de carbon organic; Ciupercile microscopice pot contamina cele mai diverse medii: apa, aer, sol, cereale, produse de origine animala (lapte, carne), piele, hartie, ziduri, pietre, tesaturi, materie organica in descompunere.
CIUPERCI MICROSCOPICEIdentificare
Ciupercile microscopice, cu aspect filamentos sau levuriform, pot deveni vizibile numai dupa dezvoltarea miceliului; Ciupercile microscopice sunt cunoscute sub denumirea curenta de mucegaiuri si se prezinta ca o aglomerare de filamente miceliene si corpuri de fructificare capabile sa colonizeze cele mai diverse substraturi; Caracteristica majora a mucegaiurilor o reprezinta modul de reproducere: produc un numar foarte mare de spori care sa le asigure contaminarea si perpetuarea speciei, spori care se formeaza prin reproducere sexuata sau asexuata si care reprezinta principalul criteriu de identificare si clasificare.
Identificarea mucegaiurilor se bazeaza pe: Caractere culturale: includ factorii extrinseci de care depinde dezvoltarea mucegaiului:umiditate, pH, prezenta oxigenului si dioxidului de carbon, temparatura si lumina Caractere morfologice: macroscopice legate de caracteristicile coloniilor: aspect, relief, consistenta, marime, culoare, structuri de fructificatie; micoscopice legate de structura talului, modul de formare si aspectul sporilor si conidiilor, prezenta stucturilor de protectie a sporilor, prezenta sau absenta clamidosporilor; Caractere genetice - tehnicile de biologie moleclara contribuie la identificarea speciilor de mucegauri, dar nu pot inlocui in totalitate examenul morfologic care ramane baza identificarii
CIUPERCI MICROSCOPICEClasificare
ChytridiomycotinaChytridiomycotina
ZygomycotinaZygomycotina
OomycotinaOomycotina
AscomycotinaAscomycotina
BasidiomycotinaBasidiomycotina
DeuteromycotinaDeuteromycotina
FungusFungus
Hoog si Guarro (1995)
MUCEGAIURIClasificare
MUCEGAIURI
Mucegaiuri utile
Industria agro-alimentara Industria produselor biotehnologice Industria farmaceutica
Mucegaiuri daunatoare
Alergii Micoze Micotoxicoze
MUCEGAIURIClasificareMucegaiuri utile Industria alimentara pentru imbogatirea proprietatilor organoleptice ale produselor alimentare: branzeturi si produse din carne crud-uscate, sosuri din soia
Penicillium camenberti Penicillium jenseni Aspergillus oryzae Penicillium roqueforti Aspergillus sojae
Penicillium caseicolum Rhizopus oryzaeGeotrichum candidum Rhizopus stoloniferOidium lactis Mucor silvaticusOospora lactis Mucor hiemalis
MUCEGAIURIClasificareMucegaiuri utile In industria produselor biotehnologice:
Aspergillus niger Aspergillus oryzae
acid citric α-amilaza acid gluconic β-glucanazaα-amilaza lipazaβ-glucanazacatalazaglucozo- oxidazalipaza pectinaza poligalacturonaza
MUCEGAIURIClasificareMucegaiuri utile In industria farmaceutica: obtinerea de substante cu rol antibiotic
Penicillium chrysogenumPenicillium griseofulvumPenicillium notatumPenicillium jensenii (P. nalgiovense)
MUCEGAIURIClasificareMucegaiuri daunatoare Aterarea calitatii nutritionale a produselor agroalimentare Cereale - cele mai expuse atacului mucegaiurilor (pierderi de 5-10% anual din productia mondiala)
Aspergillus flavus
Aspergillus flavus
Fusarium graminearum
Penicillium sp. Aspergillus carbonarius
MUCEGAIURIClasificareMucegaiuri daunatoare Alergii la om si animale - gravitate diferita in functie de rezistenta organismului, puterea patogena a fungului si durata de expunere
Micoze la om si animale: mucegaiurile sunt patogene oportuniste care necesita anumite conditii locale sau generale favorabile
Aspergillus fumigatus – aspergiloza pulmonara aviara si umana (80-90%) Aspergillus flavus - aspergiloze pulmonare sau generalizate Aspergillus niger - otite, sinuzite, infectii cutanate Aspergillus sydowi - endocardite umane Aspergillus terreus - aspergiloze pulmonare si cerebrale, frecvent izolat din prelevate de piele si fanere, principalul agent al onicomicozei
Micotoxicoze la om si animale - intoxicatii produse de substante toxice produse de unele specii de mucegaiuri
MICOTOXINECaracteristici generale
Micotoxinele sunt metaboliti secundari toxici produsi de mucegaiuri Au apărut în decursul procesului evoluţiei filogenetice a miceţilor ca un mijloc de apărare al acestora Flora micotoxigenă este estimată în prezent la 200 000 - 300 000 specii Micotoxinele sunt produse în principal de cinci genuri de ciuperci: Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Claviceps, Alternaria Micotoxine cunoscute: 200 molecule diferite - 30 contaminanti frecventi ai cerealelor Molecule cu structura chimica complexa, foarte stabila, nu pot fi degradate prin tratamente termice sau chimice Prima atestare documentara in secolul al XVII-lea “focul de Saint André” - halucinatii datorate painii de secara contaminata cu Claviceps (cornul secarei) Se considera ca nu exista nicio regiune pe glob in care sa nu existe contaminare cu micotoxine Cerealele - cele mai expuse infestarii cu mucegaiuri si contaminarii cu micotoxine - pierderi anuale de 55 milioane tone
MICOTOXINEEfecteEfectul toxic al micotoxinelor se manifestă la toate nivelurile de organizare a materiei vii. Micotoxinele contaminează absolut tot de la organismul unicelular până la organismele pluricelulare superior organizate, inclusiv omul.
Nivelul de organizare al materiei vii Efecte
molecular:
- interacţiunea cu macromolecule - despărţirea catenelor de ADN- complexe ADN-toxină şi blocarea transcripţiei
- interferenţa cu reacţiile enzimatice - inhibarea carbonil piruvat kinazei- inhibarea carboxilazelor- inhibarea peptidil transferazei- inhibarea ADN-polimerazei
subcelular:
- interacţiuni cu organitele celulare - decuplarea fosforilării oxidative
celular:
- interacţiune cu metabolismul celular - interferenţe cu metabolismul glucidelor, lipidelor, proteinelor, vitaminelor- inhibarea sintezei acizilor nucleici
întregul organism:
- alterarea morfofuncţională a ţesuturilor şi organelor - semne patologice clinice
- hepatotoxicitate- nefrotoxicitate- neurotoxicitate
MICOTOXINEPrincipalele familii de micotoxine
Toxina Speciile producătoare
Substrat contaminat
Toxicitate
Aflatoxine Aspergillus flavus,
A. parasiticus,
A. nomius
cereale, arahide,
fructe deshidratate
hepatotoxicitate, cancerogenitate
(grupa I - CIRC)
Ochratoxine A. ochraceus,
Penicillium verrucosum
cereale, cafea, struguri (vin), produse
din carne
Nefrotoxicitate
(grupa II - CIRC)
Trichotecene Fusarium culmorum,
F. graminearum,
F. poae
cereale Tulburări digestive şi
hematologice
Zearalenona F. graminearum,
F. culmorum
cereale Oestogenism
Tulburări de reproducţie
Fumonisine F. verticillioides,
F. proliferatum
porumb şi
produse derivate
Variabilă în funţie de specie
Suspectată de cancer esofagian
(grupa II - CIRC)
MICOTOXINEAflatoxine
1960 - „Turkey X disease” marchează începutul cercetărilor privind izolarea şi caracterizarea structurii aflatoxinelor Aspergillus flavus, A. parasiticus, A. nomius, Penicillium, Mucor, Rhizopus In prezent 13 molecule diferite
AB1 AB2 AG1 AG2
AM1
AFB1 - toxicitatea cea mai puternica Toxicitatea scade AFB1>AFG2>AFB2>AFG1 AFB1 - cel mai puternic agent cancerigen natural cunoscut - responsabila de aparitia hepatocarcinoamelor AFB1 clasa I de risc - CIRC Se transmit in carne, oua, lapte (AFM1)
Contamineaza - cereale - porumb, grau, orz, ovaz, secara, orez - produse pe baza de cereale - oleaginoase – soia - alune si derivate - arahide, unt de arahide, fistic) - legume - cartofi, linte, ardei iute - fructe uscate – smochine, stafide - bere
MICOTOXINEAflatoxine
Prezente in general in alimente provenite din regiunile calde (America de Sud, Africa, AsiaTemperatura optima de producere 25 - 40°C
Aspergillus flavus Aspergillus parasiticus
MICOTOXINEAflatoxine
Efectul toxic se manifesta diferit ca intensitate in functie de specie, varsta, sex, stare fiziologica, durata de expunereOrganul cheie: ficatSensibilitate: porc > pasari > rumegatoare
Intoxicaţia acută degenerescenţă hepatică, hemoragii moartea rapida a animalului
Intoxicaţia cronică ciroză cancer hepatic – hepatocarcinoameAlte efecte respiratorii - congestia plamanilor
renale - glomerulonefrite gastro-intestinale - hemoragii nervoase - hemoragii imunitoxicitate - scade IgG si IgA, IL1 si IL2, hipoplazie timica genotoxicitate - rezultate controversate teratogenitate - dezvoltare intarziata, microcefalie, anoftalmie
MICOTOXINEOchratoxina
Familia ochratoxinelor cuprine 10 molecule diferiteReprezentant principal Ochratoxina A inclusa in clasa II B de risc - CIRCTemperatura optima de sinteza: 5 - 37°C A. ochraceus 4 - 30°C Penicillium sp.
Penicullium verrucosumPenicillium viridicatum
Aspergillus ochraceus
Ochratoxina A (OTA)
MICOTOXINEOchratoxina
Contamineaza - cereale - porumb, orz- struguri - cafea- produse din carne- bere, vin
Efectul toxic se manifesta diferit ca intensitate in functie de specie, varsta, sex, stare fiziologica, durata de expunereOrganul cheie: rinichiSensibilitate: porc > pasari > rumegatoare
Intoxicaţia acută - hipertrofie renala, oligourie, tubulonecroza - moartea rapida a animalului
Alte efecte imunitoxicitate - limfopenie, regresia timusului - diminuarea raspunsului imun
teratogenitate - dezvoltare intarziata - anomalii ale viscerelor si scheletului - mortalitate fetala crescuta
MICOTOXINEOchratoxina
MICOTOXINETrichorheceneCaracteristici generale
Trichotecenele constituie o mare familie de micotoxine produse de specii ale genurilor Fusarium, Myrothecium, Trichoderma, Trichothecium, Stachybotrys.
Genul Fusarium este considerat genul cel mai important din punct de vedere al producerii trichotecenelor, cu cea mai largă distribuţie geografică şi cu cei mai numeroşi reprezentanţi producători de trichotecene.
Fusarium tricinctum, F. sporotrichoides, F. poae, F. equiseti produc prin excelenţă trichotecene din grupul A
Fusarium graminearum, F. nivale, F. culmorum care produc numai trichotecene din grupul B
Trichoderma sp. şi Trichothecium sp. produc trichotecene din grupul C
Myrothecium sp. şi Stachybotrys sp. produc trichotecene din grupul D.
MICOTOXINETrichorhecene din grupul ACaracteristici generale
Trichotecenele din grupul A prezintă în poziţia C8 un atom de hidrogen
Grupul A include 25 molecule diferite
Reprezentanţi principali toxina T-2 toxina HT-2
diacetoxiscirpenol (DAS) Structura de baza
Contamineaza - cereale - in principal porumb- contaminare in camp pe planta vie
Toxina T-2 - cea mai mare toxicitate din grupul A
MICOTOXINETrichorhecene din grupul AEfecte
Toxicitate variabilă în funcţie de specie, varsta, sex, starea fiziologica, etc.Se distribuie în întreg organismul fără a avea un organ ţintăSensibilitate: porc > pasari > rumegatoare
Efecte toxice - gastroenterite şi vomismente - refuzul hranei cu pierderi în greutate - necroze dermice (toxina T2, HT2 şi DAS)
Alte efecte - degenerescenţa şi necroza celulelor mucoasei gastrice (T2)- inflamaţii congestive până la necroza jejunului şi colonului, iar la
nivelul caecum-ului mucoasă hemoragică (DAS)- degenerescenţă şi necroză celulară la nivelul plăcilor Peyer,
pulpei albe splenice, centrelor germinative ale ganglionilor limfatici mezenterici
- congestie mai mult sau mai puţin edematoase a meningelor- sindromul neuro-muscular caracterizat prin alterari la nivelul
musculaturii scheletice sau a terminaţiilor nervoase
MICOTOXINETrichorhecene din grupul BCaracteristici generale
Trichotecenele din grupul B prezintă în poziţia C8 o grupare cetonă
Grupul B include 9 molecule diferite
Reprezentanţi principali - nivalenol (NIV)- deoxinivalenol (DON)
Contamineaza - cereale - in principal porumb- contaminare in camp pe planta vie
Deoxinivalenol - cea mai raspandita micotoxina
MICOTOXINETrichorhecene din grupul BEfecte
Toxicitate variabilă în funcţie de specie, varsta, sex, starea fiziologica, etc.Se distribuie în întreg organismul fără a avea un organ ţintăSensibilitate: porc > pasari > rumegatoare
Efecte toxice - gastroenterite şi vomismente (DON = Vomitoxina) - refuzul hranei cu pierderi în greutate - hemoragii digestive (NIV)
Alte efecte - necroza acinilor şi insulelor pancreatice - sindromul neuro-muscular caracterizat prin
alterari la nivelul musculaturii scheletice sau a terminaţiilor nervoase - sindromul nervos debutează rapid printr-o apatie marcată care evoluează spre o letargie profundă însoţită de tremurături în cazul intoxicaţiei cu DON.
Trichotecene din grupul C Prezinta o a doua grupare epoxid in pozitia C7-8 Nu sunt niciodată întâlnite în produse alimentare Reprezentant principal crotocina
Trichotecene din grupul D Prezinta intre C4 şi C15 un macrociclu constituit din molecule complexe (uneori mevalonat), unite între ele prin legături ester - esteri macrociclici Sunt caracterizate de cea mai mare toxicitate din familia trichotecenelor Reprezentanţii principali roridina
verrucarinasatratoxinele
MICOTOXINETrichorhecene din grupurile C si D
MICOTOXINETrichorhecene din grupul DEfecte
Satratoxine produse de Stachybotrys
Efecte toxice
Necroze cutanate si hemoragice la un numar mare de specii Cel mai des intalnita la cai Forma subacuta rara - mortalitate - hemoragii multiple Forma cronica - necroze cutanate la nivelul fetei
MICOTOXINEFumonizineCaracteristici generale
Cel mai nou grup de micotoxine caracterizat la sfarsitul anilor 80 Producatori principali - speciile genului Fusarium
Fusarium verticillioides (moniliforme) - porumb, sorg, ovazF. proliferatum
F. nygamai sorg, mei F. oxysporum
F. polyphialidicum Alti producatori - Alternaria alternata In prezent familia fumonizinelor nmara 15 olecule diferite Cele mai importante fumonizine FB1, FB2, FB3
Formula de baza a fumonizinelor
MICOTOXINEFumonizineEfecte
Toxicitatea fumonizinelor - semne clinice diferite in functie de specie Cai - Leucoencafalomalacia ecvina
- anomalii histopatologice ale ficatului si rinichilor Porci - edem pulmonar
- alterari morfofiziologice la nivelul pancreasului, inimii, raichilor, esofagului Pasari - refuzul hranei, pierderi in greutate
- tulburari gastro-intestinale - alterari morfofunctionale ale ficatului
Imunotoxicitate - diminueaza proliferarea limfocitelor si sinteza unor imunoglobuline
FB1 - inclusa in clasa IIB de risc - IARC
MICOTOXINEZearalenonaCaracteristici generale
Zearalenona (ZEA) sau toxina F-2 este produsa de specii de Fusarium
Principalii producatori - F. graminearum- F. semitectum- F. equiseti- F. crookwellense - F. culmorum - F. tricinctum- F. oxysporum- F. sporotrichoïdes - F. laterium
Tempeatura optima de sinteza - 10 - 15°C
F. oxysporum
F. culmorum
Zearalenona (ZEA)
MICOTOXINEZearalenonaEfecte Contaminarea cerealelor cu ZEA - fenomen mondial ZEA - porumb, orz, grau, sorg, ovaz, orez, soia
- nuci, tutun Asociata adesea cu DON, NIV, FUMO Toxicitate - hiperoestreogenism Sensibilitate: porc > pasari > rumegatoare Semne clinice - edeme vaginale
- atrofia ovarelor- hipertrofie mamara- pseudogestatie- scaderea nivelului de testosteron- scaderea cantitatii si calitatii spermei- sterilitate
Teratogenitate minora - dezvoltare si osificare intarziata a scheletului - malformatii ale scheletului membrelor
MULTUMESC PENTRU ATENTIE